張亞梅 梅浩 王月華 馬敖順 夏春躍

摘 要：為了將湖泊淤泥燒結(jié)砌塊作為護(hù)岸材料應(yīng)用于河道護(hù)岸工程，砌塊應(yīng)有較高的抗壓強(qiáng)度和優(yōu)異的耐久性，滿足水利工程的服役壽命要求.湖泊淤泥塑性指數(shù)高，干燥收縮大，燒結(jié)制品強(qiáng)度低，需選擇合適的摻合料對(duì)淤泥進(jìn)行改性.本文以湖泊淤泥為主要原材料，頁(yè)巖、煤矸石、煤渣、磚粉、煤粉等作為摻合料，通過(guò)陳化、成型、干燥、焙燒等工藝得到6組燒結(jié)樣磚，分別測(cè)試樣磚的干燥收縮、體積密度、抗壓強(qiáng)度、吸水率和抗凍融等物理力學(xué)性能，結(jié)合微觀形貌分析發(fā)現(xiàn)，分別摻入10%頁(yè)巖和10%磚粉的磚坯的成型性能較好，燒結(jié)后的樣磚具有較高的抗壓強(qiáng)度和優(yōu)異的耐久性能.摻入2%煤粉的樣磚的各項(xiàng)性能均下降，應(yīng)限制煤粉在淤泥燒結(jié)駁岸砌塊中的使用.最后，在生產(chǎn)線上進(jìn)行淤泥燒結(jié)駁岸砌塊的中試生產(chǎn)，其性能滿足相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際工程需要，并將駁岸砌塊應(yīng)用在生態(tài)河道護(hù)岸工程.

關(guān)鍵詞：湖泊淤泥；摻合料；抗壓強(qiáng)度；耐久性；微觀形貌

中圖分類(lèi)號(hào)：TU522.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Abstract：In order to be used as ecological river bank protection materials， sintered block should have a high compressive strength and excellent durability to meet the designed service life of hydraulic engineering. Lake sediment is of high plasticity， high drying shrinkage and its final sintered product has low compressive strength. It is therefore necessary to choose appropriate blending material to compensate the shortcomings of lake sediment. In this paper， shale， gangue， coal cinder， brick powder and coal were selected as blender of the lake sediment. Six mixtures were formed， dried and then fired at 925 ℃ to produce bricks. Properties such as drying shrinkage， loss on ignition， bulk density， compressive strength， water absorption， freeze-thaw resistance were determined. Crystal phases and microstructures of the six samples were studied by XRD and SEM. It is found that the samples containing 10% shale or 10% brick powder present the best physical and mechanical properties and excellent durability， which meet the needs of ecological bank protection materials used in hydraulic engineering. Considering the inferior properties of samples with 2% coal， it is not recommended to use coal as internal fuel to produce sintered block for ecological bank protection materials. Finally， sintered blocks from lake sediment were produced in the manufacturing line in factory and were used in ecological river bank protection engineering.

Key words：lake sediment； admixture； compressive strength； durability； microstructure

近年來(lái)，隨著我國(guó)對(duì)湖泊治理力度的加大，每年清淤工程疏浚大量的湖泊淤泥，如何有效地利用淤泥對(duì)資源的循環(huán)利用和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)具有重要的意義.傳統(tǒng)的淤泥處置方式包括填埋、焚燒、拋海等，不僅處理成本高，占用土地資源，而且處理不當(dāng)很容易造成二次污染[1-2].而淤泥與粘土組成接近，是取代粘土生產(chǎn)燒結(jié)磚的優(yōu)良的原材料.一些國(guó)家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)淤泥燒結(jié)磚、砌塊的工業(yè)化生產(chǎn)[3-4]，并作為墻體材料應(yīng)用在建筑工程中.為了擴(kuò)大淤泥燒結(jié)砌塊的應(yīng)用領(lǐng)域，將其應(yīng)用于河道護(hù)岸工程中具有重要的意義[5].目前，河道護(hù)岸材料主要分為兩類(lèi)，一類(lèi)是傳統(tǒng)型[6]，比如漿砌石塊，現(xiàn)澆混凝土，它們的特點(diǎn)是堅(jiān)固、耐久，但是阻隔了水陸系統(tǒng)能量和物質(zhì)交換，并且目前石材緊缺.另一類(lèi)是生態(tài)型[7-9]，比如木樁護(hù)岸、網(wǎng)格石籠，特點(diǎn)是透水性好，但是無(wú)法兼顧耐久性、生物親和性和抗侵蝕性.而利用湖泊淤泥制備駁岸砌塊不僅可以解決砌筑石材的緊缺、淤泥處置的問(wèn)題，而且燒結(jié)砌塊耐久、美觀，抗侵蝕能力強(qiáng)；砌塊的多孔結(jié)構(gòu)具有良好的生態(tài)功能[10]，透氣透水，為魚(yú)蝦提供棲息場(chǎng)所.

