申请日2016.03.09
公开(公告)日2016.07.20
IPC分类号C04B38/10; C04B38/02; C04B28/10; C04B111/52
摘要
本发明专利属于混凝土制品技术领域，尤其涉及一种多功能轻质污泥发泡混凝土的生产方法及产品。该方法首先使污水处理产生的污泥和生石灰反应，形成污泥熟石灰;再将污泥熟石灰与水泥、水混合，形成污泥混凝土;然后利用发泡机的发泡系统使发泡剂产生泡沫，并将泡沫和污泥混凝土混合。本发明的污泥处理方法能够直接获得污泥发泡轻质混凝土。本发明的污泥发泡轻质混凝土具有多种用途，可作为填充材料、保温材料、墙体材料、隔音材料、矿山坑道填充材料、人造景观制作材料、道路抢险材料、管基填充材料等。本发明的污泥处理方法不仅成本低廉、环保，且能直接产生具有多种用途的轻质污泥发泡混凝土;不仅解决污水处理行业面临的污泥处理问题，且使污泥得以利用。
权利要求书
1.一种多功能轻质污泥发泡混凝土的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、在污泥中加入生石灰，充分搅拌，使生石灰和污泥中的水发生化学反应从而形成污泥熟石灰;
b、在步骤a产生的污泥熟石灰中，加入水泥和水，充分搅拌，形成污泥混凝土;
c、通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与步骤b产生的污泥混凝土均匀混合，形成污泥发泡轻质混凝土。
2.根据权利要求1所述的多功能轻质污泥发泡混凝土的生产方法，其特征在于：步骤a所述的污泥是经过脱水、干燥处理的浓缩污泥。
3.根据权利要求1所述的多功能轻质污泥发泡混凝土的生产方法，其特征在于：步骤a所述的污泥是没有经过脱水、干燥处理的原污泥。
4.根据权利要求1所述的多功能轻质污泥发泡混凝土的生产方法，其特征在于：步骤a中污泥和生石灰的重量比例1:1至6:1。
5.根据权利要求1所述的多功能轻质污泥发泡混凝土的生产方法，其特征在于：步骤a中的生石灰为生石灰粉。
6.根据权利要求1所述的多功能轻质污泥发泡混凝土的生产方法，其特征在于：步骤b中各组分的重量百分比为：污泥熟石灰30%-60%，水泥15%-40%，水10%-40%。
7.根据权利要求1所述的多功能轻质污泥发泡混凝土的生产方法，其特征在于：实施步骤b时，在污泥熟石灰中加入水泥和水的同时还加入粉煤灰。
8.根据权利要求1所述的多功能轻质污泥发泡混凝土的生产方法，其特征在于：步骤c所述的发泡剂是金属铝粉发泡剂、植物蛋白发泡剂、动物蛋白发泡剂、树脂皂类发泡剂、水解血胶发泡剂或者石油磺酸铝发泡剂，或者是其中两种以上的混合物。
9.根据权利要求1所述的多功能轻质污泥发泡混凝土的生产方法，其特征在于：步骤c所述的发泡剂的用量是步骤b产生的污泥混凝土重量的1%-10%。
10.一种多功能轻质污泥发泡混凝土产品，其特征在于，含有水泥、水和发泡剂，在其内部形成有大量的泡沫孔，其特征在于还含有脱水污泥和熟石灰，采用如下方法制备：在污泥中加入生石灰，充分搅拌，使生石灰和污泥中的水发生化学反应，形成污泥熟石灰;在污泥熟石灰中加入水泥和水，充分搅拌，形成污泥混凝土;然后通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与污泥混凝土均匀混合，即得到污泥发泡轻质混凝土。
说明书
一种多功能轻质污泥发泡混凝土的生产方法及产品
技术领域
本发明专利属于混凝土制品技术领域，尤其涉及一种多功能轻质污泥发泡混凝土的生产方法及产品。
背景技术
发泡混凝土，又名泡沫混凝土或轻质混凝土，发泡混凝土是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。发泡混凝土内部的封闭气孔使其具有保温、隔音等性能;发泡混凝土的骨料由水泥凝固而成，骨料本身的保温、隔音性能比较差。只能通过增加封闭气孔的含量来提高发泡混凝土的保温、隔音性能，但封闭气孔的增加必然会导致发泡混凝土的强度降低，即发泡混凝土的强度与其保温、隔音性能反向相关。
发明内容
