[發明專利]一種環保膠凝材料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202010387846.0
• 申請日: 2020-05-09
• 公開（公告）號: CN111410445A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 吳建勛;王庶懋;黃濤;張樹文;楊永浩;姬廣祥;張永恒;騰俊洋
• 申請（專利權）人: 中國電力工程顧問集團華東電力設計院有限公司
• 主分類號: C04B7/26
• 分類號: C04B7/26;C04B28/00
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 王清

本發明具體涉及一種環保膠凝材料及其制備方法與應用，所述環保膠凝材料包括以下重量百分比組分：凝灰巖或凝灰熔巖60～80％、生石灰5～15％、粉煤灰15～30％、氫氧化鈉0～2％、脫硫石膏0～2％，所述凝灰巖或凝灰熔巖的主要成分為SiO₂、Al₂O₃和CaO，其中SiO₂和Al₂O₃的質量分數不低于75％，所述生石灰的主要成分為CaO，所述生石灰中CaO的質量分數不低于80％。本發明創新的選用在我國分布廣泛，價格低廉的火山凝灰巖(凝灰熔巖)作為改性垃圾土的主要原材料，并形成一套集配置、改性、制件和試驗為一體的完整技術體系，能夠綜合考慮不同工程對垃圾土強度需求的差異性、各地區垃圾土成分的差異性和天然改性材料的差異性，給出最合適的改性方案以及相應的改性后的垃圾土力學參數值。

技術領域

本發明屬于環保技術領域，具體涉及一種環保膠凝材料及其制備方法與應用。

背景技術

隨著現代化城市建設的迅速發展，城市生活垃圾的排放量也越來越多，由此產生的垃圾土堆積量也越來越大。一方面垃圾填埋廠的改、擴建等工程增多，另一方面，隨著城市規模不斷擴大，需在原有填埋廠上修筑建筑和道路。為了滿足上述工程的需要，就要通過室內試驗了解垃圾土的工程性質，必要時還需對垃圾土進行一定的改性，從而進一步開發和利用它。

傳統的垃圾土改性方法，以水泥作為主要的膠凝材料用于改性垃圾土，并輔以粉煤灰用于減少水泥的用量，使其與垃圾土混合，提高垃圾土的力學強度，以滿足工程需要。在正式施工前，對鉆取的垃圾土或改性后的垃圾土，直接按照土工試驗的方法，進行力學試驗，為相關工程提供建設、運營和安全評價參數；該方法有如下缺點：①隨著我國基建的大力發展，水泥價格持續上漲，即使輔以粉煤灰減少水泥用量，也只能略微降低改性成本；②水泥的制備過程復雜，且存在煅燒環節，不利于節能環保；③一般憑借經驗提出一個固定的水泥摻入量，缺乏科學合理的最優摻入依據。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺陷與不足，提供了一種環保膠凝材料及其制備方法與應用。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種環保膠凝材料，其包括以下重量百分比組分：凝灰巖或凝灰熔巖60～80％、生石灰5～15％、粉煤灰15～30％、氫氧化鈉0～2％、脫硫石膏0～2％，所述凝灰巖或凝灰熔巖的主要成分為SiO₂、Al₂O₃和CaO，其中SiO₂和Al₂O₃的質量分數不低于75％，所述生石灰的主要成分為CaO，所述生石灰中CaO的質量分數不低于80％。

凝灰巖或凝灰熔巖為火山凝灰巖或火山凝灰熔巖，是火山巖漿在噴發散落過程中溫度、壓力突變，然后在長期的自然搬運過程中逐漸形成的一類結晶良好的巖石，一般由粒度小于2mm的火山灰膠結而成。

一種環保膠凝材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)破碎、研磨：采用破碎和研磨工藝分別將凝灰巖或凝灰熔巖、生石灰、粉煤灰、氫氧化鈉和脫硫石膏加工成粉狀并過篩；

(2)成分分析：分別分析凝灰巖或凝灰熔巖中SiO₂、Al₂O₃和CaO的含量，以及生石灰中CaO的含量；

(3)配料：取凝灰巖或凝灰熔巖100份，生石灰A份，粉煤灰2A份，氫氧化鈉1份，脫硫石膏1份；其中A的計算公式如下：

式中A為生石灰的份數；和T_CaO分別為凝灰巖或凝灰熔巖中SiO₂、Al₂O₃和CaO的質量分數；W_CaO為生石灰中CaO的質量分數。