CN112194394A - 基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法，包括如下步骤：提供淤泥，将淤泥进行预处理得到干燥淤泥粉末；将所述干燥淤泥粉末与无机粘合剂、矿物掺合料和激发剂进行混料处理，得到第一混合物，其中，所述干燥淤泥粉末、所述无机粘合剂、所述矿物掺合料和所述激发剂的份数比为(50～90)：(5～20)：(1～30)：(0.5～5)；将所述第一混合物和水进行混合造粒处理，得到所述人造建筑骨料。该方法以淤泥为主要组分，以无机粘合剂进行交联并固化有害成分，保证人造建筑骨料具有足够的力学强度，性质优异，该方法能够对淤泥进行大规模的回收利用，另一方面，人造建筑骨料可代替天然骨料的开采，广泛应用于建筑等工程。

Description

基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法

技术领域

本申请属于无机非金属材料技术领域，尤其涉及一种基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法。

背景技术

近年来，随着城市人口愈趋密集，土地资源愈发稀有，随之带来的环境问题是越来越多的河流被人为侵占、填埋，城市河道数量急速下降。同时人口的增加也带动了城市工业的快速发展，造成越来越严重的环境污染问题。城市河道开始扮演天然垃圾场的角色，曾经清澈的用水河道被迫转变成了城市的排水渠道，生活污水、工业废水甚至各种固态的垃圾都被投进了河道。我国目前有90％左右的城市河道已经受到了严重的污染，许多城市也逐渐意识到这个问题，开始着手城市河道的污染治理。由于在城市河湖治理的过程中河道淤积的污染最为严重，所以对于河道淤积的治理成为整个城市河道治理工作的重中之重。“水十条”规定，地级及以上城市淤积无害化处理处置率应于2020年底前达到90％以上。而根据调研结果显示，我国淤积有70％没有得到妥善处理。因此，对淤积进行大掺量高效资源化综合利用对于我国淤积处理处置具有重要意义。

骨料是基础建设行业中重要的原材料，骨料外形呈松散颗粒状，是制备混凝土的基本原料，其在混凝土中不仅起骨架、填充作用，还能减少混凝土收缩、抑制裂缝扩展、降低水化热、增加耐磨性等。现有的骨料主要包括河床中开挖天然砂砾料经冲洗筛分而形成的砾和砂以及用爆破开采块石并经破碎、冲洗、筛分、磨制而成的碎石和人工砂等，随着基础建设的发展，骨料的需求量与日剧增，例如每公里高速公路砂石骨料用料在5.4-6万吨左右。然而，天然骨料开采资源有限，而且，大量开山、采石会严重破坏自然山体的景观和绿色植被，大规模挖河床取砂则容易改变河床位置及形状，造成水土流失或河流改道等严重后果，为了保护环境，减少资源开采压力，人们亟需开发一种人造骨料来取代天然骨料。

发明内容

本申请的目的在于提供一种基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法，旨在解决现有技术中淤泥回收处理麻烦且天然骨料开采压力大的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法，包括如下步骤：

提供淤泥，将所述淤泥进行预处理得到干燥淤泥粉末；

将所述干燥淤泥粉末与无机粘合剂、矿物掺合料和激发剂进行混料处理，得到第一混合物，其中，所述干燥淤泥粉末、所述无机粘合剂、所述矿物掺合料和所述激发剂的份数比为(50～90)：(5～20)：(1～30)：(0.5～5)；

将所述第一混合物和水进行混合造粒处理，得到所述人造建筑骨料。

第二方面，本申请提供一种由基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法制备得到的人造建筑骨料，所述人造建筑骨料包括如下重量份各组分：

