CN114436613A - 免处理锯泥基胶凝材料及其制备方法与应用 - Google Patents

免处理锯泥基胶凝材料及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN114436613A
CN114436613A CN202210237755.8A CN202210237755A CN114436613A CN 114436613 A CN114436613 A CN 114436613A CN 202210237755 A CN202210237755 A CN 202210237755A CN 114436613 A CN114436613 A CN 114436613A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mud
saw mud
treatment
cementing material
original
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210237755.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114436613B (zh
Inventor
凌刚
徐智勇
胡亮
李华东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Chutian Mingyang Building Materials Co ltd
Original Assignee
Wuhan Chutian Mingyang Building Materials Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Chutian Mingyang Building Materials Co ltd filed Critical Wuhan Chutian Mingyang Building Materials Co ltd
Priority to CN202210237755.8A priority Critical patent/CN114436613B/zh
Publication of CN114436613A publication Critical patent/CN114436613A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114436613B publication Critical patent/CN114436613B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
    • C04B28/142—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements containing synthetic or waste calcium sulfate cements
    • C04B28/144—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements containing synthetic or waste calcium sulfate cements the synthetic calcium sulfate being a flue gas desulfurization product
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明提供了一种免处理锯泥基胶凝材料及其制备方法与应用。本发明通过预先对原状锯泥和原状脱硫石膏的含水率进行检测，再根据预设的原料干重配比和测得的含水率换算出原状锯泥和原状脱硫石膏的实际用量，并将其与预定量的钢渣粉、激发剂、分散剂、减水剂和水共混，制备了免处理锯泥基胶凝材料浆体。通过上述方式，本发明能够利用锯泥、脱硫石膏、钢渣粉与分散剂之间的协同作用，不仅使未经预处理的原状锯泥可以直接用于胶凝材料的制备，还能够有效激发锯泥的活性，从而制备出强度较高的锯泥基胶凝材料，以完全代替水泥应用于混凝土的制备过程中，实现对锯泥的高效资源化利用。

Description

