[發(fā)明專利]硅酸鈉堿激發(fā)礦渣混凝土循環(huán)利用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410583321.9
• 申請(qǐng)日: 2014-10-27
• 公開（公告）號(hào): CN104386991A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李輝;李婷;徐德龍;宋強(qiáng);張肖艷;朱建輝;王儲(chǔ)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B28/08
• 分類號(hào): C04B28/08;C04B7/24
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 段俊濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，特別涉及一種通過設(shè)計(jì)混凝土配合比再進(jìn)行二次煅燒循環(huán)利用硅酸鈉堿激發(fā)礦渣混凝土的方法。

背景技術(shù)

礦渣是冶金工業(yè)的主要固體廢棄物，主要成分是硅酸鹽和鋁硅酸鹽。礦渣是一種潛在水硬性材料，加入堿激發(fā)劑后可以激發(fā)出礦渣的活性從而產(chǎn)生強(qiáng)度。將這種堿激發(fā)礦渣替代水泥用于制備堿激發(fā)礦渣混凝土，可以減少因硅酸鹽水泥生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的環(huán)境污染、生態(tài)破壞、能源浪費(fèi)、資源枯竭等一系列問題。但是與傳統(tǒng)硅酸鹽水泥相似，堿激發(fā)礦渣混凝土在服役結(jié)束后仍將產(chǎn)生大量的建筑垃圾，而建筑垃圾已經(jīng)加劇了我國(guó)城市土地、資源的緊張局面，嚴(yán)重影響了社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，因此，搞好建筑垃圾的再生利用迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種硅酸鈉堿激發(fā)礦渣混凝土循環(huán)利用方法，通過調(diào)整堿激發(fā)膠凝材料配制的混凝土配合比，使得其混凝土整體的化學(xué)成分與水泥生料成分相同或接近，等到該混凝土服役結(jié)束拆除后，再將其煅燒為新的膠凝材料，該工藝可以使得拆除后的堿激發(fā)膠凝材料配制的混凝土廢棄物得到二次利用，具有工藝簡(jiǎn)單，節(jié)能環(huán)保，控制方便，便于工業(yè)化應(yīng)用的特點(diǎn)

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

硅酸鈉堿激發(fā)礦渣混凝土循環(huán)利用方法，其特征在于，包括：

步驟一，測(cè)定混凝土用細(xì)骨料、粗骨料和堿激發(fā)所用礦渣的化學(xué)成分，并通過配料計(jì)算，不計(jì)入燒失量的情況下，使得粗、細(xì)骨料和礦渣三種固體混合料中的(CaO+MgO):(SiO₂+Al₂O₃)大于1.5且小于2.4，確定混凝土粗骨料、細(xì)骨料和礦渣的質(zhì)量比例；

步驟二，符合步驟一中化學(xué)組成的粗、細(xì)骨料和磨細(xì)礦渣粉，與堿激發(fā)劑硅酸鈉共同混合均勻后制備堿激發(fā)礦渣混凝土；

步驟三，該混凝土在服役結(jié)束后，將其破碎、粉磨為粒徑小于80微米的粉體，再將其置于煅燒設(shè)備中在1450℃-1500℃下煅燒并快速冷卻，煅燒后的材料再經(jīng)過破碎、粉磨至80微米以下，即得到新的膠凝材料，從而使得礦渣和粗細(xì)骨料中的有用成分得到重復(fù)利用。

所述細(xì)骨料為砂子，粒徑小于5mm；所述粗骨料為石子，粒徑大于5mm。

如果石子與砂子的質(zhì)量比例大于2.0，則將部分石子破碎成為機(jī)制砂，以確保粗骨料和細(xì)骨料質(zhì)量比例介于1.5-2.0之間。

與傳統(tǒng)建筑垃圾處置通用的填埋或者用作再生骨料相比，本技術(shù)提供了一種可以重復(fù)使用堿激發(fā)混凝土建筑垃圾作為生產(chǎn)膠凝材料的原料的方法。使用本技術(shù)實(shí)現(xiàn)了堿激發(fā)混凝土的重復(fù)利用，可以節(jié)約石灰石資源。同時(shí)，上述工藝在混凝土配制，廢棄混凝土破碎、粉磨，二次煅燒等方面都是成熟的技術(shù)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)性和可操作性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明試驗(yàn)配比原料在五元相圖中所處的位置示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。

本發(fā)明硅酸鈉堿激發(fā)礦渣混凝土循環(huán)利用方法，首先測(cè)定配制混凝土所用砂子(即細(xì)骨料)、石子(即粗骨料)和礦渣的化學(xué)成分，常規(guī)情況下，其成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))指標(biāo)如下：

砂子：1-2％的燒失量，2-5％的CaO，60-80％的SiO₂，10-15％的Al₂O₃，2-4％的Fe₂O₃，0-2％的MgO，1-6％的R₂O，和余量雜質(zhì)；

石子：20-35％的燒失量，30-40％的CaO，10-20％的SiO₂，1-3％的Al₂O₃，0-2％的Fe₂O₃，2-18％的MgO，0-1.5％的R₂O，和余量雜質(zhì)；

礦渣：1-2％的燒失量，40-65％的CaO，15-25％的SiO₂，1-5％的Al₂O₃，1-8％的Fe₂O₃，1-8％的MgO，0-2％的R₂O，和余量雜質(zhì)。