本申请第一方面提供的基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法，该制备方法中，以淤泥为主要原料，通过预处理得到干燥淤泥粉末进行添加，提供干燥淤泥粉末能够保证淤泥含水率较低，有利于后续进行造粒处理；同时与无机粘合剂和激发剂进行复配使用，在激发剂的作用下，无机粘合剂和水发生水化反应形成胶凝网络结构，胶凝网络结构将干燥淤泥粉末相互粘结并逐步硬化形成固体，赋予了人造骨料良好的力学性能，可有效取代天然骨料，减轻天然骨料开采压力，同时由无机胶凝材料经水化反应形成的胶凝网络结构还可以对淤泥进行包覆并固化，从而将淤泥中的有害成分固化在其固化体内，进而减少有害成分的渗透和溶出，在实现了淤泥的二次利用价值的同时有效避免了淤泥中有害物质对环境的二次污染，绿色环保；进一步的，还协同添加了矿物掺合料一同进行造粒处理，使制备得到的人造建筑骨料具有较强的力学性能和抗压强度，该制备方法简单便捷，操作方便，一方面能够对淤泥进行大规模的回收利用，形成人造建筑骨料；另一方面，由于人造建筑骨料能达到较高的力学性能和抗压强度，可代替天然骨料的开采，广泛应用于建筑等工程中。

第二方面提供的人造骨料由所述的基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法制备得到，得到的人造骨料具有良好的力学性能和抗压强度，可有效取代天然骨料，减轻天然骨料开采压力，广泛应用于建筑等工程中。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例1提供的人造建筑骨料的实物图。

图2是本申请实施例1～12提供的人造建筑骨料的3天单粒抗压强度图。

具体实施方式

为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

术语“第一“、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

本申请实施例第一方面提供一种基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法，包括如下步骤：

S01.提供淤泥，将淤泥进行预处理得到干燥淤泥粉末；

S02.将干燥淤泥粉末与无机粘合剂、矿物掺合料和激发剂进行混料处理，得到第一混合物，其中，干燥淤泥粉末、无机粘合剂、矿物掺合料和激发剂的份数比为(50～90)：(5～20)：(1～30)：(0.5～5)；

S03.将第一混合物和水进行混合造粒处理，得到人造建筑骨料。

本申请第一方面提供的基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法，该制备方法中，以预处理得到干燥淤泥粉末为主要原料，与无机粘合剂和激发剂进行复配使用，在激发剂的作用下，无机粘合剂和水发生水化反应形成胶凝网络结构，胶凝网络结构将干燥淤泥粉末相互粘结并逐步硬化形成固体，且对淤泥包覆并固化，从而将淤泥中的有害成分固化，减少有害成分的渗透和溶出，在实现了河道淤积的二次利用价值的同时有效避免了河道淤积中有害物质对环境的二次污染，绿色环保；进一步的，还协同添加了矿物掺合料一同进行造粒处理，使制备得到的人造建筑骨料具有较强的力学性能和抗压强度，该制备方法简单便捷，操作方便，既实现了对淤泥进行大规模的回收利用，又提供了可代替天然骨料的人造建筑骨料，应用广泛，可操作性强。

在步骤S01中，提供淤泥，淤泥主要为积聚在河道中的工业、生活垃圾沉淀物，可选为我国乃至全世界地域范围内的河道中的淤积，也可以是海洋、湖泊等水环境底部的沉积物。

具体的，将淤泥进行预处理得到干燥淤泥粉末，提供干燥淤泥粉末进行造粒处理，可以保证淤泥组分中不含有过多的水分，保证能够直接造粒。

优选的，将淤泥进行预处理得到干燥淤泥粉末的步骤中，包括：将淤泥于60℃～80℃的温度下或太阳照射条件下进行干燥处理后，进行球磨处理，得到干燥淤泥粉末。进一步优选的，球磨处理的时间为0.5～5分钟。控制在适当的温度及球磨处理时间的条件下，使处理得到的淤泥粉末不含水或含水量极低，且保证粒径大小适中，有利于进行后续反应。

在一些实施例中，将淤泥于60℃～80℃的温度下进行干燥处理后，进行球磨处理0.5～5分钟，得到干燥淤泥粉末，得到的干燥淤泥粉末含水量为0。

优选的，干燥淤泥粉末的中位径为1～40微米。通过控制河道淤积的中位粒径为1～40微米，使得干燥淤泥粉末的粒径大小适中，促进干燥淤泥粉末最大限度地被包进由无机粘合材料经水化反应形成的凝胶网络结构内，赋予了人造建筑骨料良好的力学强度，并保证对干燥淤泥粉末中有害成分的固化效果。当干燥淤泥粉末的粒径过大时，发生水化反应不均衡，会导致所形成的凝胶网络过于稀疏，无法保证人造骨料的力学强度和抗压能力，且干燥淤泥粉末中有害成分的固化效果也会受到一定程度的影响；当干燥淤泥粉末的粒径过小时，反应过程中易出现团聚，不利于制备具有良好力学性能的人造骨料。