免处理锯泥基胶凝材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及胶凝材料技术领域，尤其涉及一种免处理锯泥基胶凝材料及其制备方法与应用。
背景技术
水泥的生产通常伴随着高能耗和高二氧化碳排放，传统的以水泥为胶凝材料制备混凝土的方法难以达到这一目标。因此，亟需寻找一种新的胶凝材料来替代水泥，降低混凝土行业的碳排放，达到绿色生产的要求。
锯泥作为石材加工过程的一种副产物，因其含水率高、易团聚、处理工艺繁杂，难以得到有效利用。且大量锯泥的堆放会污染环境，严重阻碍了石材行业的绿色、可持续发展。而混凝土行业作为一个材料消耗的大户，如果能够利用湿锯泥制备一种胶凝材料并应用于混凝土行业，不仅能降低混凝土行业的碳排放，还能大大降低锯泥堆放对环境的压力，实现了对锯泥材料的高效利用，达到变废为宝的效果。
例如，公开号为CN101941848A的专利提供了一种蒸压锯泥混凝土砌块及其加工技术，该专利通过将锯泥干燥、破碎、研磨后，支撑锯泥细粉，再将其与石膏、石灰、水泥、铝粉混合搅拌，养护、排气后制成混凝土砌块。公开号为CN105000855A的专利公开了一种蒸压轻质砂加气混凝土砌块及其生产工艺，该专利以锯泥、脱硫石膏、生石灰、水泥和铝粉作为主料，通过将生石灰和脱硫石膏破碎、球磨，制成胶结料，并将锯泥研磨成料浆，然后将料浆、胶结料和水泥按配比顺序加入浇注搅拌机内进行混合搅拌，经发气初凝、静停切割、蒸压养护后，制备蒸压轻质砂加气混凝土砌块。
上述专利提供的方法虽然能够解决锯泥堆放的问题，实现锯泥的再利用，但锯泥在混凝土砌块中主要是作为填料使用，其活性无法充分发挥，混凝土的强度主要依靠水泥来提供。因此，现有的锯泥基混凝土中仍然需要添加水泥来提供强度，生产成本相对较高；同时，在制备过程中通常需要对锯泥进行干燥或制浆等预处理，难以直接利用原状锯泥，整体工艺较为繁杂；并且，由于大量低强度锯泥的添加导致最终得到的混凝土强度极低，一般仅能够作为对强度要求较低的轻质加气混凝土使用，应用范围较窄，进而导致锯泥的实际消耗量也较为有限。
有鉴于此，有必要采用一定的方法激发锯泥颗粒的活性，制备一种能够完全代替水泥使用且强度较高的免处理锯泥基胶凝材料，以解决上述问题。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种免处理锯泥基胶凝材料及其制备方法与应用。通过以原状锯泥作为主要胶凝材料，并将其与脱硫石膏、钢渣粉、分散剂等原料按特定配比混合均匀，利用锯泥、脱硫石膏、钢渣粉与分散剂之间的协同作用，不仅使未经预处理的原状锯泥可以直接用于胶凝材料的制备，还能够有效激发锯泥的活性，从而制备出强度较高的锯泥基胶凝材料，以完全代替水泥应用于混凝土的制备过程中。
为实现上述目的，本发明提供了一种免处理锯泥基胶凝材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、分别测定原状锯泥和原状脱硫石膏的含水率；
S2、按照预设的原料干重配比分别称取预定量的所述原状锯泥、所述原状脱硫石膏、钢渣粉、激发剂、分散剂和减水剂，作为主要原料；其中，所述原状锯泥和所述原状脱硫石膏的实际用量根据所述原料干重配比及步骤 S1测得的所述含水率换算得到；
S3、按照预设的水胶比计算理论需水量，将所述理论需水量减去步骤S2 中称取的所述原状锯泥和所述原状脱硫石膏中的含水量，得到实际需水量；再按照所述实际需水量称取所需的水；
S4、将步骤S2称取的所述主要原料和步骤S3称取的水混合后，充分搅拌均匀，得到免处理锯泥基胶凝材料浆体。
作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，所述预设的原料干重配比如下：
锯泥60～80份，脱硫石膏10～20份，钢渣粉10～20份，激发剂2～6份，分散剂0.1～0.5份，减水剂1～2份。
作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，所述原状锯泥为含水率为 15～35wt％的花岗岩锯泥；所述原状脱硫石膏的含水率≤10wt％。
作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，所述花岗岩锯泥为花岗岩微粉与水的混合物，在所述花岗岩微粉中，SiO2的质量分数≥70％，Al2O3的质量分数≥10％。
