摻管溝污泥水泥混凝土的物理力學(xué)性能研究

　　摘要：研究了以管溝污泥等量替代天然細(xì)集料制備水泥混凝土的技術(shù)。結(jié)果表明，在混凝土中摻加一定量的管溝污泥可以配制出強(qiáng)度為40MPa以上的混凝土，同時(shí)其28d強(qiáng)度可高于同配合比的基準(zhǔn)混凝土。此外，隨污泥摻量的增加，混凝土坍落度會(huì)降低，凝結(jié)時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)。測(cè)試摻污泥的水泥混凝土固結(jié)體中重金屬溶出量表明其可滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，無(wú)二次污染。

0 前言　　管溝污泥是污水從用戶流人污水廠的排水管道中的淤積物，它含有大量的砂石，也含有大量的微生物、有機(jī)質(zhì)及氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)又具有含水量高、易腐爛、有惡臭等特點(diǎn)，還有超標(biāo)的重金屬、病原微生物等。目前上海9個(gè)中心城區(qū)全年產(chǎn)生的管溝污泥約1萬(wàn)t(干基)。過(guò)去，管溝污泥是利用蘇州河、黃浦江通過(guò)船舶外運(yùn)，由于蘇州河綜合治理的要求和世博會(huì)即將召開，沿河污泥碼頭將逐步拆除，這將直接影響到管溝污泥的出路問(wèn)題。如果任意排放不加處理，不僅將對(duì)環(huán)境造成污染，危害人類健康，同時(shí)又是對(duì)資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。因此如何對(duì)其安全利用已成為關(guān)注的重點(diǎn)課題1)。　　城市污泥的最佳出路是無(wú)害化處理、資源化利用、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。本文以上海市管溝污泥為處置對(duì)象，在進(jìn)行脫水、烘干、破碎、去除大顆粒雜質(zhì)等預(yù)處理后，作為細(xì)集料用于水泥混凝土中，通過(guò)測(cè)試其抗壓、抗折強(qiáng)度來(lái)考察其物理力學(xué)性能。此外，采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5085．3-1996《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》及美國(guó)EPA毒性浸出實(shí)驗(yàn)(TCLP)，評(píng)價(jià)了重金屬在水泥固化體中的浸出特性，從而考察污泥中的重金屬離子是否得到有效的束縛和穩(wěn)定固化。　　1 實(shí)驗(yàn)原材料及實(shí)驗(yàn)方法　　1.1 實(shí)驗(yàn)原材料　　水泥海螺牌P．042．5水泥，其化學(xué)成分及物理力學(xué)性能見表1。表1 水泥的化學(xué)組成及物理力學(xué)性能

化學(xué)組成／％

凝結(jié)時(shí)間／min

強(qiáng)度／MPa

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

SO2

Loss

初凝

終凝

抗壓

抗折

28d

21．4

5．8

2．5

61．8

1．6

3．8

1．62

145

39．1

52．2

7．2

8．7

　　活性摻合料磨細(xì)礦渣，比表面積450m2/kg；磨細(xì)鋼渣微粉，比表面積500m2/kg；沸石，細(xì)度為300目；Ⅱ級(jí)粉煤灰。各類活性摻合料的化學(xué)成分見表2和表3。表2 礦渣、鋼渣和粉煤灰的化學(xué)成分％

摻合料品種	SiO2	CaO	Al2O3	Fe2O3	TiO	MgO	SO3	Loss
礦渣	32．3	39．0	14．3	0．2	0．5	7．7	1．0	1．89
鋼渣	14．7	45．0	3．47	21．0	1．0	9．0	0．4	1．65
粉煤灰	54．1	2．9	31．9	3．0	1．2	0．7	0．5	3．76

表3 沸石的化學(xué)成分％

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO KgO Na2O TiO2 P2O5 H2O+ H2O- Loss

68.42 12.10 0.75 4.68 0.05 0.90 1.29 0.08 0.0l 11.33 4.53 11.68

　　集料細(xì)集料采用細(xì)度模數(shù)為2．4的中砂；粗集料采用粒徑為5~38mm的石灰石碎石。管溝污泥來(lái)自上海市排水系統(tǒng)管溝污泥集中堆場(chǎng)。　　1.2實(shí)驗(yàn)方法
(1)凝結(jié)時(shí)間及需水量測(cè)定按國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
(2)混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)按照GB／T50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行。
(3)混凝土坍落度試驗(yàn)按照GB／T 50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行。
(4)采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《固體廢物浸出毒性浸出方法：水平振蕩法》(GB 5086．2-1997)[2]檢測(cè)水泥固結(jié)體的重金屬浸出毒性。

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