高掺城市污泥烧结制备绿色保温节能墙材研究.pdf

摘要 摘 要 我国城市污水污泥产量巨大，污泥对自然环境、人体危害巨大。把污泥掺入制砖混 合料中制备绿色节能保温墙材，极大的减轻了污泥对环境的危害，制备的保温墙材满足 了建筑行业对节能墙材的需求，实现建筑节能。但是，目前污泥制备墙材普遍存在污泥 掺量低、墙材保温性差的缺点,无法实现高掺污泥烧结砖强度与保温性能平衡。为了解决 上述问题，本文在制砖混合料中针对性的加入其他物质，通过实验研究最终制备出污泥 掺量高、综合性能优的烧结保温砖。主要的研究内容及研究结果如下： （1）以污泥和渣土为原料制备不同污泥掺量的烧结保温砖。随着污泥掺量的增加， 烧结砖总的收缩降低、烧结收缩增大，导热系数、抗压强度降低，砖体吸水率上升。结 合研究目的与实验情况，确定40%为污泥最合适掺量。在此污泥掺量下烧结砖的热导率 为0.184W/(m·K)、强度低于3MPa。 2 （） 选用无碱中空玻璃纤维替代渣土，用玻纤与适量硼砂联合作用优化烧结砖。 在适量硼砂作用下，烧结砖强度明显上升、密度变化微弱、热导率变化不明显。在40% 污泥含量的烧结砖中加入 10%中空玻纤、4%硼砂，烧结保温砖强度达10.11MPa、热导 率为0.233W/(m·K)。选用热导率更低的稻壳灰替代渣土，稻壳灰的掺入优化了烧结砖保 温性能。选用氯化钠作为助熔剂，氯化钠随水分运动致使砖体表面助熔剂浓度更高，砖 体性能得到优化，并通过提高烧结温度进一步提高烧结砖强度。当掺入3%氯化钠、10% 1075 2h 8.01MPa 稻壳灰、 ℃烧结温度下保温 ，制得的烧结砖强度达到 、热导率为 0.189W/(m·K)。考虑到煤矸石在烧结砖中具有造孔与放热助熔双重作用，在烧结砖中加 入煤矸石，根据实验结果优选煤矸石最佳掺量。在掺入40%污泥、10%稻壳灰、5%煤矸 1075 2h 9.5MPa 0.194W/(m·K) 石、 ℃烧结温度下保温 获得强度为 、热导率为 的优质烧结 保温砖。 （3）遵循多孔砖孔洞设计原则,设计了一种结构合理、符合前文制备的烧结砖性能 要求的多孔砖孔洞排布，并通过有限元软件模拟计算出前文制备的三种不同材质的烧结 0.157W/(m·K) 0.127W/(m·K) 砖按此孔洞排布制成多孔保温砖后的综合热导率，分别为 、 、 0.129W/(m·K)。 综上所述，本文完成了高掺污泥烧结砖制备、砖体性能优化、砖体宏观孔洞设计等 一系列研究。制备出热导率低、综合性能优良的高污泥掺量烧结多孔保温砖，提高了城 市污泥的处置效率。 关键词：污泥 烧结保温砖 稻壳灰 煤矸石; ; ; I ABSTRACT ABSTRACT Chinas urban sewage sludge production is huge, and the sludge is harmful to the natural environment and the human body.The use of sludge combined with other solid waste to prepare green energy-saving insulation building materials is a good sludge treatment method . This treatment has minimal impact on the environment and can produce building m