作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，所述钢渣粉中CaO的质量分数≥35％；所述钢渣粉中粒径≤80μm的粉体的质量分数≥10％。
作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，所述激发剂为水玻璃或硫酸钠，所述分散剂为甲基丙烯酸磺酸钠，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
作为本发明的进一步改进，在步骤S3中，所述水胶比为0.30～0.32。
作为本发明的进一步改进，还包括如下步骤：
S5、将步骤S4得到的所述免处理锯泥基胶凝材料浆体浇注于试模中，静置预定时间后进行拆模，再置于标准条件下养护至预定龄期，得到硬化的免处理锯泥基胶凝材料。
为实现上述目的，本发明还提供了一种免处理锯泥基胶凝材料，该免处理锯泥基胶凝材料根据上述技术方案中任一技术方案制备得到。
本发明还提供了所述免处理锯泥基胶凝材料在混凝土领域中的应用。
本发明的有益效果是：
(1)本发明提供的免处理锯泥基胶凝材料的制备方法，通过以原状锯泥作为主要胶凝材料，并将其与脱硫石膏、钢渣粉、分散剂等原料按特定配比混合均匀，使未经预处理的原状锯泥在分散剂的作用下充分分散，以保证反应充分。在反应过程中，脱硫石膏作为激发剂和调节剂，钢渣粉作为钙源并提供碱性环境，脱硫石膏和钢渣粉的共同作用形成了含有Ca2+、SO4 2-和OH-的碱性环境，对锯泥进行激发，促进锯泥中Al3+的解离，从而释放出锯泥中的SiO4 2-，并使SiO4 2-离子聚团，从而使锯泥颗粒具有二次水化活性。同时，按特定比例添加的脱硫石膏和钢渣粉还能够形成Ca2+过量的环境，使游离Ca2+与SiO4 2-结合，从而促进水化硅酸钙凝胶的形成，进而使锯泥基胶凝材料体系硬化，并达到一定的强度，以满足混凝土、砂浆、砌块等材料对胶凝材料的性能要求。
(2)本发明通过进一步优选甲基丙烯酸磺酸钠作为分散剂，不仅能够利用分散剂中的钠离子置换出锯泥表面的钙离子，破坏锯泥颗粒表面的电荷平衡，使锯泥颗粒表面带负电，从而增强锯泥颗粒之间的排斥力，大幅增强了锯泥颗粒的分散效果。同时，甲基丙烯酸磺酸钠在碱性条件下极易吸附在锯泥颗粒表面，形成双电层结构，使锯泥更加稳定地分散，进而使本发明能够直接使用未经预处理的原状锯泥作为原料，并有效避免锯泥发生团聚，在简化制备工艺的同时还改善了胶凝材料的性能。并且，该分散剂分子量较小，能够比减水剂优先吸附在锯泥表面，既保证了对锯泥的高效分散效果，又避免了减水剂被吸附后减水效果减弱的问题。此外，本发明中作为分散剂使用的甲基丙烯酸磺酸钠不仅能够起到对锯泥的分散作用，还能够与脱硫石膏和钢渣粉协同作用，利用置换出的钙离子进一步激发锯泥的活性，有效提高了锯泥基胶凝材料的强度。
(3)本发明提供的免处理锯泥基胶凝材料的制备工艺简单，无需对锯泥进行预处理，且制得的锯泥基胶凝材料硬化后具有较高的强度，3d抗压强度可以达到11.5～32.1MPa，28d抗压强度可以达到39.1～51.4MPa，能够完全替代水泥应用于混凝土中，且制得的混凝土的3d抗压强度可达25.3MPa，28d抗压强度可达54.3MPa，显著高于C40的强度标准，且大幅降低了混凝土的生产成本，实现了对锯泥的高效利用，同时还可以大大降低混凝土行业的碳排放，实现低碳、绿色化生产，具有较高的实际应用价值。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本发明提供了一种免处理锯泥基胶凝材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、分别测定原状锯泥和原状脱硫石膏的含水率；
S2、按照预设的原料干重配比分别称取预定量的所述原状锯泥、所述原状脱硫石膏、钢渣粉、激发剂、分散剂和减水剂，作为主要原料；其中，所述原状锯泥和所述原状脱硫石膏的实际用量根据所述原料干重配比及步骤 S1测得的所述含水率换算得到；
S3、按照预设的水胶比计算理论需水量，将所述理论需水量减去步骤S2 中称取的所述原状锯泥和所述原状脱硫石膏中的含水量，得到实际需水量；再按照所述实际需水量称取所需的水；
S4、将步骤S2称取的所述主要原料和步骤S3称取的水混合后，充分搅拌均匀，得到免处理锯泥基胶凝材料浆体。