在步骤S02中，将干燥淤泥粉末与无机粘合剂、矿物掺合料和激发剂进行混料处理，得到第一混合物。

优选的，将干燥淤泥粉末与无机粘合剂、矿物掺合料和激发剂进行混料处理的步骤中，将干燥淤泥粉末与无机粘合剂、矿物掺合料和激发剂于80～100转/分钟的条件下进行混料处理1～5分钟，控制混料处理过程中的转速和混料时间，保证各组分混合均匀，使形成的胶凝网络结构能够充分对干燥淤泥粉末进行包裹处理，得到的人造建筑骨料具有良好的力学强度。

具体的，干燥淤泥粉末、无机粘合剂、矿物掺合料和激发剂的份数比为(50～90)：(5～20)：(1～30)：(0.5～5)。其中，干燥淤泥粉末的添加份数为50～90份，大大提高了对淤泥的搞笑路线回收利用，减少了淤泥的堆放空间和回收处理压力，并为淤泥的防治提供了一种新的处理方法。在本发明具体实施例中，干燥淤泥粉末的添加份数选自50份、53份、55份、60份、64份、69份、73份、79份、83份、88份、90份。

进一步，以淤泥为主要组分的基础上，还包括无机粘合剂和激发剂；通过添加无机粘合剂和激发剂，在激发剂的作用下，无机粘合剂经过水化反应形成凝胶结构，将淤泥牢固的粘结在一起，并对其中的有害成分进行充分固化、逐步硬化形成固化体，可以实现使用少量无机胶凝材料粘合大量的淤泥，制备人造建筑骨料。激发剂主要用于激发无机粘合剂与水发生水化反应以形成具有凝胶网络的结构，使无机粘合剂内部的交联性能增强，提高了无机粘合剂的力学强度的抗压强度。

具体的，干燥淤泥粉末、无机粘合剂、矿物掺合料和激发剂的份数比为(50～90)：(5～20)：(1～30)：(0.5～5)。优选的，在淤泥的添加份数为50～90份的基础上，无机粘合剂的添加份数为5～20份。本发明采用少量的无机粘合剂与大量的淤泥主要组分进行复配使用，在少量的激发剂的作用下，无机粘合剂能够经过水化反应形成凝胶结构，将淤泥牢固的粘结在一起，并对其中的有害成分进行充分固化、逐步硬化形成固化体，因此，实现了使用少量无机胶凝材料粘合大量的淤泥，制备人造建筑骨料。若无机胶凝材料的添加份数过量，则会导致无机胶凝材料的浪费，影响人造建筑骨料的正常使用；若无机胶凝材料的添加份数过少，则会影响淤泥的交联效果，无法形成人造建筑骨料。

在本发明具体实施例中，无机粘合剂的添加份数选自5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份。

优选的，无机粘合剂选自硅酸盐水泥、磷酸盐水泥、地聚物水泥中的至少一种。在本发明优选实施例中，无机粘合剂选自地聚物水泥，地聚物水泥以铝硅相固废和化学激发剂为原料经过适当工艺处理并通过化学反应而成，更为具体地，以Si、O、Al等以共价键连接成的具有三维氧化物网络骨架结构的无机聚合材料，以地聚物水泥为无机粘合剂与淤泥进行复配使用，能够对淤泥中的有害成分具有良好的固化效果，胶凝和硬化速度快，聚合度高，在人造建筑骨料的制备过程中，明显提高对有害成分的固化效果也保证人造建筑骨料具有良好的力学性能。

具体的，干燥淤泥粉末、无机粘合剂、矿物掺合料和激发剂的份数比为(50～90)：(5～20)：(1～30)：(0.5～5)。优选的，在淤泥的添加份数为50～90份、无机粘合剂的添加份数为5～20份的基础上，激发剂的添加份数为0.5～5份。添加上述份数的激发剂，能够保证无机粘合剂发生迅速、完整的水化反应，以形成具有C-(A)-S-H凝胶结构或具有S-A-P-H/S-A-H凝胶结构的产物，使无机粘合剂内部形成了“网络结构”，增强无机粘合剂的交联性能，提高对淤泥的包裹固化效果。若激发剂的添加量较少，则会导致水化反应不完全，导致人造建筑骨料的强度很低；若添加量过多会出现过量析出的现象，同时会导致费用成本过高，不利于规模化生产。

