CN115521102A - 一种全固废自密实混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种全固废自密实混凝土及其制备方法，各原料的用量为：工业固废微粉450～550kg/m3、精选尾矿砂550‑600kg/m3、固废骨料850‑1000kg/m3、高效减水剂9～12kg/m3、激发剂20～30kg/m3，水灰比控制范围为0.29～0.33，按照配合比依次将精选尾矿砂、固废骨料加入搅拌机中，干拌，再将工业固废微粉加入搅拌机中，继续搅拌混合均匀，然后加入高效减水剂、激发剂和拌和水，搅拌得到全固废自密实混凝土。本发明提供的全固废自密实混凝土的胶凝材料和粗细骨料全部由工业固体废弃物组成，在保证混凝土的性能不降低前提下，达到混凝土大量消纳固体废弃物的目的。
Description
技术领域
本发明属于工程建筑材料技术领域，具体涉及一种全固废自密实混凝土及其制备方法。
背景技术
随着经济和社会的快速发展，对工业产品的消耗量迅速增多，同时工业产品生产过程中产生了大量的固体废弃物，如尾矿、冶金渣和建筑垃圾等。目前大量消纳固体废弃物的方法主要是充填矿坑、路基填充找平，由于固体废弃物中含有有害有毒离子，上述利用固废废弃物的方式会污染地下水。而将固体废弃物应用到建筑材料中，由于建筑材料硬化后，可将有害有毒离子固化在硬化体内，减少对环境和水***的危害。然而，目前在建筑材料领域固体废弃物的利用率较低，不足固体废弃物堆存量和产生量的30％。
混凝土材料是使用量最大、应用范围最广的建筑材料之一，目前固体废弃物应用于混凝土中主要是作为混凝土掺合料使用，不能达到大规模应用固体废弃物的目的。鉴于此，本发明将固体废弃物经过合适的工艺处理后，作为混凝土用量最大的主体材料使用，以解决固体废弃物利用率低的问题。
发明内容
为保证应用固体废弃物的混凝土具有良好的工作性和优异的力学性能，能满足建筑施工需要，本发明提出一种全固废自密实混凝土及其制备方法，可以实现混凝土中的胶凝材料和粗细骨料全由处理后的固废代替，并且保证混凝土的性能不降低，达到混凝土大量消纳固体废弃物的目的。
本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：
一种全固废骨料自密实混凝土，各原料的用量为：工业固废微粉450～550kg/m3、精选尾矿砂550-600kg/m3、固废骨料850-1000kg/m3、高效减水剂9～12kg/m3、激发剂20～30kg/m3，水灰比控制范围为0.29～0.33。
所述工业固废微粉为粉煤灰、矿渣粉、钢渣粉、煤矸石粉、锂渣粉，按照任意比例混合而成的比表面积不小于450m2/kg的粉体。
所述精选尾矿砂为铜尾矿、铁尾矿、锰尾矿、石英尾矿等经过分选-水洗-酸浸-碱中和-水洗-烘干的处理工艺，得到的粒径在4.75mm-0.075mm范围内的压碎指标不大于20％尾矿砂。
所述固废骨料为钢渣、镍铁合金渣、钒钛合金渣、建筑废弃混凝土等经过破碎-分选-水洗-喷涂改性丙烯酸酯乳液-烘干的处理工艺，得到粒径范围在5mm-10mm范围内的连续级配骨料。
所述高效减水剂为聚羧酸系高效减水剂。
所述激发剂为氢氧化钠与水玻璃按任意比例混合而成。
一种全固废自密实混凝土的制备方法，包括如下步骤：按照配合比依次将精选尾矿砂、固废骨料加入搅拌机中，干拌1-2min，再将工业固废微粉加入搅拌机中，继续搅拌1-2min，混合均匀，然后加入高效减水剂、激发剂和拌和水，搅拌2-3min，得到所述全固废自密实混凝土。
本发明具有如下优点：
1)本发明提供的全固废自密实混凝土的胶凝材料和粗细骨料全部由工业固体废弃物组成，每立方米混凝土固废的消纳量达到2000kg以上，节省了大量天然矿物质原料，减少对矿山的开采和破坏，同时消纳的固体废弃物有毒有害离子固化在混凝土中，对环境无危害，减少了固体废弃物的堆存，将固体废弃物作为资源进行再利用，符合国家节约能源、节约资源的战略需求。
2)本发明提供的全固废自密实混凝土的骨料处理工艺简单，适合大规模推广应用，得到的混凝土工作性能优异，能实现自流平和自密实，混凝土的力学性能良好，28d抗压强度可达30MPa以上，满足普通建筑用混凝土的C30强度等级要求。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
以下实施例中如无特殊说明，采用的试剂为市售工业产品或化学试剂。
以下实施例中，使用的原料为：
工业固废微粉为粉煤灰、矿渣粉、钢渣粉、煤矸石粉、锂渣粉按照任意比例混合而成的比表面积不小于450m2/kg的粉体。
高效减水剂为巴斯夫(中国)有限公司的粉状聚羧酸高效减水剂，有效含量95％。
精选尾矿砂为铜尾矿、铁尾矿、锰尾矿、石英尾矿等经过分选-水洗-酸浸-碱中和-水洗-烘干的处理工艺得到的粒径在4.75mm-0.075mm范围内的压碎指标不大于20％尾矿砂。
固废骨料为钢渣、镍铁合金渣、钒钛合金渣、建筑废弃混凝土等经过破碎-分选-水洗-喷涂改性丙烯酸酯乳液-烘干的处理工艺得到粒径范围在5mm-10mm范围内的连续级配骨料。