在步骤S1中，所述原状锯泥为含水率为15～35wt％的花岗岩锯泥；所述花岗岩锯泥为花岗岩微粉与水的混合物，在所述花岗岩微粉中，SiO2的质量分数≥70％，Al2O3的质量分数≥10％；所述原状脱硫石膏的含水率≤10wt％。
在步骤S2中，所述预设的原料干重配比如下：
锯泥60～80份，脱硫石膏10～20份，钢渣粉10～20份，激发剂2～6份，分散剂0.1～0.5份，减水剂1～2份。
所述钢渣粉中CaO的质量分数≥35％；所述钢渣粉中粒径≤80μm的粉体的质量分数≥10％；所述激发剂为水玻璃或硫酸钠，所述分散剂为甲基丙烯酸磺酸钠，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
在步骤S3中，所述水胶比为0.30～0.32。
免处理锯泥基胶凝材料的制备方法还包括如下步骤：
S5、将步骤S4得到的所述免处理锯泥基胶凝材料浆体浇注于试模中，静置预定时间后进行拆模，再置于标准条件下养护至预定龄期，得到硬化的免处理锯泥基胶凝材料。
本发明还提供了一种免处理锯泥基胶凝材料，该免处理锯泥基胶凝材料根据上述技术方案制备得到。
本发明还提供了所述免处理锯泥基胶凝材料在混凝土领域中的应用。
下面结合具体的实施例对本发明提供的一种免处理锯泥基胶凝材料及其制备方法与应用进行说明。
实施例1
本实施例提供了一种免处理锯泥基胶凝材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、分别对原状锯泥和原状脱硫石膏的含水率进行测定，测得原状锯泥的含水率为16.3％，原状脱硫石膏的含水率为4.7％。
S2、按照如下原料干重配比称取主要原料：
锯泥70份，脱硫石膏15份，钢渣粉15份，激发剂5份，分散剂0.4份，减水剂1.8份；其中，激发剂为水玻璃，分散剂为甲基丙烯酸磺酸钠，减水剂为聚羧酸减水剂。
上述配比均表示重量份，其中，锯泥和脱硫石膏指的是不含水的原料干重，结合步骤S1中实际使用的原状锯泥和原状脱硫石膏换算后，得到实际应称取原状锯泥83.6份，原状脱硫石膏15.7份。
S3、按照水胶比0.30计算得理论需水量为30份，再减去步骤S2中称取的原状锯泥和所述原状脱硫石膏中的含水量，得到实际需水量为15.7份；再按照该实际需水量称取所需的水。
S4、将步骤S2称取的主要原料和步骤S3称取的水混合后，充分搅拌均匀，得到免处理锯泥基胶凝材料浆体。
经测试，本实施例得到的免处理锯泥基胶凝材料浆体的流动度为220mm。
S5、将步骤S4得到的免处理锯泥基胶凝材料浆体浇注于试模中，静置 24h后进行拆模，再置于标准条件下(20±2℃，湿度≥95％)养护至预定龄期，得到硬化的免处理锯泥基胶凝材料。
在本实施例中，使用的原状锯泥为花岗岩锯泥，是花岗岩石材在切割、打磨过程中产生的花岗岩微粉与水的混合物；使用的脱硫石膏是燃煤或油的企业在治理烟气中的二氧化硫后得到的工业副产石膏；将原状锯泥、原状脱硫石膏烘干后，测得其化学成分分别如表1、表2所示。本实施例中使用的钢渣粉由炼钢产生的炉渣提取铁之后剩下的钢渣经粉磨得到，钢渣粉中粒径≤80μm的粉体的质量分数≥10％，其化学成分如表3所示。
表1原状锯泥烘干后的化学成分表
Figure BDA0003540555220000071
表2原状脱硫石膏烘干后的化学成分表
Figure BDA0003540555220000072
表3钢渣粉的化学成分表
Figure BDA0003540555220000073
在本实施例中，步骤S5中养护的预定龄期为3d和28d，分别对养护3d 和28d得到的硬化的免处理锯泥基胶凝材料的抗压强度进行测试，结果如表 4所示。
表4实施例1制备的不同龄期的锯泥基胶凝材料的抗压强度
3d抗压强度(MPa) 28d抗压强度(MPa)
实施例1 22.7 51.4
由表4可以看出，按照本实施例提供的方法制备的免处理锯泥基胶凝材料具有较高的力学性能，其28d强度可达51.4MPa，完全可以替代水泥用于混凝土的制备。
实施例2～9及对比例1～8
实施例2～9及对比例1～8分别提供了一种免处理锯泥基胶凝材料的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于改变了步骤S2中的原料干重配比，各实施例及对比例对应的原料配比如表4所示，其余步骤及参数均与实施例 1一致，在此不再赘述。
表4实施例2～9及对比例1～8的原料干重配比(单位：重量份)
Figure BDA0003540555220000081
Figure BDA0003540555220000091
