[發明專利]一種基于強度調控的堿激發甘蔗渣灰/礦渣低碳砂漿配合比設計方法

有效

• 申請號: 202110894529.2
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113742816B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 李靜;余康鋒;陶冶;陳正;余波;吳昌杰;陳犇;農喻媚;柯璐;莊恩德
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;C04B28/00;C04B7/28;C04B7/14
• 代理公司: 廣西南寧公平知識產權代理有限公司 45104
• 代理人: 黃永校

一種基于強度調控的堿激發甘蔗渣灰/礦渣低碳砂漿配合比設計方法，包括如下步驟：(1)制備不同原材料組成的堿激發甘蔗渣灰/礦渣低碳砂漿；(2)測試具有不同原材料組成的低碳砂漿強度；(3)建立基于原材料參數的低碳砂漿強度預測模型；(4)基于強度設計要求，計算原材料參數，確定低碳砂漿配合比。采用本發明能夠大幅度提升甘蔗渣灰的利用率，實現固體廢棄物資源化利用，無需煅燒處理與復摻水泥，顯著降低了二氧化碳排放量。同時，建立的砂漿強度與甘蔗渣灰占前驅體比例、氧化鈉物質的量、堿性激發劑中二氧化硅與氧化鈉物質的量的比值、水膠比、齡期的強度預測模型，其中前驅體由甘蔗渣灰與礦渣均化制得，該模型為工程實際應用提供了參考與預測。

技術領域

本發明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種基于強度調控的堿激發甘蔗渣灰/礦渣低碳砂漿配合比設計方法。

背景技術

廣西是甘蔗種植主要地區，其產量約占全國的68％，而甘蔗渣灰作為其工業副產品，其每年的堆置量高達900萬噸，嚴重影響了空氣質量與土壤環境，急需找到合適的方法對其加以利用。

利用甘蔗渣灰制備建筑材料是一種有效的固體廢棄物處置與利用方法。中國專利201910643837.0公開了一種甘蔗渣灰砂漿的制備方法，該申請將預處理后的甘蔗渣灰10-20份、砂100-300份、水30-55份、水泥100份、減水劑0-2份混合攪拌、澆筑、振搗、制得甘蔗渣灰砂漿制品，進一步采用標準固化養護得到甘蔗渣灰砂漿。中國專利202011314377.6公開了一種大摻量粉煤灰混凝土及其制備方法，該申請將預處理后的甘蔗渣灰10-20份、水泥100份、砂100-250份、碎石150-300份、水30-55份、減水劑0.5-2份混合攪拌、澆筑、振搗，制得甘蔗渣灰混凝土制品，兩種方法可提高材料強度和耐久性。然而，以上方法甘蔗渣灰用量較少，僅占膠凝材料比例9～17％，難以達到高效資源化利用甘蔗渣灰的目標，且需配合硅酸鹽水泥使用，其生產過程存在碳排放大、能源消耗大等問題。

此外，不同地區、不同工廠生產的甘蔗渣灰具有不同的化學組成、物相組成及反應活性，而已有的甘蔗渣灰砂漿配合比設計未考慮原材料物化性質的差異性，導致提出的配合比不具有普適性，難以根據當地實際情況生產出符合性能要求的砂漿。因此，有必要提出一種具有普適性的甘蔗渣灰砂漿配合比設計方法，從根本上實現并指導同類型砂漿的生產和應用。

發明內容

針對以上問題，本發明提出一種基于強度調控的堿激發甘蔗渣灰/礦渣低碳砂漿配合比設計方法。該方法建立了基于原材料參數的堿激發甘蔗渣灰/礦渣低碳砂漿強度預測模型，具有較好的普適性，可用于解決因原材料區域性差異大而導致配合比設計難的問題。同時，本發明提出的堿激發甘蔗渣灰/礦渣低碳砂漿還可充分資源化利用蔗渣灰，變廢為寶，制備過程無需高溫煅燒，能耗低，二氧化碳排放量少，有益于“碳達峰、碳中和”戰略目標的實現。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：提供一種基于強度調控的堿激發甘蔗渣灰/礦渣低碳砂漿配合比設計方法，包括如下步驟：

步驟1：制備不同原材料組成的堿激發甘蔗渣灰/礦渣低碳砂漿；

步驟2：測試具有不同原材料組成的低碳砂漿強度；

步驟3：建立基于原材料參數的低碳砂漿強度預測模型；

步驟4：基于強度設計要求，計算原材料參數，確定低碳砂漿配合比。

步驟1所述制備不同原材料組成的堿激發甘蔗渣灰/礦渣低碳砂漿包括如下步驟：前驅體的制備；堿性激發劑的配制；前驅體、激發劑和砂的拌合。具體步驟如下：

(1)前驅體的制備：分別稱取一定量粉磨后的甘蔗渣灰與礦渣，其中甘蔗渣灰的質量份數為225-450份，礦渣的質量份數為0-225份，置于容器A中，混合均勻制得所需前驅體；