目前，有關(guān)淤泥燒結(jié)砌塊的研究主要集中在作為墻體保溫材料.湖泊淤泥顆粒較細(xì)并含有一定量有機(jī)質(zhì)，燒結(jié)磚、砌塊具有較好的隔熱保溫效果，能滿足建筑材料輕質(zhì)、高強(qiáng)，節(jié)能、環(huán)保的要求.Chiang等[11]研究在不同焙燒溫度下以淤泥和粘土為原料制備燒結(jié)磚，當(dāng)焙燒溫度在1 050～1 150 ℃，粘土摻量為0～20%，燒結(jié)樣磚的性能均滿足相關(guān)要求.徐楊等[12-13]研究河道淤泥作為原料制備燒結(jié)磚的隔熱保溫性能，結(jié)果表明，相對(duì)于粘土磚，摻入50%淤泥的燒結(jié)磚的導(dǎo)熱系數(shù)至少下降40%.Veiseh等[14]將聚苯乙烯作為成孔劑摻入到樣磚中，研究聚苯乙烯的摻量對(duì)燒結(jié)樣磚性能的影響，結(jié)果表明，隨著聚苯乙烯摻量的增加，樣磚的抗壓強(qiáng)度和體積密度均下降，當(dāng)其摻量為1.5%時(shí)，樣磚的導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.24 W/m·K.張亞梅等[15-16]以湖泊淤泥、污泥和煤渣為原料制備燒結(jié)磚，結(jié)果表明污泥的加入有效改善了樣磚的隔熱性能，煤渣作為瘠性料可提高樣磚的抗壓強(qiáng)度；經(jīng)過(guò)固化處理的淤泥的重金屬浸出試驗(yàn)表明，所測(cè)重金屬浸出濃度低于《危險(xiǎn)固廢鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》限值的5個(gè)數(shù)量級(jí)作用[17].Li等[18-19]對(duì)淤泥燒結(jié)磚進(jìn)行環(huán)境危害性評(píng)估，包括燒結(jié)過(guò)程的有毒氣體排放和燒結(jié)磚重金屬浸出實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示，燒結(jié)過(guò)程排放的煙氣中的二噁英等氣體的含量遠(yuǎn)低于德國(guó)關(guān)于有毒氣體排放的標(biāo)準(zhǔn)，重金屬浸出實(shí)驗(yàn)中也未檢測(cè)到As等重金屬的析出，這些重金屬被固化在燒結(jié)磚的內(nèi)部，均符合德國(guó)環(huán)境保護(hù)相關(guān)的要求.

目前，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有將淤泥燒結(jié)砌塊應(yīng)用于生態(tài)護(hù)岸的相關(guān)研究.作為護(hù)岸材料，需要優(yōu)異的耐久性，較高的抗壓強(qiáng)度，而湖泊淤泥塑性指數(shù)高，干燥收縮大，燒結(jié)制品強(qiáng)度低[20]，不符合駁岸砌塊的要求，因此需要合適的摻合料對(duì)淤泥進(jìn)行改性.用來(lái)改善燒結(jié)制品性能的摻合料包括瘠性料和內(nèi)燃料等.本文以湖泊淤泥為主要原材料，結(jié)合當(dāng)?shù)乜衫觅Y源，選擇頁(yè)巖、煤矸石、煤渣、磚粉、煤粉作為摻合料，通過(guò)陳化、成型、干燥、焙燒等工藝得到燒結(jié)樣磚，分別測(cè)試了樣磚的干燥收縮、燒失量、體積密度、抗壓強(qiáng)度、吸水率、抗凍融性能等物理力學(xué)參數(shù)，并利用XRD和SEM研究樣磚的礦物組成和微觀形貌，綜合考慮成型性能、抗壓強(qiáng)度和耐久性等性能，優(yōu)選合適的摻合料.

