[發(fā)明專利]一種氫氧化鈉堿激發(fā)粉煤灰混凝土循環(huán)利用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410583490.2
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104402258A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋強;徐德龍;李輝;朱建輝;李婷;張肖艷;王儲
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號: C04B7/14
• 分類號: C04B7/14
• 代理公司: 西安智大知識產(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)明屬于建筑垃圾資源化利用領(lǐng)域，特別涉及一種預(yù)先設(shè)計混凝土配比再通過二次煅燒循環(huán)利用氫氧化鈉堿激發(fā)粉煤灰混凝土的方法。

背景技術(shù)

當前使用的具有水化活性的硅酸鹽類膠凝材料主要有水泥熟料、電爐磷渣、高爐礦渣和粉煤灰等。這些材料在組成上相似，都是以CaO，SiO₂，Al₂O₃，F(xiàn)e₂O₃，MgO等氧化物為主要化學(xué)成分。同時這些材料在產(chǎn)生或生產(chǎn)工程中都經(jīng)過了高溫歷程和快速冷卻。并且這些材料水化后，再次將其煅燒均能再次獲得膠凝活性。

將粉煤灰、氫氧化鈉、水和砂石等粗細骨料共同混合后可得到具有一定強度的氫氧化鈉堿激發(fā)粉煤灰混凝土。這種材料在使用結(jié)束后直接作為建筑垃圾丟棄或者剝離出其中的砂、石作為建筑骨料后其余部分則被廢棄。氫氧化鈉堿激發(fā)粉煤灰混凝土建筑垃圾的資源化利用是影響其工程化應(yīng)用一個因素。

發(fā)明內(nèi)容

在這兩方面的背景下，本技術(shù)通過在配制混凝土階段，以礦渣主體化學(xué)成分為目標，調(diào)整砂子、石子和粉煤灰的比例，或在其中加入適當?shù)恼{(diào)整材料，最終要求所得混凝土整體化學(xué)成分中除了燒失量和水分之外，與礦渣、化學(xué)成分相似或接近。在該混凝土破壞后，將其在1450-1550℃下煅燒，水淬冷卻，所得產(chǎn)物即為具有一定活性的膠凝材料，從而實現(xiàn)了堿激發(fā)粉煤灰混凝土的重復(fù)利用。本發(fā)明具有節(jié)能環(huán)保，控制方便，便于工業(yè)化應(yīng)用的特點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種氫氧化鈉堿激發(fā)粉煤灰混凝土循環(huán)利用方法，包括：

步驟一，測定混凝土用細骨料、粗骨料和粉煤灰的化學(xué)成分，并通過配料計算，不計入水分和燒失量的情況下，使得粗、細骨料和粉煤灰三種固體混合料中的(CaO+MgO):(SiO₂+Al₂O₃)大于1且小于1.5，確定混凝土粗骨料、細骨料和粉煤灰的質(zhì)量比例；

步驟二，符合步驟一中化學(xué)組成的粗、細骨料和磨細粉煤灰，與堿激發(fā)劑氫氧化鈉共同混合均勻后制備堿激發(fā)膠凝材料混凝土；

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，即可得到新的膠凝材料，粉煤灰和粗、細骨料中的有用成分從而得到重復(fù)利用。

所述細骨料為砂子，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制砂，以確保粗骨料和細骨料質(zhì)量比例介于1.5-2.0之間。

所述步驟二中混合均勻后制備堿激發(fā)膠凝材料混凝土?xí)r還加入水和減水劑。

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)提供了一種可以使用堿激發(fā)混凝土建筑垃圾二次生產(chǎn)膠凝材料的方法。使用本技術(shù)實現(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，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)濟性和可操作性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明試驗配比原料在五元相圖中所處的位置示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明的實施方式。

本發(fā)明一種氫氧化鈉堿激發(fā)粉煤灰混凝土循環(huán)利用方法，首先測定配制混凝土所用砂子(即細骨料)、石子(即粗骨料)和粉煤灰的化學(xué)成分，常規(guī)情況下，其成分(質(zhì)量百分數(shù))指標如下：

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)；