在本发明具体实施例中，激发剂的添加份数选自0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份。

优选的，激发剂选自硫酸、碳酸、磷酸、氢氧化钠、氢氧化钙、氯化钠、碳酸钠、硅酸钠、硫酸钠、磷酸钠、磷酸二氢铝、甲醇钠和乙醇钠中的至少一种。上述激发剂或含有如硫酸根离子、碳酸根离子和磷酸根离子等酸根离子，或含有氢氧根离子，在含有这些离子的激发剂作用下，促进矿物掺合料与水结合发生水化反应而形成凝胶网络结构，增强骨料的交联性能，从而提高骨料的力学强度的抗压强度。

进一步优选的，激发剂选自氢氧化钠与硅酸钠的组合物，氢氧化钙与硫酸钠的组合物，磷酸与磷酸二氢铝的组合物中的任意一种。一些实施例中，采用氢氧化钠与硅酸钠的组合物作为激发剂，其中，氢氧化钠为强碱性物质，硅酸钠是一种可溶性的无机硅酸盐，黏度较高，采用无机硅酸盐和强碱性物质的混合体系作为激发剂，多种阴离子共同作用，提高水化反应的速率，提高河道淤积之间的交联性能，使骨料具有更强的力学强度。另一些实施例中，采用氢氧化钙与硫酸钠的组合物作为激发剂，采用强碱与带有硫酸根的盐作为激发剂，促进水化产物更快地生成，从而加快了凝胶网络结构的形成，提高骨料的力学强度。又一些实施例中，采用磷酸与磷酸二氢铝的组合物作为激发剂，其中，磷酸是三元中强酸，不易挥发，不易分解，有一定氧化性和酸的通性；磷酸二氢铝是具有黏性的无机金属盐，与磷酸混合使用能够降低磷酸二氢铝的黏性，提高了水化反应的速度，以提高了骨料的力学强度。

进一步，以淤泥为主要组分的基础上，还包括矿物掺合料；添加矿物掺合料，能够根据需求制备不同密度等级的人造建筑骨料，提高人造建筑骨料的力学性能和抗压强度。

具体的，干燥淤泥粉末、无机粘合剂、矿物掺合料和激发剂的份数比为(50～90)：(5～20)：(1～30)：(0.5～5)。优选的，在淤泥的添加份数为50～90份、无机粘合剂的添加份数为5～20份、激发剂的添加份数为0.5～5份的基础上，矿物掺合料的添加份数为1～30份。若添加过量会影响主要组分淤泥的添加和使用，不利于形成人造建筑骨料。

在本发明具体实施例中，矿物掺合料的添加份数选自1份、3份、5份、7份、10份、12份、15份、18份、20份、23份、26份、28份、30份。

优选的，矿物掺合料为一类以硅、铝、钙等一种或多种氧化物为主要成分的无机矿物细分，其具体种类可参考本领域的常规技术，一些实施例中，矿物掺合料包括粉煤灰、硅灰、硅藻土、矿渣、煅烧页岩、偏高岭土、沸石、硅质页岩、火山灰、石灰粉、凝灰岩中的至少一种。进一步实施例中，矿物掺合料中的钙、铝和硅中的至少一种的氧化物的含量大于70％。

在步骤S03中，将第一混合物和水进行混合造粒处理，得到人造建筑骨料，将水和第一混合物进行混合，能够较好的进行造粒处理。

将混合物和水进行造粒处理的具体操作可参考本领域的常规技术，一些实施例中，水通过缓慢加入到混合物的方式(例如以水喷雾形式)，以实现混合造粒，具体地，将混合物投入造粒机中，并在造粒的过程中缓慢加入水。优选的，将第一混合物和水进行混合造粒处理的步骤中，将第一混合物和水于为50～55转/分钟的条件下进行造粒处理，造粒处理的时间为5～10分钟，控制混合造粒处理的转速和造粒处理的时间，有利于提高造粒效果，得到强度较高的人造建筑骨料。