对上述各实施例及对比例制备的3d及28d龄期的硬化的免处理锯泥基胶凝材料的抗压强度进行测试，结果如表5所示。
表5实施例2～9及对比例1～8的性能数据
实施例/对比例 3d抗压强度(MPa) 28d抗压强度(MPa)
实施例2 26.4 42.2
实施例3 14.2 44.8
实施例4 24.6 49.7
实施例5 20.3 48.1
实施例6 11.5 43.9
实施例7 30.2 51.4
实施例8 13.6 41.6
实施例9 32.1 50.9
对比例1 9.7 32.1
对比例2 12.7 25.8
对比例3 8.2 21.1
对比例4 18.2 41.1
对比例5 14.7 33.8
对比例6 10.4 29.3
对比例7 14.7 38.6
对比例8 7.8 33.1
由表5可以看出，对原料配比的调整对产品性能具有重要影响。
具体地，与实施例1相比，实施例2中增加脱硫石膏和钢渣粉的用量会提高胶凝材料早期水化，从而提高其3d强度，但是由于锯泥含量较低，导致 28d强度略低。实施例3中降低石膏和钢渣粉的用量，则会导致体系内游离 Ca2+和SO4 2-的含量偏低，不足以将锯泥内的Al3+充分解离出，无法充分发挥其活性，导致浆体的强度降低。
与实施例1相比，实施例6中降低激发剂的用量，会导致体系内的碱度过低，难以完全激发锯泥的活性，导致其强度明显降低；实施例7中增加激发剂的掺量，其强度反而有一定程度的降低，主要是由于激发剂含量过高，会导致体系水化过快，其微观结构的形成存在一定的缺陷，导致后期强度略低；对比例8中完全不掺入激发剂，同样会降低锯泥的活性降低，从而使胶凝材料的强度明显降低。此外，实施例8中降低减水剂的掺量，则会导致浆体的流动性不足，难以形成密实结构，进而导致其强度明显偏低；实施例9 中增加减水剂掺量，对浆体流动性能的影响不明显，但由于减水剂用量相对较高，会对胶凝材料的水化有一定的不利影响，导致其后期强度偏低。
结合实施例1、实施例4～5及对比例1～7的数据还可以看出，降低脱硫石膏和钢渣粉的掺量，或者调整两者的比例，都会导致胶凝材料的力学性能发生明显变化。这主要是因为该胶凝材料体系中，需要脱硫石膏和钢渣粉的协同作用，共同激发锯泥的活性。在反应过程中，脱硫石膏水解产生Ca2+和 SO4 2-，钢渣粉水解产生的游离OH-，在这三种离子存在的条件下，由于复盐效应可以促进锯泥中的Al3+的解离，从而释放出锯泥中的SiO4 2-，使锯泥具有二次水化活性；与此同时，钢渣粉水解产生的过量的游离Ca2+可以与SiO4 2-结合，生成具有强度的水化硅酸钙凝胶，使胶凝材料具有一定的强度。因此，降低其中一种材料的掺量，或者改变两者的比例，都会导致锯泥二次水化反应受到影响，从而使胶凝材料的后期强度降低。
实施例10～11及对比例9～12
实施例10～11及对比例9～12分别提供了一种免处理锯泥基胶凝材料的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于改变了步骤S2分散剂的种类及用量，各实施例及对比例对应的分散剂种类及用量如表6所示，其余步骤及参数均与实施例1一致，在此不再赘述。
表6实施例10～11及对比例9～12的分散剂种类及用量
实施例/对比例 分散剂种类 分散剂用量(重量份)
实施例10 甲基丙烯酸磺酸钠 0.1
实施例11 甲基丙烯酸磺酸钠 0.5
对比例9 - 0
对比例10 甲基丙烯酸磺酸钠 1
对比例11 聚丙烯酸钠 0.4
对比例12 硬脂酸单甘油酯 0.4
对上述各实施例及对比例制备的免处理锯泥基胶凝材料浆体的流动进行测试，并对其3d及28d龄期的硬化的免处理锯泥基胶凝材料的抗压强度进行测试，结果如表7所示。
表7实施例10～11及对比例9～12的性能数据
实施例/对比例 流动度(mm) 3d抗压强度(MPa) 28d抗压强度(MPa)
实施例10 145 15.3 39.1
实施例11 240 23.1 50.1
对比例9 110 11.5 28.5
对比例10 275 16.5 41.5
对比例11 160 19.4 41.7
对比例12 185 20.8 43.5
由表7可以看出，分散剂的掺入对胶凝材料浆体的流动性有显著的影响。
