[发明专利]一种利用固化污染土制作加芯建筑材料块体的方法

说明书

技术领域

本发明属于土木工程领域，具体地说，是指利用固化污染土制作加芯建筑材料块体的方法。

背景技术

随着社会发展和环保标准的提高，工业生产和社会生活产生的各种污染土越来越多，对环境的污染目益严重，如：污水处理厂产生的污泥、各种工业污染土、废弃钻井泥浆、赤泥尾矿等。对这些污染土的无害化、减量化、资源化处理的需求越来越迫切。

目前对于这些污染土的处理方式主要是堆存或填埋，如：工厂有毒有害物堆存场的污染土、工厂生产化工原料溢流造成的污染土等一般是直接堆放；污水厂产生的污泥、造纸厂产生的污泥一般是经脱水后堆放；废弃钻井泥浆、赤泥尾矿则通常采用固化后堆存或填埋的处理方式。无论是堆存还是固化后堆存或填埋的处理方式都没有完全实现污染土的减量化和无害化，也没有实现资源化利用，仍然占用大量土地，存在潜在的环境污染威胁。

本发明提供一种利用固化污染土制作加芯建筑材料的方法，可以实现各种污染土的无害化和减量化，同时使其得到资源化利用。

发明内容

本发明提供一种利用固化污染土制作加芯建筑材料块体的方法。本发明首先采用固化剂与污染土拌合均匀制成固化污染土(2)使污染土中的有毒有害成分固定而不易随水淋滤出来；然后，采用砂浆或混凝土制作加芯建筑材料块体的外包材料(1)和内分隔壁(3)(固化污染土(2)芯材位于砂浆或混凝土外包材料(1)内由内分隔壁(3)分隔成的空间内)；最后，采用加压成型的方法使固化污染土(2)在压力作用下形成密实高强的固化土，达到一般建筑材料制品要求的强度，从而制成以固化污染土(2)为芯材、以砂浆或混凝土为外包材料(1)和内分隔壁(3)的加芯建筑材料块体。本发明提高了固化污染土(2)的强度，改善了其中的污染物易随水淋滤出来以及固化污染土(2)易风化碎裂造成二次污染的不足，而且实现了各种污染土的减量化、无害化和资源化。

所述的固化污染土(2)是指将经设计计量的固化剂与污染土拌合均匀，经固化剂与污染土间的一系列物理化学反应，形成具有一定强度并将污染土中的有毒有害物质固定，从而减少或消除其有毒有害物质随水淋滤的硬化体。所述的污染土可以采用工业生产或日常生活产生的含有有毒有害物质的污染土，如：污水处理产生的污泥、矿石开采过程中产生的尾矿泥浆、石油钻井过程中产生的废弃泥浆、造纸厂排出的污泥、工业生产过程中被污染的土体、河流湖泊清淤排放的污泥等。

所述的固化剂可以采用硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、石灰、石膏、含SO₃的工业废渣(磷石膏、脱硫石膏等)、活性矿物掺合料、铝酸盐或硅铝酸盐矿粉以及化学掺加剂中的一种或由其中的几种按不同比例组合而成。其中的活性矿物掺合料是含有活性氧化硅和活性氧化铝成分的天然或人工材料粉体，如：矿渣、粉煤灰、煅烧煤矸石、钢渣、沸石等。其中的化学掺加剂是针对不同来源和化学组成的污染土为达到良好的固化效果掺加的化学药剂。对于污水处理产生的污泥其化学掺加剂可以采用硫酸铝、氯化钙、萘系减水剂、硫酸镁等；对于矿石开采过程中产生的尾矿泥浆其化学掺加剂可以是磷酸一铵、硫酸钠等；石油钻井过程中产生的废弃泥浆其化学掺加剂可以是氯化铝、氯化铁、硫酸铝、硫酸铁、脉醛树脂、烧碱等；对于含有铅、铬、镉、铜、锌等重金属的污染土其化学掺加剂可以是磷酸盐、普钙等。所述的固化剂的掺量根据污染土的物理力学性质、化学性质以及固化和加压成型后加芯建筑材料块体的目标强度和有毒物质淋滤量指标确定。

所述的作为建筑材料块体的外包材料(1)和内分隔壁(3)的砂浆和混凝土，其材料组成和配比可以采用现有公知的各种砂浆和混凝土的材料组成和配比，如：普通水泥砂浆和混凝土、水泥聚合物砂浆和混凝土、碱激发胶凝材料砂浆和混凝土，再生骨料砂浆和混凝土。其所用的粗骨料粒径小于1cm。

在本发明的加芯建筑材料块体的外包材料(1)和内分隔壁(3)中可以设置抗拉增强材料，所述的抗拉增强材料可以采用现有公知的抗拉增强材料，如：不定向分布的纤维短切丝、定向分布的连续的纤维丝、由纤维编织而成的编织物、钢筋、钢丝网、土工格栅或由纤维制作的筋材；所述的纤维可以采用钢纤维、矿物纤维、化学纤维或植物纤维等。

所述的加芯建筑材料块体中各种原材料组分所占的质量百分比为：污染土：60～82％；固化剂：4～10％；砂浆或混凝土：10～33％。

所述的加芯建筑材料块体以及固化污染土(2)芯材在水平面、正立面和侧立面上的投影的几何形状可以是任意公知的几何形状，如：矩形、三角形、五边形、六边形、梯形、X形、扇形等，且投影上任意两点的距离不大于100cm。