[發明專利]使用固體廢棄物人工細骨料制備高性能建筑砂漿的方法

在審

• 申請號: 201811196303.X
• 申請日: 2018-10-15
• 公開（公告）號: CN109053058A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 趙暉;陳達;廖迎娣;歐陽峰;封嘉蕊;袁夢
• 申請（專利權）人: 金陵科技學院
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B20/02
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發明涉及一種使用固體廢棄物人工細骨料制備高性能建筑砂漿的方法。廢棄玻璃進行分揀、清洗、晾干、粉碎處理得廢棄玻璃細骨料。廢棄牡蠣殼清洗、粉碎、研磨、熱處理制得粉碎牡蠣殼粉，對牡蠣殼粉進行表面強化處理得強化牡蠣殼粉細骨料。將兩種人工細骨料按比例混合作為天然河砂細骨料取代物。建筑砂漿混合物中加入偏高嶺土礦物摻和料，制備出完全使用人工細骨料的高性能建筑砂漿。使用人工細骨料減少了天然河砂資源消耗，避免大量開采河砂和傳統固體廢棄物處理方法對環境產生的負面影響。使用固體廢棄物人工細骨料制備高性能建筑砂漿具有比天然河砂高性能建筑砂漿更好的流動性能、力學性能、耐久性能，能產生良好技術、經濟、社會、環保效益。

技術領域

本發明涉及固體廢棄物循環再生和新型建筑材料制備領域，具體涉及一種使用固體廢棄物人工細骨料制備高性能建筑砂漿的方法。

背景技術

進入本世紀以來，隨著我國國民經濟的快速發展，道路、橋梁、機場、港口碼頭、海底隧道、跨海大橋等大型基礎設施的建設速度不斷加快，高性能建筑砂漿作為最廣泛使用的土木工程材料，其使用量日益增加。一般來說，高性能建筑砂漿主要是由水泥、礦物摻和料、粗骨料、細骨料、外加劑等組分構成，細骨料在建筑砂漿中主要起填充和骨架作用，一立方米建筑砂漿中細骨料質量占建筑砂漿總質量的50-60％左右，細骨料是構成高性能建筑砂漿的重要部分。據2007年英國地質調查局的統計數據顯示，1997-2005年，歐洲各國用于建筑砂漿的細骨料總需要量為13.3-15.6億噸。2006年細骨料的需求量劇烈增加到30億噸。2007-2017年，建筑砂漿中的細骨料使用量以每10-12.6％速度增加。作為世界第一建筑材料消費國的中國，2008年全國建筑砂漿中細骨料消費量約為56億噸，2010年更是達到74億噸，2011-2012年我國建筑砂漿用細骨料總量已達到84.5-86.8億噸，2015年更是創紀錄的達到100億噸的規模。一般來說，天然細骨料主要來源為開采礦山產生的石粉和清理河道所產生的河砂。天然細骨料大量使用消耗了天然砂石細骨料資源，致使很多地區優質天然河砂細骨料資源枯竭，細骨料的價格持續上漲。天然細骨料需求量的持續增加也加劇了天然細骨料的開采，這導致了天然綠色植被大量破壞、水土的流失現象嚴重，更使人擔心的是導致山體滑坡，給我國的生態環境造成巨大負擔。

近幾十年來，世界各國已經開始著手研究解決這個問題的方法。使用固體廢棄物制備人工細骨料代替天然細骨料，是解決天然細骨料短缺的很好方法。目前國內外普遍使用的固體廢棄物人工細骨料主要包括：粉碎輪胎、廢棄玻璃、粉碎貝殼、粉碎椰子殼、粉碎油棕殼等。使用固體廢棄物作為人工細骨料，一方面，擴大了細骨料的來源，減少了天然河砂細骨料的使用量和依賴。另一方面，消耗了大量的固體廢棄物，減少了固體廢棄物堆積而對周圍環境造成的負面影響。但是在人工細骨料的實際使用過程中，還存在下面幾個問題：(1)人工細骨料與天然細骨料相比有不同的物理與化學性能，制備高性能建筑砂漿時人工細骨料只能部分代替天然細骨料，而不能完全取代天然細骨料；(2)單一種類人工細骨料代替天然細骨料使用在高性能建筑砂漿中，會對材料的相關性能帶來負面的影響，如使用廢棄玻璃細骨料制備高性能建筑砂漿易發生堿硅酸反應使砂漿膨脹開裂和材料體積穩定性變差，從而導致建筑砂漿的長期性能劣化；單一種類的農業固體廢棄物(貝殼、椰子殼、油棕殼)人工細骨料摻加到高性能建筑砂漿中會降低砂漿的力學性能、增加砂漿材料的滲透性能。以上這些不足制約了單一種類固體廢棄物人工細骨料在高性能建筑砂漿材料中廣泛應用。

發明內容

針對人工細骨料不能完全取代天然細骨料制備高性能建筑砂漿、摻加單一品種人工細骨料的高性能建筑砂漿性能有所降低等難題，本發明公開了一種完全使用固體廢棄物復合人工細骨料制備高性能建筑砂漿的方法，此種高性能建筑砂漿以水泥、偏高嶺土作為膠凝材料，粉碎玻璃和表面強化的貝殼粉復合人工細骨料取代河砂作為細骨料來制備高性能建筑砂漿。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案是：

一種使用固體廢棄物人工細骨料制備高性能建筑砂漿的方法，包括以下步驟：