[發明專利]一種高強度碳化人造骨料的制備方法

有效

• 申請號: 201911308691.0
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN110922145B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 劉云鵬;楊超;胡曙光;王發洲;朱明;劉志超;胡傳林
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B28/10
• 分類號: C04B28/10;C04B18/30;C04B40/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

本發明公開了一種高強度碳化人造骨料的制備方法，包含如下步驟：收集殘留混凝土進行壓濾得到濕廢渣，并將鋼渣進行破碎、烘干、粉磨得到鋼渣粉，然后將濕廢渣與鋼渣粉充分攪拌混合，得到混合料；然后將混合料投入圓盤造粒機中進行造粒，得到人造粗骨料坯體；將所得的人造粗骨料坯體養護之后再碳化既得。本發明所制備的高強度碳化人造骨料單顆粒強度高、吸水率低，完全符合高強度骨料的各種性能要求，能夠替代天然骨料作為混凝土的原料使用，大大減少了天然砂石骨料的使用和開采，能夠有效的保護礦山、節約自然資源，為混凝土建筑行業提供了一種可持續發展的生產方法，具有重要的意義。

技術領域

本發明屬于混凝土技術領域，涉及一種高強度人造骨料的制備方法。

背景技術

混凝土是由水泥、骨料、拌合水、礦物摻合料以及一些外加劑配制而成的。其中，骨料(主要包括一些砂、石)大約占混凝土總重的60％～70％。隨著礦山的過度開采，天然砂石骨料資源日益匱乏。尋找替代天然砂石骨料的人造骨料具有重要的意義。

攪拌站廢渣是預拌混凝土(攪拌站)行業運營和維護過程中產生的大宗固體廢棄物。每生產1立方米的混凝土平均會產生攪拌站廢渣0.04噸。這些廢渣如果處置不當，不僅會浪費很多人力、物力和財力，還會對環境造成很大的污染。攪拌站廢渣主要來源有由于各種原因返還給攪拌站的新拌混凝土、攪拌車內和生產試驗后的殘留混凝土、清洗混凝土攪拌車和控制粉塵產生的廢水廢渣等。將這些收集起來的大量的廢棄混凝土放入砂石分離機中進行清洗，將砂、石等骨料分離出來，剩余的混凝土漿體則進入三級沉淀系統，逐級沉淀后得到回收水和沉淀漿體，其中的漿體為濕廢渣。這些濕廢渣可塑性很強，將其進行攪拌處理，仍可具有漿體流動的性質；并且由于濕廢渣中有大部分未水化的水泥，還具有一定的水化與碳化活性。

鋼渣是煉鋼過程中產生的一種排放量巨大的工業固體廢棄物。鋼渣質地堅硬，且含有CaO、SiO₂等具有潛在火山灰反應活性的氧化物，但其中f-CaO和f-MgO含量較高，由于f-CaO和f-MgO在有水參與的情況下發生水化反應會生成Ca(OH)₂和Mg(OH)₂，發生體積膨脹，導致體積安定性不良。因此粗鋼渣不能直接用于混凝土的粗骨料。

大量焚燒化石能源和森林、植被的過度破壞以及工廠、汽車排放的尾氣使得大氣中的二氧化碳濃度越來越高。研發二氧化碳的捕捉和利用技術成為降低大氣中二氧化碳濃度的重要措施。如果能夠利用攪拌站廢渣的可塑性強的特性，結合鋼渣的高碳化活性，制備得到人造碳化骨料將具有很好的應用價值。

發明內容

基于以上現有技術的不足，本發明所解決的技術問題在于提供一種可替代天然骨料的人造骨料的制備方法，這種人造骨料充分利用了攪拌站廢渣可塑性強的特點，與磨細鋼渣粉充分混合；利用攪拌站廢渣與鋼渣碳化活性強的特點，賦予人造骨料高強度；通過鋼渣磨細以及f-CaO和f-MgO碳化消耗，避免鋼渣安定性不良的風險；最后可充分利用溫室氣體CO₂進一步提高人造骨料的綠色化制造水平。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種高強度碳化人造骨料的制備方法，包含如下步驟：

(1)收集殘留混凝土進行壓濾得到濕廢渣，并將鋼渣進行破碎、烘干、粉磨得到鋼渣粉，然后將濕廢渣與鋼渣粉按濕廢渣與鋼渣粉質量比1：(0.5～1.5)的比例充分攪拌混合，得到混合料；

(2)將步驟(1)所得的混合料投入圓盤造粒機中進行造粒，得到人造粗骨料坯體；

(3)將步驟(2)所得的人造粗骨料坯體養護12-24h；

(4)將將步驟(3)養護之后的骨料顆粒碳化4-12h。

作為上述技術方案的優選，本發明提供的高強度碳化人造骨料的制備方法進一步包括下列技術特征的部分或全部：

作為上述技術方案的改進，所述步驟(1)中，壓濾后的混凝土廢渣含水率控制在50-80％。