1 原材料和試驗(yàn)方法

1.1 原材料

實(shí)驗(yàn)室制備淤泥燒結(jié)樣磚的主要原料為湖泊淤泥，選擇頁(yè)巖、煤矸石、煤渣、磚粉、煤粉作為摻合料.其中，湖泊淤泥取自江蘇省長(zhǎng)蕩湖，由于含有貝殼等雜質(zhì)，湖泊淤泥需要進(jìn)行除雜處理，工藝流程包括，稀釋、除雜、沉淀、脫水、入庫(kù)；頁(yè)巖來(lái)自于當(dāng)?shù)氐牡V山廢棄物，煤矸石和煤渣取自當(dāng)?shù)責(zé)犭姀S，磚粉是破碎燒結(jié)砌塊廢品而得到，來(lái)源均較為廣泛.對(duì)本試驗(yàn)所用原料均經(jīng)過(guò)烘干、破碎、過(guò)篩（2 mm）后備用.

根據(jù)GB/T50123-2007《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，燒結(jié)磚原料合適的塑性指數(shù)為7～15.采用液、塑限聯(lián)合測(cè)定法測(cè)得湖泊淤泥的塑性指數(shù)為15.8，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求.較大的塑性指數(shù)會(huì)導(dǎo)致較大的干燥收縮，坯體在干燥過(guò)程中容易產(chǎn)生開(kāi)裂、變形等問(wèn)題，因此，需要選擇合適的摻合料來(lái)降低混合料的塑性，減少磚坯的干燥收縮.

1.1.1 礦物組成

根據(jù)之前有關(guān)湖泊淤泥燒結(jié)磚的研究，湖泊淤泥由石英、鈉長(zhǎng)石、白云母等礦物組成[15].石英是主要的礦物相，在焙燒過(guò)程中會(huì)發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，并伴隨著輕微的體積變化；鈉長(zhǎng)石是常見(jiàn)的礦物相，在焙燒過(guò)程中能降低玻璃化溫度，起到助熔的作用；白云母可以形成紋理結(jié)構(gòu)，降低坯體的干燥敏感性，在焙燒階段可作為助熔劑使用.

1.1.2 氧化物組成

采用X射線熒光光譜儀（XRF）對(duì)原材料的化學(xué)組成進(jìn)行測(cè)試，表1是6種原材料的氧化物組成.可以看出，淤泥的主要氧化物為SiO2，含量為69.8%，此外，Al2O3和Fe2O3的含量也較多，其氧化物組成符合燒結(jié)制品關(guān)于化學(xué)組成的基本要求.頁(yè)巖、煤矸石、煤渣、磚粉主要氧化物均為SiO2，其中頁(yè)巖、煤矸石、煤渣的SiO2含量較淤泥低，Al2O3含量較高.此外，煤矸石和煤渣的CaO含量偏高，應(yīng)控制煤矸石和煤渣的摻量，否則燒結(jié)磚很容易產(chǎn)生石灰爆裂[21].

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)配合比見(jiàn)表2，其中D代表淤泥，S代表頁(yè)巖，G代表煤矸石，C代表煤渣，B代表磚粉，M代表煤粉.將原材料按照一定的比例混合均勻、加水、攪拌、陳化三天后使用.為了研究?jī)?nèi)燃料對(duì)淤泥燒結(jié)駁岸磚性能的影響，在頁(yè)巖組摻入了2%的煤粉作為內(nèi)燃料.采用小型真空擠壓機(jī)對(duì)陳化后的混合料進(jìn)行塑性擠出成型，成型壓力、真空度、成型含水率分別控制在1.5 MPa、-0.075 MPa和18%.最后，用鋼絲將泥條切成長(zhǎng)、寬、高為100 mm×28 mm×17 mm的磚坯.將成型后的濕坯先在室溫下放置24 h，然后送入鼓風(fēng)干燥箱中干燥，升溫速度控制在10 ℃/h左右，并在最高溫度105 ℃恒溫4 h，保證濕坯充分干燥.干燥后的干坯放入馬弗爐中焙燒，控制升溫速度小于100 ℃/h，在燒結(jié)溫度925 ℃下保溫2 h，然后隨爐冷卻.