为了解决污泥处理的难题，本发明提供了一种处理污泥的方法，该方法不仅不会造成环境污染，而且成本低廉，同时还能生产出具有多种用途的污泥发泡轻质混凝土。该方法的实施，不仅能够解决污水处理行业面临的污泥处理问题，而且能够通过污泥的回收和利用生产具有多种用途的轻质发泡混凝土。
本发明提供的一种多功能轻质污泥发泡混凝土的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、在污泥中加入生石灰，充分搅拌，使生石灰和污泥中的水发生化学反应从而形成污泥熟石灰;
b、在步骤a产生的污泥熟石灰中，加入水泥和水，充分搅拌，形成污泥混凝土;
c、通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与步骤b产生的污泥混凝土均匀混合，形成污泥发泡轻质混凝土。
优选的，步骤a所述的污泥是经过脱水、干燥处理的浓缩污泥。
优选的，步骤a所述的污泥是没有经过脱水、干燥处理的原污泥。
进一步的，步骤a中污泥和生石灰的重量比例1:1至6:1。
进一步的，步骤a中的生石灰为生石灰粉。
进一步的，步骤b中各组分的重量百分比为：污泥熟石灰30%-60%，水泥15%-40%，水10%-40%。
进一步的，实施步骤b时，在污泥熟石灰中加入水泥和水的同时还加入粉煤灰。
进一步的，步骤c所述的发泡剂是金属铝粉发泡剂、植物蛋白发泡剂、动物蛋白发泡剂、树脂皂类发泡剂、水解血胶发泡剂或者石油磺酸铝发泡剂，或者是其中两种以上的混合物。
进一步的，步骤c所述的发泡剂的用量是步骤(2)产生的污泥混凝土重量的1%--10%。
一种多功能轻质污泥发泡混凝土产品，含有水泥、水和发泡剂，在其内部形成有大量的泡沫孔，其特征在于还含有脱水污泥和熟石灰，采用如下方法制备：在污泥中加入生石灰，充分搅拌，使生石灰和污泥中的水发生化学反应，形成污泥熟石灰;在污泥熟石灰中加入水泥和水，充分搅拌，形成污泥混凝土;然后通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与污泥混凝土均匀混合，即得到污泥发泡轻质混凝土。
本发明专利具有以下有益效果：
1、轻量性，体积密度为300-1500kg/m3，相当于普通混凝土的1/5～1/10左右;
2、抗压性，抗压强度在1.2Mpa以上，且具有良好的抗侧压性能，根据需要可生产出不同强度的污泥发泡轻质混凝土;
3、保温性，极低的热传导率，导热系数低于0.2W/(m·k);
4、隔音性，污泥发泡轻质混凝土中含有大量的独立气泡，且分布均匀，吸音能力为0.09-0.19%，是普通混凝土的5倍，具备独特的隔音功能;
5、具有良好的隔热性，热阻约为普通混凝土的20-30倍，能起到很好的隔热效果;
6、低弹抗震性，污泥发泡轻质混凝土的多孔性使其具有较低的弹性模量，从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用，对外力作用表现出软垫性，提高了抗震性;
7、低吸收率，污泥发泡轻质混凝土具有强韧而独立的发泡连接，吸收率在25%以内，使其具有一定的防潮、抗渗性能;
8、整体性好，可现场浇注施工，与主体工程结合紧密，不需留界隔缝和透气管;
9、自填充和自密实性，采用该污泥发泡轻质混凝土作业，无需机械夯实，即可自行填充和密实;
10、可泵性好，污泥泡沫混凝土具有独特的液态及强韧的发泡，再加上流动性强，可进行远距离泵送，且作业注入能力强，机械化程度高，可大面积施工，用于填充隧道及作为各种建筑物内部的垫层。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
在1000克污泥中加入1000克生石灰，充分搅拌，使生石灰和污泥中的水发生化学反应形成污泥熟石灰;然后在污泥熟石灰中加入水泥800克、粉煤灰400克、水800克，充分搅拌，形成污泥混凝土;通过发泡机的发泡系统将120克发泡剂用机械方式充分发泡，将泡沫与污泥混凝土均匀混合，即可得到污泥发泡轻质混凝土。
实施例2
在1000克污泥中加入750克生石灰，充分搅拌，使生石灰和污泥中的水发生化学反应形成污泥熟石灰;然后在污泥熟石灰中加入水泥875克、粉煤灰650克、水1100克，充分搅拌，形成污泥混凝土;通过发泡机的发泡系统将87.5克发泡剂用机械方式充分发泡，将泡沫与污泥混凝土均匀混合，即可得到污泥发泡轻质混凝土。