激发剂为氢氧化钠与水玻璃按任意比例混合而成。
全固废自密实混凝土的制备方法，包括如下步骤：按照配合比依次将精选尾矿砂、固废骨料加入搅拌机中，干拌1-2min，再将工业固废微粉加入搅拌机中，继续搅拌1-2min，混合均匀，然后加入高效减水剂、激发剂和拌和水，搅拌2-3min，即可进行全固废自密实混凝土的施工。
实施例1
一种全固废自密实混凝土配合比见表1。
表1实施例1全固废自密实混凝土配合比(kg/m3)
其中，工业固废微粉为粉煤灰、矿渣粉和钢渣粉按1：2：3的比例混合而成；精选尾矿砂为铜尾矿砂；固废骨料为钢渣骨料；激发剂为氢氧化钠和水玻璃按1：1的比例混合而成。
实施例2
一种全固废自密实混凝土配合比见表2。
表2实施例2全固废自密实混凝土配合比(kg/m3)
其中，工业固废微粉为粉煤灰、矿渣粉和煤矸石按2：2：1的比例混合而成；精选尾矿砂为铁尾矿砂；固废骨料为镍铁合金渣骨料；激发剂为氢氧化钠和水玻璃按2：1的比例混合而成。
实施例3
一种全固废自密实混凝土配合比见表3。
表3实施例3全固废自密实混凝土配合比(kg/m3)
其中，工业固废微粉为粉煤灰、钢渣粉和锂渣粉按1：1：1的比例混合而成；精选尾矿砂为锰尾矿砂；固废骨料为钒钛合金渣骨料；激发剂为氢氧化钠和水玻璃按3：1的比例混合而成。
实施例4
一种全固废自密实混凝土配合比见表4。
表4实施例4全固废自密实混凝土配合比(kg/m3)
其中，工业固废微粉为矿渣粉、钢渣粉和煤矸石按2：1：1的比例混合而成；精选尾矿砂为石英尾矿砂；固废骨料为建筑废弃混凝土骨料；激发剂为氢氧化钠和水玻璃按4：1的比例混合而成。
实施例5
一种全固废自密实混凝土配合比见表5。
表5实施例5全固废自密实混凝土配合比(kg/m3)
其中，工业固废微粉为粉煤灰、矿渣粉、钢渣粉、煤矸石和锂渣粉按1：1：1：1：1的比例混合而成；固废骨料为钢渣骨料、镍铁合金渣骨料、钒钛合金渣骨料、建筑废弃混凝土骨料按1：1：1：1比例的混合物；激发剂为氢氧化钠和水玻璃按1：1的比例混合而成。
对实施例1-5的自密实混凝土进行测试，具体性能测试方法参照标准JGJ/T283-2012《自密实混凝土应用技术规程》、GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》和GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》，结果见表6。
表6实施例1-5提供的自密实混凝土性能测试结果
上述结果表明：本实施例所得全固废自密实混凝土具有良好的工作性能、力学性能和耐久性。
本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。
Claims (7)
1.一种全固废骨料自密实混凝土，其特征在于，包括如下原料组分：工业固废微粉450～550kg/m3、精选尾矿砂550-600kg/m3、固废骨料850-1000kg/m3、高效减水剂9～12kg/m3、激发剂20～30kg/m3，水灰比控制范围为0.29～0.33。
2.如权利要求1所述的一种全固废骨料自密实混凝土，其特征在于：所述工业固废微粉为粉煤灰、矿渣粉、钢渣粉、煤矸石粉、锂渣粉，按照任意比例混合而成的比表面积不小于450m2/kg的粉体。
3.如权利要求1所述的一种全固废骨料自密实混凝土，其特征在于：所述精选尾矿砂为铜尾矿、铁尾矿、锰尾矿、石英尾矿，精选尾矿砂经过分选-水洗-酸浸-碱中和-水洗-烘干的处理工艺，得到的粒径在4.75mm-0.075mm范围内的压碎指标不大于20％尾矿砂。
4.如权利要求1所述的一种全固废骨料自密实混凝土，其特征在于：所述固废骨料为钢渣、镍铁合金渣、钒钛合金渣、建筑废弃混凝土，经过破碎-分选-水洗-喷涂改性丙烯酸酯乳液-烘干的处理工艺，得到粒径范围在5mm-10mm范围内的连续级配骨料。
5.如权利要求1所述的一种全固废骨料自密实混凝土，其特征在于：所述高效减水剂为聚羧酸系高效减水剂。
6.如权利要求1所述的一种全固废骨料自密实混凝土，其特征在于：所述激发剂为氢氧化钠与水玻璃按任意比例混合而成。
7.如权利要求1-6任一项所述的一种全固废骨料自密实混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照配合比依次将精选尾矿砂、固废骨料加入搅拌机中，干拌1-2min，再将工业固废微粉加入搅拌机中，继续搅拌1-2min，混合均匀，然后加入高效减水剂、激发剂和拌和水，搅拌2-3min，得到所述全固废自密实混凝土。
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2022
- 2022-10-31 CN CN202211349101.0A patent/CN115521102A/zh active Pending
Patent Citations (3)
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