2 結(jié)果和討論

2.1 樣磚的宏觀物理性能

焙燒得到的6組淤泥燒結(jié)樣磚如圖1所示.純淤泥樣磚和摻入10%頁(yè)巖的樣磚有最好的外觀質(zhì)量，但是純淤泥樣磚有一定的變形；摻入10%煤渣、10%磚粉、2%煤粉的樣磚外觀質(zhì)量其次；摻入10%煤矸石的樣磚外觀質(zhì)量較差，表面有一些白色顆粒，這是因?yàn)槊喉肥诒簾^(guò)程中產(chǎn)生了較多的CaO，易產(chǎn)生石灰爆裂.表3為6組樣磚的物理力學(xué)性能.

2.1.1 線性干燥收縮

在干燥過(guò)程中，伴隨著濕坯內(nèi)部水分的排出，磚坯產(chǎn)生一定量的干燥收縮 [22].不同摻合料的6組磚坯的干燥線性收縮見(jiàn)表3.純淤泥磚坯的干燥收縮最大，達(dá)到6.15%，主要是因?yàn)橛倌嗟念w粒較細(xì)、塑性指數(shù)較高.摻入10%頁(yè)巖的磚坯線性干燥收縮降低為5.51%，頁(yè)巖的摻入降低了混合料的塑性，同時(shí)作為骨架減少干燥過(guò)程的收縮.煤矸石和煤渣對(duì)降低干燥收縮也有一定的作用，樣磚的干燥線性收縮分別為5.55%和5.48%.摻入10%磚粉的樣磚的干燥線性收縮為5.17%，這主要是因?yàn)榇u粉沒(méi)有粘結(jié)能力，瘠性效果好，起到骨架的作用.摻入2%煤粉作為內(nèi)燃料對(duì)磚坯的干燥收縮影響作用有限.因此，從減小磚坯的干燥收縮角度，頁(yè)巖、煤矸石、煤渣、磚粉均為合適的摻合料.

2.1.2 燒失量和體積密度

在焙燒過(guò)程中，由于高溫作用下磚坯內(nèi)部發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)[23]，不同摻合料的磚坯均有一定量的質(zhì)量損失，結(jié)果見(jiàn)表3.純淤泥燒結(jié)磚的燒失量為4.82%，這是因?yàn)橛倌嘀写嬖谝欢康挠袡C(jī)質(zhì).由于頁(yè)巖的燒失量較小，摻入10%頁(yè)巖燒結(jié)磚的燒失量?jī)H為4.74%.分別摻入10%煤矸石和10%煤渣的燒結(jié)磚的燒失量較大，分別為8.40%、4.92%，主要原因是這兩種摻合料均含有一定量的煤.因?yàn)樵跓Y(jié)過(guò)程中磚粉沒(méi)有燒失量，摻入10%磚粉的燒結(jié)磚的燒失量為4.02%.2%煤粉的摻入導(dǎo)致燒結(jié)磚的燒失量增大.從燒失量角度，摻入煤矸石、煤渣、煤粉的燒結(jié)磚具有較大燒失量，燒成后留下較多的空隙，導(dǎo)致樣磚的抗壓強(qiáng)度較低，抗凍融性較差.

由表3可以看出，純淤泥燒結(jié)磚的體積密度較大，為1.718 g/cm3；摻入10%頁(yè)巖燒結(jié)磚的體積密度為1.732 g/cm3，相比純淤泥燒結(jié)磚有一定增加；摻入10%煤矸石和10%煤渣的燒結(jié)磚的體積密度較小，分別為1.632 g/cm3、1.712 g/cm3；摻入10%磚粉的燒結(jié)磚的體積密度最大，為1.752 g/cm3.此外，煤粉的摻入導(dǎo)致燒結(jié)磚的體積密度減小.體積密度和燒失量之間有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即燒失量越大，體積密度越小.