实施例3
在1000克污泥中加入500克生石灰，充分搅拌，使生石灰和污泥中的水发生化学反应形成污泥熟石灰;然后在污泥熟石灰中加入水泥1070克、粉煤灰645克、水1070克，充分搅拌，形成污泥混凝土;通过发泡机的发泡系统将215克发泡剂用机械方式充分发泡，将泡沫与污泥混凝土均匀混合，即可得到污泥发泡轻质混凝土。
实施例4
在1000克污泥中加入250克生石灰，充分搅拌，使生石灰和污泥中的水发生化学反应形成污泥熟石灰;然后在污泥熟石灰中加入水泥625克、粉煤灰470克、水780克，充分搅拌，形成污泥混凝土;通过发泡机的发泡系统将62.5发泡剂用机械方式充分发泡，将泡沫与前述混合物均匀混合，即可得到污泥发泡轻质混凝土。
本发明提供一种多功能轻质污泥发泡混凝土作为建筑填充材料的应用。尤其是作为路基、桥基填充材料和建筑物中窄缝、窄槽填充材料的应用。由于本发明的污泥发泡轻质混凝土凝固后具有良好的自密实自填充性能和抗侧压性能，用做建筑填充材料时，无需机械夯实，即可形成稳定、坚固的填充体。若用于路基、桥基填充材料，能够避免路基、桥基沉降;对无法进行机械夯实的窄缝、窄槽，本发明的污泥发泡轻质混凝土能在窄缝、窄槽内形成具有一定强度的填充体。
本发明提供一种多功能轻质污泥发泡混凝土作为建筑保温材料的应用。由于本发明的污泥发泡轻质混凝土具有极低的热传导率，导热系数低于0.2W/(m·k)，用做保温材料，具有良好的保温效果。
本发明提供一种污泥发泡轻质混凝土作为墙体构筑材料的应用。本发明的污泥发泡轻质混凝土具有一定的抗压性能，抗压强度在1.2Mpa以上，且具有良好的抗侧压性能，可以用于构筑墙体;此外，由于其具有重量轻、密度低的性能，用它构筑墙体能够降低墙体本身的重量。尤其采用本发明的污泥发泡轻质混凝土构筑非承重墙体时，具有一定的强度，降低对建筑物中其他结构的压力，而且具有良好的隔音和保温效果。
本发明提供一种多功能轻质污泥发泡混凝土作为隔音材料的应用。比如，用来制作隔音板。由于本发明的污泥发泡轻质混凝土中含有大量的独立气泡，且分布均匀，吸音能力为0.09-0.19%，是普通混凝土的5倍，具备独特的隔音功能，所以可以用作隔音材料，用来制作隔音板，例如城市道路和居住小区之间的隔音板。
本发明提供一种多功能轻质污泥发泡混凝土作为矿山坑道填充材料的应用。在矿山区域采矿、采煤、采石后会形成各种各样的坑道，由于本发明的污泥发泡轻质混凝土具有良好的自填充自密实性能和抗侧压性能，利用本发明的污泥发泡轻质混凝土回填抗道后，矿区不会发生沉降，能够提高矿区安全，有利于矿区的再开发和再利用。
本发明提供一种多功能轻质污泥发泡混凝土在制作人造景观中的应用。本发明的污泥发泡轻质混凝土具有可泵性，流动性强，可进行远距离泵送，且凝固后具有一定的强度，可以用来制作人造景观，如假山。
本发明提供一种多功能轻质污泥发泡混凝土作为道路抢险材料的应用。道路塌陷或者破损的情况时有发生，为了保证道路畅通，往往需要进行道路应急抢险。由于本发明的污泥发泡轻质混凝土具有适中的抗压强度，在道路塌陷或者破损处填充本发明的污泥发泡轻质混凝土，作为道路应急抢险材料，既能保障道路畅通，也便于道路修复时铲除和开挖。
本发明提供一种多功能轻质污泥发泡混凝土作为管基填充材料的应用。铺设各种管道时，管道下放要铺设填充材料，传统的施工方法时铺设土或者沙子作为填充材料，因管道的存在难以进行机械夯实，尤其是胡同管道的铺设，由于受到周围环境的限制，更加难以进行机械夯实，因土和沙子比较松软，会发生不同程度的沉降，尤其是沙子会随雨水流失，沉降现象更加严重，这样会造成管基出现空洞，导致管道位移，甚至因受力不均而导致管道断裂。由于本发明的污泥发泡轻质混凝土具有自填充自密实功能，采用本发明的污泥发泡轻质混凝土作为管道填充材料，无需机械夯实即可达到密实的效果，有效避免沉降现象的发生;此外，本发明的污泥发泡轻质混凝土凝固后，能够形成与管道的形状相对应的管基，能够使管道保持稳定。
利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。