优选的，第一混合物和水的份数比为(56.5～135)：(15～55)，在一些实施例中，在淤泥的添加份数为50～90份、无机粘合剂的添加份数为5～20份、激发剂的添加份数为0.5～5份、矿物掺合料的添加份数为1～30份的基础上，水的添加份数为15～55份，控制水的添加份数，保证得到的人造建筑骨料强度适中，抗压强度较好。

优选的，制备方法还包括：将人造建筑骨料依次进行养护处理和碳化处理。

在一些实施例中，进行养护处理的步骤包括：将人造建筑骨料在温度为18～25℃及相对湿度为90％～100％的条件下进行养护处理7～8天，使制备得到的人造建筑骨料中的无机粘合剂充分水化，加速人造建筑骨料硬化，防止人造建筑骨料因风吹日晒等自然影响变得干燥而产生不正常的收缩裂缝，保证人造建筑骨料良好的力学性能。

在一些实施例中，碳化处理的步骤包括：将经过养护处理的人造建筑骨料于体积浓度为20％～100％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理1～48小时。由于无机粘合剂与水作用后会生成大量氢氧化钙，导致其人造建筑骨料的pH值呈碱性，通过进行碳化处理，使二氧化碳气体与氢氧化钙发生中和反应，降低人造建筑骨料的pH值，使其pH趋于中性，有利于广泛运用。

第二方面，由上述的基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法制备得到的人造建筑骨料，所述人造建筑骨料包括如下重量份各组分：

第二方面提供的人造骨料由所述的基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法制备得到，得到的人造骨料具有良好的力学性能和抗压强度，可有效取代天然骨料，减轻天然骨料开采压力，广泛应用于建筑等工程中。

优选的，人造建筑骨料为球形颗粒，且球形颗粒的粒径为500μm-10mm，使人造建筑骨料的粒度较小且均匀，有利于后续进行使用。

下面结合具体实施例进行说明。

实施例1

一种基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法

制备方法包括如下步骤：

(1)提供淤泥，将淤泥于60℃～80℃的温度下进行干燥处理后，进行球磨处理2分钟，得到干燥淤泥粉末；

(2)将干燥淤泥粉末与无机粘合剂、矿物掺合料和激发剂于80转/分钟的条件下进行混料处理3分钟，得到第一混合物，其中，干燥淤泥粉末的添加份数为90份、无机粘合剂的添加份数为5份、矿物掺合料的添加份数为4份和激发剂的添加份数为1份；且，淤泥选自广东地区的淤泥、无机粘合剂选自地聚物水泥、矿物掺合料选自粉煤灰、激发剂选自氢氧化钠与硅酸钠的组合物；

(3)将第一混合物和水于50转/分钟的条件下进行造粒处理5分钟，得到粗制的人造建筑骨料，其中，水的添加份数为15份。

(4)将粗制的人造建筑骨料在温度为18℃及相对湿度为90％的条件下进行养护处理7天。

(5)将养护处理后的粗制人造建筑骨料于体积浓度为20％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理3天，得到人造建筑骨料。

实施例2

与实施例1相比，区别在于：将(5)中“将养护处理后的粗制人造建筑骨料于体积浓度为20％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理3天”修改为“将养护处理后的粗制人造建筑骨料于体积浓度为20％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理24小时”，其他步骤均一致，制备得到人造建筑骨料。

实施例3

与实施例1相比，区别在于：将(5)中“将养护处理后的粗制人造建筑骨料于体积浓度为20％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理3天”修改为“将养护处理后的粗制人造建筑骨料于体积浓度为100％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理1.5小时”，其他步骤均一致，制备得到人造建筑骨料。

实施例4

一种基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法

制备方法包括如下步骤：

(1)提供淤泥，将淤泥于60℃～80℃的温度下进行干燥处理后，进行球磨处理2分钟，得到干燥淤泥粉末；

(2)将干燥淤泥粉末与无机粘合剂、矿物掺合料和激发剂于85转/分钟的条件下进行混料处理4分钟，得到第一混合物，其中，干燥淤泥粉末的添加份数为85份、无机粘合剂的添加份数为10份、矿物掺合料的添加份数为4份和激发剂的添加份数为1份；且，淤泥选自广东地区的淤泥、无机粘合剂选自地聚物水泥、矿物掺合料选自粉煤灰、激发剂选自氢氧化钠与硅酸钠的组合物；