2.1.3 抗壓強(qiáng)度

抗壓強(qiáng)度對(duì)燒結(jié)磚質(zhì)量的好壞影響較大.從表3可以看出，純淤泥燒結(jié)樣磚的抗壓為26.9 MPa，這與純淤泥沒(méi)有較大的顆粒作為骨架有關(guān).分別摻入10%頁(yè)巖、10%磚粉的樣磚抗壓強(qiáng)度分別為32.8 MPa、32.3 MPa，相比純淤泥組有較大提高.考慮到駁岸砌塊的強(qiáng)度要求，頁(yè)巖和磚粉是較為合適的摻合料.添加2%煤粉的燒結(jié)磚的抗壓強(qiáng)度有所降低.摻入煤矸石和煤渣的抗壓強(qiáng)度與純淤泥組相差不大，分別為23.9 MPa和25 MPa，主要是因?yàn)槊喉肥兔涸m然作為瘠性料，但是燒失量較大，不利于強(qiáng)度的提高.因此，煤矸石和煤渣不是湖泊淤泥燒結(jié)駁岸磚合適的摻合料.

2.1.4 吸水率

吸水率是決定燒結(jié)磚耐久性的重要指標(biāo)，高的吸水率導(dǎo)致更多的水分進(jìn)入磚內(nèi)部，可能會(huì)加速材料的破壞.6組燒結(jié)樣磚的吸水率見(jiàn)表3所示.相對(duì)于純淤泥組，摻入頁(yè)巖和磚粉的樣磚的吸水率稍有增加，分別為15.68%、15.72%，主要因?yàn)轫?yè)巖和磚粉在燒結(jié)后殘留部分未反應(yīng)的顆粒，相比于玻璃相有稍疏松的結(jié)構(gòu)，但滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13545-2014《燒結(jié)空心磚和空心砌塊》中吸水率小于16%的要求.摻入煤矸石、煤渣或煤粉的樣磚的燒失量較大，有較多的孔隙，吸水率也較大.

2.1.5 抗凍性

燒結(jié)砌塊抵抗凍融破壞的能力是表征其耐久性的重要指標(biāo)[24-25].參照GB/T 13545-2014《燒結(jié)空心磚和空心砌塊》對(duì)燒結(jié)樣磚進(jìn)行凍融試驗(yàn).圖2是凍融循環(huán)實(shí)驗(yàn)中6組樣磚的質(zhì)量損失情況.在相同凍融循環(huán)次數(shù)下，純淤泥燒結(jié)小樣的質(zhì)量損失率最小，在經(jīng)歷50次、75次、100次、125次凍融循環(huán)后的質(zhì)量損失分別為0.13%、0.18%.0.29%、0.33%.摻入10%頁(yè)巖、10%磚粉的燒結(jié)樣磚的質(zhì)量損失率和純淤泥燒結(jié)小樣相差不大，均具有較好的抗凍融性能.從圖中看出，6組燒結(jié)樣磚在經(jīng)歷125次凍融循環(huán)后質(zhì)量損失均很小，最大僅為0.63%.

圖3是經(jīng)歷125次凍融循環(huán)后的6組樣磚.部分純淤泥燒結(jié)樣磚出現(xiàn)了少量裂紋，這主要是由于沒(méi)有摻入瘠性料，樣磚的強(qiáng)度較低.摻入10%煤矸石的樣磚由于有較大的孔隙，導(dǎo)致樣磚表面缺陷較多且質(zhì)量損失較大.摻入10%煤渣樣磚的棱角存在破損.分別摻入10%頁(yè)巖、10%磚粉的樣磚的表面質(zhì)量良好，具有優(yōu)良的抗凍融性能.

2.2 礦物組成和微觀形貌分析

圖4是分別摻入10%頁(yè)巖和10%磚粉的燒結(jié)樣磚的礦物組成.可以看出，兩組燒結(jié)磚的礦物組成基本一致，主要由石英，赤鐵礦，鈉長(zhǎng)石等組成.其中，石英為樣磚的主要礦物相；燒結(jié)樣磚中出現(xiàn)氧化鐵，這主要是氫氧化鐵分解產(chǎn)生.氧化鐵決定樣磚的顏色，隨著氧化鐵含量的增加，燒結(jié)樣磚的顏色變紅.鈉長(zhǎng)石在燒結(jié)過(guò)程中起到助熔作用，在高溫下不分解[26].與淤泥的礦物相相比，燒結(jié)樣磚中白云母相消失，這主要是高溫下白云母發(fā)生分解.

