一种生态轻质填料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种生态轻质填料及其制备方法；本发明专利技术生态轻质填料包括如下质量份数的原料制备得到：粉质土1‑65份、水泥9‑29份、粉煤灰23‑53份、苛化白泥3‑8份、减水剂0.01‑0.04份、水23‑39份、泡沫3‑5份。本发明专利技术采用“分级制备，二次混合”的方法，实现了粉质土、苛化白泥以及粉煤灰废物的充分再利用，部分替代了水泥，大幅度减少了水泥的用量，在保证填料一定力学性能条件下大幅度降低了成本；本发明专利技术制备方法简单，能够使各种原料充分分散，并使减水剂充分发挥作用，有效节约了工程成本。

A kind of ecological light filler and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种生态轻质填料及其制备方法
本专利技术涉及一种生态轻质填料及其制备方法，属于建筑材料

技术介绍
近些年来，我国基建事业以及工业的快速发展，同时也产生了大量建筑垃圾以及工业废料，由于缺少对这些废弃物的有效回收再利用措施，导致生态环境受到严重破坏。比如，我国作为一个制浆造纸的大国，造纸产生数量极其庞大的苛化白泥，现阶段苛化白泥的主要处理方法是焚烧和填埋，其对土地以及空气环境造成严重污染。作为我国三废之一的粉煤灰(主要氧化物组成为:SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等)，虽然可作为矿物掺合料掺加于硅酸盐水泥之中，但是由于粉煤灰活性较低，导致其在水泥中的利用率最高也仅为30％左右。如何充分有效地利用工业废料，减缓环境破坏成为当下亟需解决的重要问题。中国专利文献CN102336532A公开了一种以造纸废渣生产的高活性微粉或水泥及其制备方法，水泥各组份原料按质量配比为：苛化白泥3％-30％；污水处理废渣1％-10％；湿排粉煤灰10％-50％；高炉矿渣10％-50％；水泥熟料10-30％；石膏2％-5％；助磨剂0.14％；减水剂1％。该专利技术虽然实现了苛化白泥、污水处理废渣、湿排粉煤灰和高炉矿渣的再利用，但在制备过程中需要先对大量原料进行烘干、缺氧活化以及预热分解，耗能较高，制备工艺较为复杂。传统的气泡混合轻质土作为一种轻质填料，较为广泛的应用于道路加宽拓建工程，比如路基垂直填筑、软基处理等，对于一些作业受限路段和难以压实部位具有明显优势；其次，还作为结构填充墙广泛应用于房屋建筑领域。但是上述材料水泥用量较大，成本偏高；而水泥的大量生产使用，也会造成严重的粉尘以及烟尘污染问题，同时生产水泥还会排放大量二氧化碳，加速温室效应。为了解决上述问题，提出本专利技术。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种生态轻质填料及其制备方法。本专利技术以粉质土、苛化白泥、水泥、粉煤灰、减水剂等为原料，采用“分级制备，二次混合”的方法，实现了粉质土、苛化白泥以及粉煤灰废物的充分再利用，减少了水泥的用量，在保证填料一定力学性能条件下大幅度降低了成本；本专利技术制备方法简单，能够使各种原料充分分散，并使减水剂充分发挥作用，有效节约了工程成本。本专利技术的技术方案如下：一种生态轻质填料，包括如下质量份数的原料制备得到：粉质土1-65份、水泥9-29份、粉煤灰23-53份、苛化白泥3-8份、减水剂0.01-0.04份、水23-39份、泡沫3-5份。根据本专利技术优选的，所述生态轻质填料，包括如下质量份数的原料制备得到：粉质土10～30份，水泥10～22份、粉煤灰25～48份、苛化白泥3～8份、减水剂0.01-0.03份、水25-35份、泡沫3-5份。优选的，所述生态轻质填料，包括如下质量份数的原料制备得到：粉质土13～22份，水泥12～18份、粉煤灰30～33份、苛化白泥4～6份、减水剂0.01-0.03份、水25-30份、泡沫3-4份。根据本专利技术优选的，水泥、粉煤灰以及苛化白泥组成胶凝体系，粉质土的质量为胶凝体系的5～70％，粉煤灰的质量为胶凝体系的40％～77％，减水剂的质量为苛化白泥质量的0.3-0.5％。优选的，粉质土的质量为胶凝体系的20～50％，粉煤灰的质量为胶凝体系的50％～70％；进一步优选的，粉质土的质量为胶凝体系的24～45％，粉煤灰的质量为胶凝体系的55％～65％，减水剂的质量为苛化白泥质量的0.4％。根据本专利技术优选的，所述粉质土的密度为1.2～1.8g/cm3，塑性指数IP为5～18，平均粒径为0.2～0.23mm，粒径大于0.075mm、小于60mm的粗粒粉质土的质量含量为6～9％。所述粉质土具有以下特点：(1)粒径均一；(2)磨圆度高，颗粒较为光滑；(3)塑性指数较低。根据本专利技术，所述粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，主要氧化物组成为:SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。本专利技术所使用粉煤灰为二级粉煤灰或一级粉煤灰。根据本专利技术优选的，所述苛化白泥的含水量为30-50wt％，苛化白泥的粒径小于0.2mm，苛化白泥的pH为10-12。苛化白泥是化学制浆造纸碱回收过程中产生的副产品，具有以下特点：(1)以碳酸钙为主要成分的含水浆体，和普通石灰石相比，其SiO2含量较高；(2)颗粒比较小，一般小于0.20mm；(3)极易沉淀；(4)经过苛化反应形成的，其pH值高达10-12，属于高碱性物质。根据本专利技术优选的，所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂、萘磺酸盐减水剂、密胺系减水剂或氨基磺酸盐系高效减水剂。根据本专利技术优选的，泡沫密度为40-50kg/m3，泡沫泌水率小于等于20％。上述生态轻质填料的制备方法，包括步骤：(1)将粉质土和水搅拌混合均匀制备泥浆；(2)将水泥、粉煤灰、苛化白泥、减水剂和水搅拌混合均匀制备胶凝浆体；(3)将步骤(1)制备所得泥浆与步骤(2)制备所得胶凝浆体搅拌混合均匀，然后与泡沫再次混合均匀，即得生态轻质填料。根据本专利技术优选的，步骤(1)中，水的用量为粉质土质量的25％-37％，保证可以充分搅拌成浆。根据本专利技术，步骤(3)中，泡沫可按现有技术制备，即发泡剂水溶液通过发泡机制备得到泡沫；所述发泡剂为复合型水泥发泡剂，中性，不含有苯、甲醛等有害物质，可市购获得；发泡剂水溶液是发泡剂经水稀释制备得到，稀释倍数为40-60倍；发泡倍率为800-1200倍。根据本专利技术，所得生态轻质填料根据具体工程、结合相关规范检测其流动度，结果符合要求后即可进行现场浇筑施工或预制构件。本专利技术中水泥主要起到固化作用以及提供强度的作用。本专利技术苛化白泥的主要作用是：(1)充分利用工业废料，降低材料造价；(2)由于具有高碱性，可以作为粉煤灰的碱性激发剂，加速其内部的活性二氧化硅发生火山灰反应，并加速水泥水解；(3)由于苛化白泥颗粒、粉煤灰颗粒、水泥颗粒以及粉质土颗粒粒径大小均不同，可以形成连续级配，苛化白泥颗粒结合上述成分较好的起到形态填充的作用；(4)成核作用，使胶凝物质(即水泥和粉煤灰)吸附在苛化白泥颗粒周围，促进水泥、粉煤灰充分水化。本专利技术粉质土的主要作用是：(1)部分替代水泥，降低材料造价；(2)颗粒均匀，磨圆度高、塑性指数低，在拌和时可以起到顺滑作用，提高材料的和易性；(3)形态填充作用，提高工作性能；(4)充分利用工业废料。本专利技术粉煤灰的主要作用是：(1)部分替代水泥，降低工程造价；(2)利用粉煤灰的火山灰反应，保证后期强度；(3)合理利用工业废料。本专利技术首先利用了颗粒的形态填充作用，表面致密光滑的苛化白泥颗粒、粉煤灰颗粒、水泥颗粒在拌和时有很好的顺滑作用，可以有效提高胶凝体系的和易性；苛化白泥颗粒、粉煤灰颗粒、水泥颗粒以及粉质土颗粒的粒径大小均不同，可以形成连续级配，提高材料的密实程度。其次，利用苛化白泥的激发效应，利用苛化白泥的高碱性腐蚀粉煤灰表面的球状玻璃体，使其内部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生态轻质填料，其特征在于，包括如下质量份数的原料制备得到：粉质土1-65份、水泥9-29份、粉煤灰23-53份、苛化白泥3-8份、减水剂0.01-0.04份、水23-39份、泡沫3-5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种生态轻质填料，其特征在于，包括如下质量份数的原料制备得到：粉质土1-65份、水泥9-29份、粉煤灰23-53份、苛化白泥3-8份、减水剂0.01-0.04份、水23-39份、泡沫3-5份。


