近年来,随着经济的发展,每年的疏浚量大量增加,疏浚底泥的堆积会造成环境二次污染,在节能减排、可持续发展的大环境下,疏浚底泥、固体废弃物等循环资源化利用已经成为亟待解决的问题。我国过度开山采矿、采石取土使得许多山体被切割成峭壁,导致山体出现不同程度破损,严重影响了生态环境。本课题组致力于研究疏浚底泥资源化利用技术,开发新型建筑材料,有效解决疏浚底泥带来的系列问题,符合国家各项政策的导向,使其应用前景更加广阔。本论文以疏浚底泥、复合胶凝材料为原料,采用免烧法制备疏浚底泥高强免烧骨料,探索制备单核骨料、多核骨料、集核骨料的新工艺,表征分析了不同核壳结构骨料的强度性能、耐久性能和微观结构,并对强度机理进行了分析。具体研究内容及结果如下:(1)疏浚底泥理化性质的测定:分别对不同含水率掺加胶凝材料的底泥和不掺加胶凝材料的底泥进行理化性质的测定,结果表明掺加胶凝材料的底泥,其pH值、密度值、容重、含盐量均增大,孔隙率呈减小趋势,有机质含量基本不变。并且随着含水率的增加,底泥容重逐渐降低,孔隙率逐渐增大。(2)确定了疏浚底泥制备免烧骨料的最佳原料配比:骨料内核胶凝材料添加量10%为,外壳胶凝材料添加量为30%,内核粘结剂种类及添加量是粘结剂A、添加量为5%,壳层外加剂为粘结剂A:粘结剂C=9:0.5为最佳配方,得到堆积密度859kg/cm3、1h吸水率为8.13%、筒压强度为8.78Mpa,30次冻融循环之后质量损失率为15.48%等性能的骨料,符合GBT17431.1-2010《轻集料及其试验方法》的标准要求。(3)研究了单核骨料、多核骨料和集核骨料的制备工艺,并对其进行性能表征。单核骨料粒径在2.36mm-9.5mm之间,多核骨料粒径在4.75mm-26.5mm之间,集核骨料最大粒径可达到31.5mm。单核骨料筒压强度为6.28 Mpa,多核骨料为7.64 MPa,集核骨料为8.54Mpa,三种不同核壳结构的免烧骨料的筒压强度均超过6.0 MPa。经过30次冻融循环之后集核骨料的质量损失率最低,质量损失率为15.05%。三种骨料的有机物含量、硫化物及硫酸盐含量均符合国家标准。(4)研究了骨料核壳结构、粒径分布、颗粒粒径对骨料强度的影响,并通过XRD、SEM分析骨料核壳界面的微观结构,探究骨料核壳界面结构对强度影响的机理分析。结果表明:不论是连续粒级还是单粒粒级,骨料的筒压强度随着骨料粒径范围的增加,筒压强度逐渐减小,并且骨料的最大粒径为16mm为宜。(5)骨料泥浆化反应研究。分别对比疏浚底泥泥球的泥浆化反应和破碎骨料的泥浆化反应的现象,探讨泥浆化反应机理,泥球浸泡丨h之后,泥球已无球形结构,还原为泥浆。破碎骨料,浸泡24h后,破碎骨料脱落的泥土颗粒没有形成泥浆,水化程度较低。