圖5分別是純淤泥、摻入10%頁(yè)巖和10%煤矸石的燒結(jié)樣磚的SEM圖像.在圖6（a）中，由于湖泊淤泥顆粒較細(xì)，在焙燒過(guò)程中形成較多的玻璃相，樣磚有較為密實(shí)的結(jié)構(gòu)，其吸水率較低.在摻入10%頁(yè)巖的樣磚中，頁(yè)巖顆粒作為骨架，熔融的玻璃相包裹頁(yè)巖顆粒，樣磚有較高的抗壓強(qiáng)度和優(yōu)異的抗凍融性能.由于煤矸石有較高的發(fā)熱量，添加10%的煤矸石的樣磚有較多的玻璃相，煤矸石燃燒后形成較為疏松的結(jié)構(gòu)，如圖6（c）所示，導(dǎo)致樣磚的抗壓強(qiáng)度較低，吸水率較高，抗凍融性能較差.

2.3 湖泊淤泥燒結(jié)駁岸砌塊

根據(jù)以上原材料優(yōu)選的結(jié)果，在生產(chǎn)線上以湖泊淤泥和頁(yè)巖進(jìn)行駁岸砌塊的中試生產(chǎn)，研究生產(chǎn)的產(chǎn)品是否滿足駁岸砌塊的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).將料場(chǎng)堆放的湖泊淤泥和頁(yè)巖破碎、過(guò)3 mm篩備用，這是因?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)中的擠壓機(jī)有更高的成型壓力和真空度，原料顆?？蛇m當(dāng)粗化，節(jié)約成本；根據(jù)實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)線關(guān)于頁(yè)巖摻量的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，在淤泥中摻入20%的頁(yè)巖最為合適；混合料經(jīng)加水拌和、陳化、成型、干燥、預(yù)熱、焙燒等工藝步驟制備淤泥燒結(jié)駁岸砌塊，如圖6所示，中試生產(chǎn)的成型含水量和成型壓力分別控制在17%和2 MPa，真空度大于92%.

由于燒結(jié)砌塊應(yīng)用于涉水環(huán)境，對(duì)其耐久性和強(qiáng)度有較高的要求.根據(jù)“太湖流域水環(huán)境治理—金壇市河道疏浚工程”關(guān)于駁岸砌塊的性能指標(biāo)說(shuō)明和GB/T 13545-2014《燒結(jié)空心磚和空心砌塊》，要求駁岸砌塊的橫向強(qiáng)度≥5.0 MPa、縱向抗壓強(qiáng)度≥7.0 MPa；吸水率≤16%；50次凍融循環(huán)后的質(zhì)量損失≤2.0%.生產(chǎn)線上制備的淤泥燒結(jié)駁岸砌塊如圖7（a）所示.駁岸砌塊的尺寸為290 mm×190 mm×190 mm，孔洞率為60%，其外觀質(zhì)量較好，表面平整無(wú)裂紋；橫向、縱向的平均抗壓強(qiáng)度分別為5.7 MPa和8.3 MPa；吸水率為12.7%；砌塊經(jīng)歷125次凍融循環(huán)后的質(zhì)量損失為1.72%，并保持較好的外觀.因此，燒結(jié)砌塊性能滿足水利工程和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求.

目前，淤泥燒結(jié)駁岸砌塊已在金壇地區(qū)的生態(tài)河道護(hù)岸工程中得到應(yīng)用，如圖7（b）所示.與傳統(tǒng)河道護(hù)岸相比，淤泥駁岸砌塊護(hù)岸取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，實(shí)現(xiàn)了對(duì)河流的綜合治理，滿足城市兼顧防洪、生態(tài)等功能，并且淤泥燒結(jié)砌塊為柔和的磚紅色，改變傳統(tǒng)護(hù)岸單一的灰色調(diào)，形成了優(yōu)美的風(fēng)景線.

3 結(jié) 論

在實(shí)驗(yàn)室條件下，研究了以湖泊淤泥為主要原材料，以頁(yè)巖、煤矸石、煤渣、磚粉、煤粉作為摻合料燒結(jié)生態(tài)駁岸磚的可行性.對(duì)比不同組樣磚的抗壓強(qiáng)度、吸水率等性能，發(fā)現(xiàn)分別摻入10%頁(yè)巖和10%磚粉的樣磚的抗壓強(qiáng)度分別為32.8 MPa、32.3 MPa，吸水率分別為15.68%和15.72%，經(jīng)歷125次凍融循環(huán)的樣磚的質(zhì)量損失均小于2%，滿足相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和制備要求.考慮到頁(yè)巖來(lái)源方便，價(jià)格便宜，優(yōu)先選擇頁(yè)巖作為摻合料，磚粉可部分替代頁(yè)巖.摻入2%煤粉的樣磚的各項(xiàng)性能均下降，應(yīng)限制內(nèi)燃料在淤泥燒結(jié)駁岸砌塊的摻入.