与实施例1相比，实施例10降低分散剂的掺量，使浆体内锯泥的分散效果降低，内部存在一定量的团聚的锯泥颗粒，并包括大量的自由水，导致流动性降低，锯泥水化反应同样受到影响，进而导致其强度较低。与实施例10 相比对比例9中完全未掺入分散剂，其分散效果进一步降低，强度同样受到影响。实施例11中虽然增加了分散剂掺量，但由于已经达到了较好的分散效果，分散剂的进一步增加对锯泥的分散效果的提升不明显，其力学性能变化也不大。并且，对比例10中大幅度增加分散剂产量，虽然流动度增加，但同时会导致浆体出现离析，其匀质性降低，力学性能也会受到影响。因此，分散剂的掺量需要控制在合适的区间。
与实施例1相比，对比例11～12中分别采用聚丙烯酸钠和硬脂酸单甘油酯两种分散剂，其分散效果明显不如本发明选用的甲基丙烯酸磺酸钠，导致对比例11～12中浆体流动性显著降低，力学性能同样偏低。这主要是由于聚丙烯酸钠的分子量过大，不能优先于减水剂吸附于锯泥颗粒表面，而硬脂酸单甘油酯由于其不能进行离子交换，都会导致分散剂的分散效果都到影响。而本申请通过选择甲基丙烯酸磺酸钠作为分散剂，不仅能够起到优异的分散效果，还能够保证减水剂充分发挥其减水作用，以使浆体具有适宜的流动度；且该分散剂还能够与锯泥进行离子交换，进一步激发锯泥的活性，有效提高了锯泥基胶凝材料的强度。
实施例12及对比例13
实施例12提供了一种免处理锯泥基胶凝材料在混凝土中的应用，具体包括如下步骤：
将实施例1中步骤S4制备的免处理锯泥基胶凝材料浆体与河砂、碎石混合，混合比例1:1.36:3.03，其中胶凝材料的重量为干燥条件下的重量，得到锯泥基混凝土。
与实施例12相比，对比例13的区别在于将免处理锯泥基胶凝材料浆体替换为等量的水泥浆体，得到水泥基混凝土。
对实施例12制备的锯泥基混凝土和对比例13制备的水泥基混凝土在3d 和28d的抗压强度进行测试，结果如表8所示。
表8实施例12及对比例13的性能数据
Figure BDA0003540555220000121
Figure BDA0003540555220000131
由表8可以看出，按照本发明提供的方法制备的锯泥基混凝土的3d强度略低于常规的C40混凝土，但是其28d强度显著高于C40强度标准，表明本发明提供的锯泥基胶凝材料不仅可以完全替代水泥，甚至能够达到高于水泥的抗压强度。这主要是由于本发明提供的方法充分利用了锯泥中较高的Si 含量，通过脱硫石膏、钢渣粉和分散剂的协同作用充分激发锯泥的活性，使锯泥在后期二次水化，生成高强度的水化硅酸钙凝胶，使其胶凝材料体系具有较高的强度，进而所制备的混凝土的后期强度也高于普通混凝土。
综上所述，本发明提供了一种免处理锯泥基胶凝材料及其制备方法与应用。本发明通过预先对原状锯泥和原状脱硫石膏的含水率进行检测，再根据预设的原料干重配比和测得的含水率换算出原状锯泥和原状脱硫石膏的实际用量，并将其与预定量的钢渣粉、激发剂、分散剂、减水剂和水共混，制备了免处理锯泥基胶凝材料浆体。通过上述方式，本发明能够利用锯泥、脱硫石膏、钢渣粉与分散剂之间的协同作用，不仅使未经预处理的原状锯泥可以直接用于胶凝材料的制备，还能够有效激发锯泥的活性，从而制备出强度较高的锯泥基胶凝材料，以完全代替水泥应用于混凝土的制备过程中，实现对锯泥的高效资源化利用。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种免处理锯泥基胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、分别测定原状锯泥和原状脱硫石膏的含水率；
S2、按照预设的原料干重配比分别称取预定量的所述原状锯泥、所述原状脱硫石膏、钢渣粉、激发剂、分散剂和减水剂，作为主要原料；其中，所述原状锯泥和所述原状脱硫石膏的实际用量根据所述原料干重配比及步骤S1测得的所述含水率换算得到；
S3、按照预设的水胶比计算理论需水量，将所述理论需水量减去步骤S2中称取的所述原状锯泥和所述原状脱硫石膏中的含水量，得到实际需水量；再按照所述实际需水量称取所需的水；
S4、将步骤S2称取的所述主要原料和步骤S3称取的水混合后，充分搅拌均匀，得到免处理锯泥基胶凝材料浆体。
2.根据权利要求1所述的免处理锯泥基胶凝材料的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，所述预设的原料干重配比如下：
锯泥60～80份，脱硫石膏10～20份，钢渣粉10～20份，激发剂2～6份，分散剂0.1～0.5份，减水剂1～2份。
