[發明專利]一種應用于混凝土制備的CMA的制取方法

在審

• 申請號: 202010424357.8
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111574089A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 陳新孝;袁遠;龍萬鵬
• 申請（專利權）人: 西京學院
• 主分類號: C04B20/04
• 分類號: C04B20/04;C04B20/02;C04B7/28;C04B7/38;C04B7/44;C04B18/10
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 楊曄

一種應用于混凝土制備的CMA的制取方法，主要針對通過收集得到的CMA進行收集晾曬、初步篩分、固定燃燒條件下對CMA進行二次加溫處理，并對二次處理的CMA再次進行過篩，獲得用于混凝土制備的CMA的最佳顆粒，所制備的CMA可直接作為外摻量，或者作為替代部分水泥制作混凝土，具有操作簡單、節能環保、所制取的CMA強度高成本低，適合工業化生產的優點。

技術領域

本發明屬于新型混凝土材料及環境工程技術領域，具體涉及一種應用于混凝土制備的CMA的制取方法。

背景技術

隨著全球能源危機和環境保護問題的日益突出，利用生物質灰替代部分水泥制作綠色混凝土是近年來研究的重點領域之一。已有的研究結果表明，生物質灰可用于制作混凝土材料和混凝土制品的生產，這為生物質灰的工程應用提供了廣闊的前景。牛糞是一種來源廣泛，且產量巨大的畜牧業廢棄物，如國內外大規模的奶牛養殖場所產生的牛糞，以及在我國西部和北部邊遠的藏區、牧區，牧民將牛糞曬干后作為燃料是日常生活的必需品。牛糞燃燒后產生的牛糞灰，本發明簡稱CMA(Cattle Manure Ash)每年產量巨大。據統計，2017年我國牛存欄數為10008.5萬頭，每年產生的CMA(牛糞灰)約計0.397億噸(全國粉煤灰產量約為6.0億噸)。研究發現，CMA是具有火山灰的活性性質，可用于水泥和混凝土的生產。相比較于其他生物質灰，CMA雜質少、質純，且不含有毒有害成分，當用作添加料替代部分水泥時，其性能參數、處理手段等均要優于其他生物質灰。CMA的工程應用不但能實現廢物利用，降低水泥用量，解決生產水泥時所帶來的環境問題，達到綠色環保的目的，而且CMA混凝土的強度有保證。

混凝土產品除了要有強度、耐久性等指標要求的同時，也要求新拌混凝土具有良好的和易性。目前有關CMA對混凝土拌合物的和易性影響的研究尚不深入。主要是CMA顆粒從形態上呈現為絮狀，明顯不同于水泥和粉煤灰的顆粒形態，CMA的這種顆粒形態必然對混凝土制作產生影響，但迄今有關這方面的研究還尚未開展。另一方面，目前國內外對于生物質灰的制取還沒有相應的標準，對生物質灰進行性質分析時，一般采用的是煤質分析的標準，制灰溫度較高，而生物質中的無機元素在高溫下易揮發，進而造成灰分性質的不穩定。由于國內外關于灰化溫度對CMA相關特性影響的研究較少，需要系統深入地研究灰化溫度對CMA各方面特性的影響，以達到準確確定CMA物理化學性質的目的。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種應用于混凝土制備的CMA的制取方法，能夠采用CMA替代部分水泥制作混凝土時，達到其性能參數、處理手段等最優化，CMA的工程應用可以實現廢棄物資源的再利用，降低水泥用量，解決生產水泥時所帶來的環境問題，具有工藝規范、生產成本低及綠色環保等優點。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種應用于混凝土制備的CMA的制取方法，包括以下具體步驟：

步驟一：對CMA進行收集晾曬，使其含水量降低至6％以下，以便初步篩分；

步驟二：將晾曬好的CMA用20-30目的過篩進行初步過篩，剔除雜質和未燃燒盡的CMA較大顆粒，選用顆粒直徑0.613mm以下的顆粒；

步驟三：在馬弗爐中將初步過篩后的CMA鋪設均勻，在500℃-800℃溫度條件下對CMA進行加溫處理，首先預加溫10-15分鐘，恒溫1.5-2小時，而后停止加溫，自然冷卻，打開爐門，收集CMA；

步驟四：用20-30目的過篩將步驟三中收集的CMA再次進行過篩，除去由于加溫所產生的結塊顆粒，選用顆粒直徑0.613mm以下的顆粒即可得到用于混凝土制備的CMA。

步驟一所述收集晾曬的CMA，是用牛糞作為燃料燃燒后的產物，不夾雜其它生物質成分。

步驟三使用的馬弗爐在工業化生產時可由大型工業燃燒爐替代。

本發明的有益效果：