在生產(chǎn)線上進(jìn)行了以淤泥為主材、頁(yè)巖為摻合料的燒結(jié)駁岸砌塊的中試生產(chǎn)，其性能滿足相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際工程需要；將駁岸砌塊應(yīng)用在生態(tài)河道護(hù)岸工程中具有良好的生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益.

參考文獻(xiàn)

[1] 姬鳳玲，朱偉，張春雷.疏浚淤泥的土工材料化處理技術(shù)的試驗(yàn)與探討[J].巖土力學(xué)，2004，25（12）：1999-2002.

JI F L， ZHU W， ZHANG C L. Study of treatment technology of dredging sludge with geosynthetizing method[J]. Rock and Soil Mechanics， 2004， 25（12）：1999-2002.（In Chinese）

[2] 姬鳳玲，呂擎峰，馬殿光.沿海地區(qū)廢棄疏浚淤泥的資源化利用技術(shù)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（15）：4593-4395.

JI F L， LV Q F， MA D G. Study on the utilization techniques of dredged mud as resource in coastal areas[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences， 2007， 35（15）：4593-4595. （In Chinese）

[3] HAMER K， KARIUS V. Brick production with dredged harbour sediments： An industrial-scale experiment[J]. Waste Management， 2002， 22（5）：521-530.

[4] SAMARA M， LAFHAJ Z， CHAPISEAU C. Valorization of stabilized river sediments in fired clay bricks： factory scale experiment[J]. Journal of Hazard Materials， 2009，163（2/3）：701-710.

[5] 王雪，田濤，楊建英.城市河道生態(tài)治理綜述[J].中國(guó)水土保持科學(xué)，2008，6（5）：106-111.

WANG X， TIAN T， YANG J Y. Summary on ecological treatment of urban river[J]. Science of Soil and Water Conservation， 2008， 6（5）：106-111. （In Chinese）

[6] 楊海兵，李新龍.現(xiàn)澆城鎮(zhèn)河道護(hù)岸生態(tài)混凝土現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].山西建筑，2013，39（11）：48-50.

YANG H B， LI X L. The numerical analysis on soil additional stress of high-rise residential under earthquake displacement[J]. Shanxi Architecture， 2013， 39（11）：48-50. （In Chinese）

[7] 蘭立偉.生態(tài)河道護(hù)岸材料探討[J].浙江水利科技，2015（4）：43-45.

LAN L W. Study on the ecological bank materials[J]. Zhejiang Hydrotechnics， 2015（4）：43-45. （In Chinese）

[8] 黃岳文，汪榮勛.榮勛砌塊及其在生態(tài)護(hù)岸上的應(yīng)用[J].人民長(zhǎng)江，2008，39（13）：67-69.

HUANG Y W， WANG R X. The application of Rongxun block in ecological bank engineering[J]. Yangtze River， 2008， 39（13）：67-69. （In Chinese）

[9] 厲志闖，陳文亮，梁榮祥.生態(tài)砌塊擋墻抗側(cè)向力性能試驗(yàn)研究[J].浙江水利科技， 2012（5）：66-67.

LI Z C， CHEN W L， LIANG R X. Experimental study on lateral force resistance of retaining wall composed of ecological building blocks[J]. Zhejiang Hydrotechnics， 2012（5）：66-67. （In Chinese）

[10]陳玉芳，薛志良，劉亦鋒.基于孔隙理論運(yùn)用多孔隙單元塊體護(hù)岸在金堤河河道堤岸中的應(yīng)用[J].中國(guó)水運(yùn)月刊，2012，12（5）：116-117.

CHEN Y F， XUE Z L， LIU Y F. The application of multi pore unit block bank in jindihe river based on the pore theory[J]. China Water Transport， 2012， 12（5）：116-117. （In Chinese）

[11]CHIANG K， CHOU P. Lightweight bricks manufactured from water treatment sludge and rice husks[J]. Journal of Hazard Materials， 2009， 171（S1-3）：76-82.

