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掺管沟污泥水泥混凝土的物理力学性能研究

　　摘要：研究了以管沟污泥等量替代天然细集料制备水泥混凝土的技术。结果表明，在混凝土中掺加一定量的管沟污泥可以配制出强度为40MPa以上的混凝土，同时其28d强度可高于同配合比的基准混凝土。此外，随污泥掺量的增加，混凝土坍落度会降低，凝结时间会延长。测试掺污泥的水泥混凝土固结体中重金属溶出量表明其可满足国家标准的要求，无二次污染。

0 前言　　管沟污泥是污水从用户流人污水厂的排水管道中的淤积物，它含有大量的砂石，也含有大量的微生物、有机质及氮、磷、钾等营养物质，同时又具有含水量高、易腐烂、有恶臭等特点，还有超标的重金属、病原微生物等。目前上海9个中心城区全年产生的管沟污泥约1万t(干基)。过去，管沟污泥是利用苏州河、黄浦江通过船舶外运，由于苏州河综合治理的要求和世博会即将召开，沿河污泥码头将逐步拆除，这将直接影响到管沟污泥的出路问题。如果任意排放不加处理，不仅将对环境造成污染，危害人类健康，同时又是对资源的严重浪费。因此如何对其安全利用已成为关注的重点课题1)。　　城市污泥的最佳出路是无害化处理、资源化利用、产业化发展。本文以上海市管沟污泥为处置对象，在进行脱水、烘干、破碎、去除大颗粒杂质等预处理后，作为细集料用于水泥混凝土中，通过测试其抗压、抗折强度来考察其物理力学性能。此外，采用国家标准GB5085．3-1996《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》及美国EPA毒性浸出实验(TCLP)，评价了重金属在水泥固化体中的浸出特性，从而考察污泥中的重金属离子是否得到有效的束缚和稳定固化。　　1 实验原材料及实验方法　　1.1 实验原材料　　水泥海螺牌P．042．5水泥，其化学成分及物理力学性能见表1。表1 水泥的化学组成及物理力学性能

化学组成／％

凝结时间／min

强度／MPa

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

SO2

Loss

初凝

终凝

抗压

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

　　活性掺合料磨细矿渣，比表面积450m2/kg；磨细钢渣微粉，比表面积500m2/kg；沸石，细度为300目；Ⅱ级粉煤灰。各类活性掺合料的化学成分见表2和表3。表2 矿渣、钢渣和粉煤灰的化学成分％

掺合料品种	SiO2	CaO	Al2O3	Fe2O3	TiO	MgO	SO3	Loss
矿渣	32．3	39．0	14．3	0．2	0．5	7．7	1．0	1．89
钢渣	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 沸石的化学成分％

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

　　集料细集料采用细度模数为2．4的中砂；粗集料采用粒径为5~38mm的石灰石碎石。管沟污泥来自上海市排水系统管沟污泥集中堆场。　　1.2实验方法
(1)凝结时间及需水量测定按国家有关标准进行。
(2)混凝土强度试验按照GB／T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》进行。
(3)混凝土坍落度试验按照GB／T 50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法》进行。
(4)采用国家标准《固体废物浸出毒性浸出方法：水平振荡法》(GB 5086．2-1997)[2]检测水泥固结体的重金属浸出毒性。

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发布：2007-08-14 12:23 编辑：泛普软件 · xiaona [打印此页] [关闭]

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