3.根据权利要求1所述的免处理锯泥基胶凝材料的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，所述原状锯泥为含水率为15～35wt％的花岗岩锯泥；所述原状脱硫石膏的含水率≤10wt％。
4.根据权利要求3所述的免处理锯泥基胶凝材料的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，所述花岗岩锯泥为花岗岩微粉与水的混合物，在所述花岗岩微粉中，SiO2的质量分数≥70％，Al2O3的质量分数≥10％。
5.根据权利要求1所述的免处理锯泥基胶凝材料的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，所述钢渣粉中CaO的质量分数≥35％；所述钢渣粉中粒径≤80μm的粉体的质量分数≥10％。
6.根据权利要求1所述的免处理锯泥基胶凝材料的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，所述激发剂为水玻璃或硫酸钠，所述分散剂为甲基丙烯酸磺酸钠，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
7.根据权利要求1所述的免处理锯泥基胶凝材料的制备方法，其特征在于：在步骤S3中，所述水胶比为0.30～0.32。
8.根据权利要求1所述的免处理锯泥基胶凝材料的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤：
S5、将步骤S4得到的所述免处理锯泥基胶凝材料浆体浇注于试模中，静置预定时间后进行拆模，再置于标准条件下养护至预定龄期，得到硬化的免处理锯泥基胶凝材料。
9.一种免处理锯泥基胶凝材料，其特征在于：所述免处理锯泥基胶凝材料根据权利要求1～8中任一权利要求所述的制备方法制备得到。
10.一种权利要求1～7中任一权利要求所述的制备方法制得的免处理锯泥基胶凝材料的应用，其特征在于：所述免处理锯泥基胶凝材料用于混凝土领域。
CN202210237755.8A 2022-03-10 2022-03-10 免处理锯泥基胶凝材料及其制备方法与应用 Active CN114436613B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210237755.8A CN114436613B (zh) 2022-03-10 2022-03-10 免处理锯泥基胶凝材料及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210237755.8A CN114436613B (zh) 2022-03-10 2022-03-10 免处理锯泥基胶凝材料及其制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114436613A true CN114436613A (zh) 2022-05-06
CN114436613B CN114436613B (zh) 2023-06-02

Family

ID=81360074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210237755.8A Active CN114436613B (zh) 2022-03-10 2022-03-10 免处理锯泥基胶凝材料及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114436613B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115849751A (zh) * 2022-11-24 2023-03-28 南京理工大学 一种岩石类研磨锯泥人造骨料及其制备方法
CN117049808A (zh) * 2023-07-18 2023-11-14 武汉华强新型建筑材料有限公司 一种低成本、绿色环保的石材锯泥再生骨料、制备方法及应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB134230A (zh) *
CN101941848A (zh) * 2010-08-04 2011-01-12 翟玉波 蒸压锯泥混凝土砌块及其加工技术
CN104692739A (zh) * 2015-01-30 2015-06-10 武汉理工大学 一种石材锯泥自保温轻质砌块及其制备方法