(3)将第一混合物和水于51转/分钟的条件下进行造粒处理6分钟，得到粗制的人造建筑骨料，其中，水的添加份数为20份。

(4)将粗制的人造建筑骨料在温度为18℃及相对湿度为90％的条件下进行养护处理7天。

(5)将养护处理后的粗制人造建筑骨料于体积浓度为20％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理3天，得到人造建筑骨料。

实施例5

与实施例4相比，区别在于：将(5)中“将养护处理后的粗制人造建筑骨料于体积浓度为20％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理3天”修改为“将养护处理后的粗制人造建筑骨料于体积浓度为20％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理24小时”，其他步骤均一致，制备得到人造建筑骨料。

实施例6

与实施例4相比，区别在于：将(5)中“将养护处理后的粗制人造建筑骨料于体积浓度为20％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理3天”修改为“将养护处理后的粗制人造建筑骨料于体积浓度为100％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理1.5小时”，其他步骤均一致，制备得到人造建筑骨料。

实施例7

一种基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法

制备方法包括如下步骤：

(1)提供淤泥，将淤泥于60℃～80℃的温度下进行干燥处理后，进行球磨处理2分钟，得到干燥淤泥粉末；

(2)将干燥淤泥粉末与无机粘合剂、矿物掺合料和激发剂于90转/分钟的条件下进行混料处理3分钟，得到第一混合物，其中，干燥淤泥粉末的添加份数为80份、无机粘合剂的添加份数为15份、矿物掺合料的添加份数为4份和激发剂的添加份数为1份；且，淤泥选自广东地区的淤泥、无机粘合剂选自地聚物水泥、矿物掺合料选自粉煤灰、激发剂选自氢氧化钠与硅酸钠的组合物；

(3)将第一混合物和水于51转/分钟的条件下进行造粒处理6分钟，得到粗制的人造建筑骨料，其中，水的添加份数为25份。

(4)将粗制的人造建筑骨料在温度为18℃及相对湿度为90％的条件下进行养护处理7天。

(5)将养护处理后的粗制人造建筑骨料于体积浓度为20％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理3天，得到人造建筑骨料。

实施例8

与实施例7相比，区别在于：将(5)中“将养护处理后的粗制人造建筑骨料于体积浓度为20％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理3天”修改为“将养护处理后的粗制人造建筑骨料于体积浓度为20％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理24小时”，其他步骤均一致，制备得到人造建筑骨料。

实施例9

与实施例7相比，区别在于：将(5)中“将养护处理后的粗制人造建筑骨料于体积浓度为20％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理3天”修改为“将养护处理后的粗制人造建筑骨料于体积浓度为100％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理1.5小时”，其他步骤均一致，制备得到人造建筑骨料。

实施例10

一种基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法

制备方法包括如下步骤：

(1)提供淤泥，将淤泥于60℃～80℃的温度下进行干燥处理后，进行球磨处理2分钟，得到干燥淤泥粉末；

(2)将干燥淤泥粉末与无机粘合剂、矿物掺合料和激发剂于85转/分钟的条件下进行混料处理4分钟，得到第一混合物，其中，干燥淤泥粉末的添加份数为70份、无机粘合剂的添加份数为20份、矿物掺合料的添加份数为5份和激发剂的添加份数为1份；且，淤泥选自广东地区的淤泥、无机粘合剂选自地聚物水泥、矿物掺合料选自粉煤灰、激发剂选自氢氧化钠与硅酸钠的组合物；

(3)将第一混合物和水于51转/分钟的条件下进行造粒处理6分钟，得到粗制的人造建筑骨料，其中，水的添加份数为30份。

(4)将粗制的人造建筑骨料在温度为18℃及相对湿度为90％的条件下进行养护处理7天。

(5)将养护处理后的粗制人造建筑骨料于体积浓度为20％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理3天，得到人造建筑骨料。