2.根据权利要求1所述生态轻质填料，其特征在于，包括如下质量份数的原料制备得到：粉质土10～30份，水泥10～22、粉煤灰25～48份、苛化白泥3～8份、减水剂0.01-0.03份、水25-35份、泡沫3-5份。


3.根据权利要求2所述生态轻质填料，其特征在于，所述生态轻质填料，包括如下质量份数的原料制备得到：粉质土13～22份，水泥12～18、粉煤灰30～33份、苛化白泥4～6份、减水剂0.01-0.03份、水25-30份、泡沫3-4份。


4.根据权利要求1所述生态轻质填料，其特征在于，水泥、粉煤灰以及苛化白泥组成胶凝体系，粉质土的质量为胶凝体系的5～70％，粉煤灰的质量为胶凝体系的40％～77％，减水剂的质量为苛化白泥质量的0.3-0.5％；
优选的，粉质土的质量为胶凝体系的20～50％，粉煤灰的质量为胶凝体系的50％～70％；进一步优选的，粉质土的质量为胶凝体系的24～45％，粉煤灰的质量为胶凝体系的55％～65％，减水剂的质量为苛化白泥质量的0.4％。

【专利技术属性】
技术研发人员：管延华，韩乐冰，葛智，于博翔，宋修广，孙仁娟，李一帆，曾佑真，陈一航，吕浩天，姜能栋，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37