CN109020452A (zh) * 2018-10-09 2018-12-18 河南能工巧匠网络科技有限公司 一种利用锯泥制备仿古砖的方法
CN113292299A (zh) * 2021-05-24 2021-08-24 山东轩安新型建材有限公司 一种蒸压加气混凝土及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB134230A (zh) *
CN101941848A (zh) * 2010-08-04 2011-01-12 翟玉波 蒸压锯泥混凝土砌块及其加工技术
CN104692739A (zh) * 2015-01-30 2015-06-10 武汉理工大学 一种石材锯泥自保温轻质砌块及其制备方法
CN109020452A (zh) * 2018-10-09 2018-12-18 河南能工巧匠网络科技有限公司 一种利用锯泥制备仿古砖的方法
CN113292299A (zh) * 2021-05-24 2021-08-24 山东轩安新型建材有限公司 一种蒸压加气混凝土及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115849751A (zh) * 2022-11-24 2023-03-28 南京理工大学 一种岩石类研磨锯泥人造骨料及其制备方法
CN117049808A (zh) * 2023-07-18 2023-11-14 武汉华强新型建筑材料有限公司 一种低成本、绿色环保的石材锯泥再生骨料、制备方法及应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN114436613B (zh) 2023-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114436613B (zh) 免处理锯泥基胶凝材料及其制备方法与应用
CN111792902B (zh) 一种高强耐水型磷石膏复合胶凝材料及其制备方法
CN113336516A (zh) 一种采用多元固废制备的胶凝材料及其协同调控方法
CN108623196A (zh) 一种石灰激发大掺量工业废渣低碳水泥及其制备方法
CN109896770B (zh) 一种混凝土增强剂
CN114988791B (zh) 一种掺富硫锂渣的烟道灌浆料及其制备方法和应用
CN114605121B (zh) 一种钨尾矿蒸压加气混凝土及其制备方法
CN111847921B (zh) 一种低熟料水泥及其制备方法和应用
CN111499329A (zh) 一种含有钢渣尾泥的蒸压灰砂砖及其制备方法
CN115057640A (zh) 一种高硅铝质铜尾矿胶凝活性的加速激发方法
CN1884175B (zh) 高活性湿排粉煤灰掺合料料浆及其制备方法
CN116675472A (zh) 一种电石渣和白泥复合激发固废制备地聚物的方法
CN115124298B (zh) 一种利用废弃石粉制备的高强再生骨料混凝土及其制备方法
CN113912370B (zh) 一种钢渣砖的制备方法
CN112960924B (zh) 一种高氯粉煤灰胶凝材料及其制备方法
CN106587867B (zh) 以河砂为原料制备的砌块及其制备方法
CN115010455A (zh) 一种高性能全固废混凝土及其制备方法
CN111848099B (zh) 一种尾砂激发胶凝充填材料及其制备方法
CN113716886A (zh) 一种基于花岗岩石粉的二维增强水硬性胶凝材料
CN112225485A (zh) 晶核剂、铜尾矿蒸压加气混凝土制品、制备方法、应用
CN111825356A (zh) 一种基于物理球磨和化学改性协同强化砖混粉料的高活性再生辅助胶凝材料及其制备方法
CN111548046A (zh) 一种提高抗氯离子渗透能力的混凝土矿物掺合料及混凝土
CN111302683A (zh) 一种砌筑水泥及其生产工艺
CN117342806B (zh) 一种水硬性全固废粉体材料及其制备方法、应用
CN115259729B (zh) 一种过硫磷石膏-矿渣胶凝材料改性剂及其应用、过硫磷石膏-矿渣胶凝材料组合物

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant