硅酸钠激发粉煤灰混凝土循环利用方法技术

技术编号:11119447 阅读:179 留言:0更新日期:2015-03-07 00:54
硅酸钠激发粉煤灰混凝土循环利用方法,首先通过配料计算得到除去烧失量和水分之外化学成分与粉煤灰化学成分相近的粗骨料和细骨料配比,然后使用该配比的骨料与碱激发剂硅酸钠共同混合均匀后制备碱激发胶凝材料混凝土,等到混凝土服役结束后,再将其在1450-1500℃下煅烧,水淬,即再次得到有活性的胶凝材料,从而实现了粉煤灰和粗、细骨料中的有用成分的循环利用,本发明专利技术实现了碱激发混凝土的重复利用,可以节约石灰石资源,具有显著的经济性和可操作性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑垃圾资源化利用领域,特别涉及一种预先设计混凝土配比再通过 二次煅烧循环利用硅酸钠碱激发粉煤灰混凝土的方法。
技术介绍
碱激发胶凝材料是一种硅铝基水硬性胶凝材料,通过碱激发过程产生胶凝性能。 碱激发胶凝材料是以固体废弃物为原料,对环境无副作用,是最具发展潜力的绿色胶凝材 料之一。而传统的硅酸盐水泥的生产由于要以石灰石为主要原料煅烧水泥熟料,存在着环 境污染、生态破坏、能源浪费、资源枯竭等一系列问题。因此碱激发胶凝材料是一种理想的 传统硅酸盐水泥的替代材料。但是用碱激发胶凝材料制备的混凝土在其服役结束后,仍然 会产生大量的建筑垃圾,成为阻碍城市建设的代谢物。因此,碱激发胶凝材料混凝土的循 环利用是影响其工程化应用一个因素。
技术实现思路
在这样背景下,本技术通过在配制混凝土阶段,调整砂子、石子和粉煤灰的比例, 最终要求所得混凝土整体化学成分中除了烧失量和水分之外,与粒化高炉矿渣成分相似或 接近。在该混凝土破坏后,将其在1450-1550°c下煅烧,水淬冷却,所得产物即为具有一定活 性的胶凝材料,从而实现了硅酸钠激发粉煤灰混凝土的重复利用。本专利技术具有节能环保,控 制方便,便于工业化应用的特点。 为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是: ,包括: 步骤一,测定混凝土用细骨料、粗骨料和粉煤灰的化学成分,并通过配料计 算,不计入水分和烧失量的情况下,使得粗、细骨料和粉煤灰三种固体混合料中的 (CaO+MgO) : (Si02+Al203)大于1且小于1. 5,确定混凝土粗骨料、细骨料和粉煤灰的质量比 例; 步骤二,符合步骤一中化学组成的粗、细骨料和磨细粉煤灰,与碱激发剂硅酸钠共 同混合均匀后加入适量的水和减水剂制备碱激发胶凝材料混凝土; 步骤三,该混凝土在服役结束后,将其破碎、粉磨为粒径小于80微米的粉体,再将 其置于煅烧设备中在1450°C-1500°C下煅烧并快速冷却,煅烧后的材料再经过破碎、粉磨 至80微米以下,即可得到新的胶凝材料,粉煤灰和粗、细骨料中的有用成分从而得到重复 利用。 所述细骨料为砂子,粒径小于5_ ;所述粗骨料为石子,粒径大于5_。 如果石子与砂子的质量比例大于2. 0,则将部分石子破碎成为机制砂,以确保粗骨 料和细骨料质量比例介于1. 5-2. 0之间。 本技术提供了一种可以使用硅酸钠激发粉煤灰混凝土建筑垃圾二次生产胶凝材 料的方法。使用本技术实现了硅酸钠激发粉煤灰混凝土的重复利用,可以节约天然资源。同 时,上述工艺在混凝土配制,废弃混凝土破碎、粉磨,二次煅烧等方面都是成熟的技术,具有 显著的经济性和可操作性。 【附图说明】 图1是本专利技术试验配比原料在五元相图中所处的位置示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。 本专利技术,首先测定配制混凝土所用砂子 (即细骨料)、石子(即粗骨料)和粉煤灰的化学成分,常规情况下,其成分(质量百分数) 指标如下: 砂子:1-2 % 的烧失量,2-5 % 的Ca0,60-80 % 的Si02,10-15 % 的Al203, 2-4 % 的 Fe203,0-2 % 的MgO, 1-6 % 的R20,和余量杂质; 石子:20-35%的烧失量,30-40%的〇30,10-20%的5丨02,1-3%的六1 203,0-2%的 Fe203, 2-18 % 的MgO, 0-1. 5 % 的R20,和余量杂质; 粉煤灰:1-5%的烧失量,1-10%的〇&0,38-56%的5丨02,23-38%的六1203, 2-6%的 Fe203, 0? 5-4 % 的MgO, 0-2 % 的R20,和余量杂质。 本实施例中,具体选择参数见表1所示,根据表1中的化学成分,计算出石子、砂 子、粉煤灰之间的配比为3.6:0.4:1。该配比下,混凝土中除去水分和烧失量之外其化学成 分均落入图1中方框位置。图1中A代表矿渣化学成分,B代表试验样品成分。可以看出, 该成分与粒化高炉矿渣成分相近,通过熔融,水淬可以得到一定活性的胶凝材料。 表1混凝土原料化学成分(质量百分数) 本文档来自技高网...

【技术保护点】
硅酸钠激发粉煤灰混凝土循环利用方法,其特征在于,包括:步骤一,测定混凝土用细骨料、粗骨料和碱激发所用粉煤灰的化学成分,并通过配料计算,不计入水分和烧失量的情况下,使得粗、细骨料和粉煤灰三种固体混合料中的(CaO+MgO):(SiO2+Al2O3)大于1且小于1.5,确定混凝土粗骨料、细骨料和粉煤灰的质量比例;步骤二,符合步骤一中化学组成的粗、细骨料和粉煤灰,与碱激发剂硅酸钠共同混合均匀后制备碱激发胶凝材料混凝土;步骤三,该混凝土在服役结束后,将其破碎、粉磨为粒径小于80微米的粉体,再将其置于煅烧设备中在1450℃‑1500℃下煅烧并快速冷却,煅烧后的材料再经过破碎、粉磨至80微米以下,即可得到新的胶凝材料,粉煤灰和粗、细骨料中的有用成分从而得到重复利用。

【技术特征摘要】
1. 硅酸钠激发粉煤灰混凝土循环利用方法,其特征在于,包括: 步骤一,测定混凝土用细骨料、粗骨料和碱激发所用粉煤灰的化学成分,并通过配 料计算,不计入水分和烧失量的情况下,使得粗、细骨料和粉煤灰三种固体混合料中的 (CaO+MgO) : (Si02+Al203)大于1且小于1. 5,确定混凝土粗骨料、细骨料和粉煤灰的质量比 例; 步骤二,符合步骤一中化学组成的粗、细骨料和粉煤灰,与碱激发剂硅酸钠共同混合均 匀后制备碱激发胶凝材料混凝土; 步骤三,该混凝土在服役结束后,将其破碎、粉磨为粒径小于80微米的粉体,再将其置 于煅烧设备中在1450°C -1500°C下煅烧并快速冷却,煅烧后的材料再经过破碎、粉磨至80 微米以下,即可得到新的胶凝材料,粉煤灰和粗、细骨料中的有用成分从而得到重复利用。2. 根据权利要求1所述的硅酸钠激发粉煤灰混凝土循环利用方法,其特征在于,所述 细骨料为砂子,粒径小于5mm ;所述粗骨料为石子,粒径大于5_。3. 根据权利要求2所述的硅酸钠激发粉煤灰混凝土循环利用方法,其特征在于,如果 石子与砂子的质量比例大于2. 0,则将部分石子破碎成为机制砂,以确保粗骨料和细骨料质 量比例介于1.5-2. 0之间。4. 根据权利要求2所述的硅酸钠激发粉煤灰混凝土循环利用方法,其特征在于,所述 砂子、石子和粉煤灰的化学成分(质量百分数)如下: 砂子:1-2 % 的烧失量,2-5 % 的 CaO, 60-80 % 的 Si02,10-15 % 的 A1203, 2-4 % 的 Fe203, 0-2 %的MgO, 1-6 %的R20,和余量杂质; 石子:20-35 % 的烧失量,30-40 % 的 CaO, 10-20 % 的 Si...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋强李婷徐德龙李辉张肖艳朱建辉王储
申请(专利权)人:西安建筑科技大学
类型:发明
国别省市:陕西;61

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