[發(fā)明專利]利用多種工業(yè)固體廢棄物制備的快硬早強混凝土及其制法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910288002.8
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN109928685B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃天勇;陳旭峰;李寅明
• 申請（專利權(quán)）人: 北京建筑材料科學(xué)研究總院有限公司
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;陳征

本發(fā)明屬于堿激發(fā)膠凝材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及利用多種工業(yè)固體廢棄物制備的快硬早強混凝土及其制法。該快硬早強混凝土包括：尾礦廢石35?45份、鐵尾礦砂30?40份、粉煤灰4?10份、粒化高爐礦渣微粉4?10份、鋼渣微粉1?2份；還含有氫氧化鈉0.15％?0.30％、水玻璃3％?6％、緩凝劑0.4％?0.6％、減水劑0.05％?0.10％、水4.5％?5.5％。本發(fā)明將尾礦廢石、鐵尾礦砂、粉煤灰、粒化高爐礦渣微粉、鋼渣粉等大宗工業(yè)固體廢棄物充分利用，得到性能優(yōu)異的快硬早強混凝土，不僅制備出性能優(yōu)異的建筑材料，更重要的是消納了多種固體廢棄物，實現(xiàn)了固體廢棄物再利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于堿激發(fā)膠凝材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用多種工業(yè)固體廢棄物制備的快硬早強混凝土及其制備方法。

背景技術(shù)

2017年我國大宗工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量約為36.56億噸，其利用量為17.16億噸，利用率約為46.94％。尾礦的綜合利用率為22.09％，粉煤灰的利用率為75％，鋼鐵渣的利用率為76.05％，高爐渣利用率最高，接近100％。我國的大宗工業(yè)固體廢棄物利用主要集中在建筑材料行業(yè)，水泥、混凝土和新型墻材每年消耗的大宗工業(yè)固體廢棄物占工業(yè)固廢利用總量的70％左右。隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展，卵石、河砂這類自然資源越來越緊缺，從而也造成其價格越來越高，大宗工業(yè)固體廢棄物在建筑材料中的利用既具有經(jīng)濟(jì)效益，更會產(chǎn)生較大的環(huán)境效益和社會效益。

堿激發(fā)膠凝材料是采用天然礦物或具有水硬活性礦物以硅氧四面體與鋁氧四面體聚合而成的具有非晶態(tài)和準(zhǔn)晶態(tài)特征的三維網(wǎng)絡(luò)凝膠體，在化學(xué)成分上類似于沸石。堿激發(fā)膠凝材料制備過程中不經(jīng)歷高溫煅燒，其生產(chǎn)能耗低，僅為水泥生產(chǎn)能耗的30％，因此具有顯著的資源能源消耗低、環(huán)境負(fù)荷地等有點，同時堿激發(fā)膠凝材料還具有耐久性好、抗?jié)B性強、早強快硬等優(yōu)越的性能，在建筑材料中有廣闊的應(yīng)用前景。

目前粉煤灰、粒化高爐礦渣微粉作為摻和料被廣泛應(yīng)用于水泥及混凝土中，這主要是由于粉煤灰、粒化高爐礦渣微粉的加入能夠提高水泥及混凝土的性能，同時符合國家低碳、綠色的環(huán)保趨勢，但是粉煤灰、粒化高爐礦渣微粉僅僅是作為摻和料被應(yīng)用于建筑材料中，并沒有獲得高附加值/高摻量的利用。目前也有很多利用粉煤灰、粒化高爐礦渣微粉制備堿激發(fā)膠凝材料，但是這類材料最大的缺點在工作性能、力學(xué)性能以及收縮性能等難以兼顧。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種利用多種工業(yè)固體廢棄物制備的快硬早強混凝土，以改善其工作性能、力學(xué)性能以及收縮性能。本發(fā)明提供的快硬早強混凝土是利用尾礦廢石、鐵尾礦砂、粉煤灰、粒化高爐礦渣微粉、鋼渣微粉這五種大宗工業(yè)固體廢棄物為主要原料制備的，提升了原料高附加值和高摻量的利用價值。本發(fā)明將尾礦廢石、鐵尾礦砂、粉煤灰、粒化高爐礦渣微粉、鋼渣粉等大宗工業(yè)固體廢棄物充分利用，得到性能優(yōu)異的快硬早強混凝土，不僅制備出性能優(yōu)異的建筑材料，更重要的是消納了多種固體廢棄物，實現(xiàn)了固體廢棄物再利用。

具體而言，實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下：

一種利用多種工業(yè)固體廢棄物制備的快硬早強混凝土，以重量份計其原料包括：尾礦廢石35-45份、鐵尾礦砂30-40份、粉煤灰4-10份、粒化高爐礦渣微粉4-10份、鋼渣微粉1-2份；其中，所述快硬早強混凝土中還含有以下重量含量的組分：氫氧化鈉0.15％-0.30％、水玻璃(Na₂O·nSiO₂，n為2.3)3％-6％、緩凝劑0.4％-0.6％、減水劑0.05％-0.10％、水4.5％-5.5％

優(yōu)選地，所述利用多種工業(yè)固體廢棄物制備的快硬早強混凝土，以重量份計其原料包括：尾礦廢石40-45份、鐵尾礦砂30-36份、粉煤灰5-8份、粒化高爐礦渣微粉5-8份、鋼渣微粉1.5-2.0份；其中，所述快硬早強混凝土中還含有以下重量含量的組分：氫氧化鈉0.15％-0.20％、水玻璃(Na₂O·nSiO₂，n為2.3)4％-5％、緩凝劑0.45％-0.50％、減水劑0.06％-0.08％、水4.5％-5.0％。