[12]XU Y， YAN C， XU B. The use of urban river sediments as a primary raw material in the production of highly insulating brick[J]. Ceramics Internationals， 2014， 40（6）：8833-8840.

[13]徐楊，閻長(zhǎng)虹，許寶田，等.城市河道淤泥資源化利用的燒結(jié)制磚試驗(yàn)研究[J].土木建筑與環(huán)境工程，2013，35（S1）：125-130.

XU Y， YAN C H， XU B T，et al. Resource utilization of the dredged material of urban river to manufacture sintered brick[J]. Journal of Civil， Architectural & Environmental Engineering， 2013， 35 （S1）：125-130. （In Chinese）

[14]VEISEH S， YOUSEFI A A. The use of polystyrene in lightweight brick production[J]. Iranian Polymer Journal， 2003， 12（4）：323-329.

[15]ZHANG Y M， JIA L T， MEI H，et al. Fabrication， microstructure and properties of bricks fired from lake sediment， cinder and sewage sludge[J]. Construction and Building Materials， 2016， 121：154-160.

[16]賈魯濤，崔強(qiáng)，梅浩，等.湖泊淤泥與生活污泥復(fù)合燒結(jié)磚的制備、性能及環(huán)境安全性[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，46（6）：1301-1307.

JIA LT， CUI Q， MEI H， et al. Preparation， properties and environmental safety of fired bricks made from lake silt and sewage sludge[J]. Journal of Southeast University（Natural Science）， 2016， 46（6）： 1301-1307. （In Chinese）

[17]張亞梅，賈魯濤，崔強(qiáng).固化湖泊淤泥燒結(jié)磚的性能與微結(jié)構(gòu)[J].湖南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，43（12）：56-61.

ZHANG Y M， JIA L T， CUI Q. Performance and micro-structure of fired bricks made of solidified lake silt[J]. Journal of Hunan University（Natural Sciences）， 2016， 43（12）：56-61. （In Chinese）

[18]LI R Y， YANG H， ZHOU Z G， et al. Fractionation of heavy metals in sediments from Dianchi Lake， China[J]. Pedosphere， 2007， 17（2）：265-272.

[19]NIU H， DENG W， WU Q， et al. Potential toxic risk of heavy metals from sediment of the Pearl River in South China[J]. Journal of Environmental Sciences， 2009， 21（8）：1053-1058.

[20]MEZENCEVOVA A， YEBOAH N N， BURNS S E， et al. Utilization of Savannah Harbor river sediment as the primary raw material in production of fired brick[J]. Journal of Environmental Management， 2012， 113：128-136.

[21]JAIN L C. Docking and prevention of lime blowing in bricks[J]. Transactions of the Indian Ceramic Society， 2014， 32（3）：9N-10N.

[22]ROMUALDAS M， JURGITA M， ASTA K. The regulation of physical and mechanical parameters of ceramic bricks depending on the drying regime[J]. Journal of Environmental Sciences， 2008， 14（4）：263-268.

[23]CULTRONE G， SEBASTIáN E， TORRE M J. Mineralogical and physical behaviour of solid bricks with additives[J]. Construction and Building Materials， 2005， 19（1）：39-48.

[24]MALLIDI S R. Application of mercury intrusion porosimetry on clay bricks to assess freeze-thaw durability—a bibliography with abstracts[J]. Construction and Building Materials， 1996， 10：461-465.

[25]肖東輝，馬巍，趙淑萍.凍融與靜載荷雙重作用下土體內(nèi)部孔隙水壓力、水分場(chǎng)變化規(guī)律研究[J].湖南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，46（6）：1301-1307.

XIAO D H， MA W， ZHAO S P. Research on changing laws of pore water pressure and moisture field in soil subjected to the combination of freeze-thaw and static load actions[J]. Journal of Hunan University（Natural Sciences）， 2017， 46（6）：1301-1307. （In Chinese）

[26]CULTRONE G，SIDRABA I， SEBASTIáN E. Mineralogical and physical characterization of the bricks used in the construction of the “Triangul Bastion”， Riga （Latvia）[J]. Applied Clay Science， 2005， 28：297-308.