实施例11

与实施例10相比，区别在于：将(5)中“将养护处理后的粗制人造建筑骨料于体积浓度为20％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理3天”修改为“将养护处理后的粗制人造建筑骨料于体积浓度为20％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理24小时”，其他步骤均一致，制备得到人造建筑骨料。

实施例12

与实施例10相比，区别在于：将(5)中“将养护处理后的粗制人造建筑骨料于体积浓度为20％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理3天”修改为“将养护处理后的粗制人造建筑骨料于体积浓度为100％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理1.5小时”，其他步骤均一致，制备得到人造建筑骨料。

结果分析：

结果分析(一)

取实施例1制备的人造骨料，观察其表面形状并测量其粒径大小，如图1结果所示，本实施例1制备的人造骨料为球形颗粒，且其粒径大小在10mm以下。

结果分析(二)

将实施例1～12提供的人造建筑骨料进行力学性能测试，其单粒抗压强度为0.5-25MPa，可替换天然骨料应用于中低强混凝土结构中。

结果分析(二)

将实施例1～12提供的人造建筑骨料进行3天单粒抗压强度性能测试，结果如附图2所示，可以看出，随着无机粘合剂的添加量越多，制备得到的的人造建筑骨料抗压强度越强，而在养护处理方面，当各组分添加量一致的情况下，采用体积浓度为100％的二氧化碳气体的碳化箱内碳化处理1.5小时得到的人造建筑骨料的抗压强度较强。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供淤泥，将所述淤泥进行预处理得到干燥淤泥粉末；

将所述干燥淤泥粉末与无机粘合剂、矿物掺合料和激发剂进行混料处理，得到第一混合物，其中，所述干燥淤泥粉末、所述无机粘合剂、所述矿物掺合料和所述激发剂的份数比为(50～90)：(5～20)：(1～30)：(0.5～5)；

将所述第一混合物和水进行混合造粒处理，得到所述人造建筑骨料。

2.根据权利要求1所述的基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法，其特征在于，将所述干燥淤泥粉末与无机粘合剂、矿物掺合料和激发剂进行混料处理的步骤中，将所述干燥淤泥粉末与无机粘合剂、矿物掺合料和激发剂于80～100转/分钟的条件下进行混料处理1～5分钟；和/或，

将所述第一混合物和水进行混合造粒处理的步骤中，将所述第一混合物和水于50～55转/分钟的条件下进行造粒处理，造粒处理的时间为5～10分钟。

3.根据权利要求1所述的基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法，其特征在于，所述第一混合物和所述水的份数比为(56.5～135)：(15～55)。

4.根据权利要求1所述的基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法，其特征在于，将所述淤泥进行预处理得到干燥淤泥粉末的步骤中，包括：将所述淤泥于60℃～80℃的温度下或太阳照射条件下进行干燥处理后，进行球磨处理，得到所述干燥淤泥粉末。

5.根据权利要求1～4任一所述的基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：将所述人造建筑骨料依次进行养护处理和碳化处理。

6.根据权利要求1～4任一所述的基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法，其特征在于，所述干燥淤泥粉末的中位径为1～40微米。

7.根据权利要求1～4任一所述的基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法，其特征在于，所述无机粘合剂选自硅酸盐水泥、地聚物水泥、磷酸盐水泥中的至少一种；和/或，

所述激发剂选自硫酸、碳酸、磷酸、氢氧化钠、氢氧化钙、氯化钠、碳酸钠、硅酸钠、硫酸钠、磷酸钠、磷酸二氢铝、甲醇钠和乙醇钠中的至少一种。

8.根据权利要求1～4任一所述的基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法，其特征在于，所述矿物掺合料选自粉煤灰、硅灰、硅藻土、矿渣、煅烧页岩、偏高岭土、沸石、硅质页岩、火山灰、石灰粉、凝灰岩中的至少一种。

9.一种由权利要1～8任一所述的基于淤泥的人造建筑骨料的制备方法制备得到的人造建筑骨料，其特征在于，所述人造建筑骨料包括如下重量份各组分：

10.根据权利要求9所述的人造建筑骨料，其特征在于，所述人造建筑骨料为球形颗粒，且所述球形颗粒的粒径为500μm-10mm。

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