一种全固废型碱激发混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种全固废型碱激发混凝土及其制备方法，混凝土包括粉体A、碱性激发剂A、粉体B和碱性激发剂B；粉体A选自富含硅铝钙的工业固体废弃物，粉体A中10％≤钙含量＜50％，50％≤硅铝含量＜100％，硅铝摩尔比值为2.0～3.5，玻璃体含量超过50％；粉体B选自富含硅铝钙的工业固体废弃物，粉体B中0＜钙含量＜10％，75％≤硅铝含量＜100％，硅铝摩尔比值1.5～4.0，玻璃体含量超过50％；碱性激发剂A和B分别包括不同质量比的碱金属硅酸盐、碱性氢氧化物和水。全固废型碱激发混凝土的强度为43.28～58.74MPa。

A kind of all solid waste alkali activated concrete and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种全固废型碱激发混凝土及其制备方法
本专利技术属于建筑材料
，尤其涉及一种全固废型碱激发混凝土及其制备方法。
技术介绍
碱激发胶凝材料(AAM)是由一种或多种富含铝硅钙的氧化物组成的矿物组分与一种或多种激发剂组成的一种无机胶凝材料。与OPC相比，AAM生产具有更低的CO2排放和更低的能量消耗，同时AAM具有耐酸和化学侵蚀、耐高温防火、低导热系数、低渗透性及在特定条件下速凝早强等特点。碱激发混凝土是在胶凝材料基础上添加砂石骨料形成的，可以按以下两种方式制备，矿物组分和激发剂可以作为干胶凝材料预混合，然后将预混合的胶凝材料与水、砂、骨料和其他化学外加剂混合以获得碱激发砂浆或混凝土，或者激发剂作为水溶液单独加入矿物组分、砂、骨料等固体混合物中混合，以获得碱激发砂浆或混凝土。工业生产过程中排入环境的采矿废石、选矿尾矿、燃料废粉废渣、冶炼废渣及其他废物中含有大量的活性硅铝成分，如何将其充分利用，减轻对环境的压力，是亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种全固废型碱激发混凝土及其制备方法，该混凝土充分利用废料，且具有较高的强度。本专利技术提供了一种全固废型碱激发混凝土，包括粉体A、碱性激发剂A、粉体B和碱性激发剂B；以质量含量计，所述粉体选自富含硅铝钙的工业固体废弃物，所述粉体A中10％≤钙含量＜50％，50％≤硅铝含量＜100％，硅铝摩尔比值为2.0～3.5，玻璃体含量超过50％；所述粉体B选自富含硅铝钙的工业固体废弃物，所述粉体B中0＜钙含量＜10％，75％≤硅铝含量＜100％，硅铝摩尔比值1.5～4.0，玻璃体含量超过50％。所述碱性激发剂A包括质量比为48～88：4～14：1～42的碱金属硅酸盐、碱性氢氧化物和水；所述碱性激发剂B包括质量比为45～71：8～13：20～44的碱金属硅酸盐、碱性氢氧化物和水。优选地，所述粉体A和碱性激发剂A的质量比为56～78:22～44；所述粉体B和碱性激发剂B的质量比为48～71:29～52；所述粉体B的质量和所述粉体A和碱性激发剂A的总质量比为0.30～0.35:1。优选地，所述粉体A中12％≤钙含量＜41％；所述粉体B中2％≤钙含量＜4％。优选地，所述碱金属硅酸盐的模数为2.43～3.34；碱金属硅酸盐的波美度为40～50。优选地，所述碱性氢氧化物选自工业级氢氧化钠或工业级氢氧化钾。本专利技术提供了一种上述技术方案所述全固废型碱激发混凝土的制备方法，包括以下步骤：将粉体A和碱性激发剂A搅拌混合成球，静置13～18min，得到人工骨料；将所述人工骨料和粉体B混合搅拌20～60s后再加入碱性激发剂B，搅拌3～5min，浇铸成型覆膜密封，常温放置0～48h后再养护24～48h，得到全固废型碱激发混凝土。优选地，所述粉体A和碱性激发剂A的加入速率比为100～200g/min:29～168g/min；且碱性激发剂A先加完毕。优选地，所述碱性激发剂A采用连续滴入和雾化喷入结合的方式和粉体A混合搅拌。本专利技术提供了一种全固废型碱激发混凝土，包括粉体A、碱性激发剂A、粉体B和碱性激发剂B；所述粉体A选自富含硅铝钙的工业固体废弃物，以质量含量计，所述粉体A中10％≤钙含量＜50％，50％≤硅铝含量＜100％，硅铝摩尔比值为2.0～3.5，玻璃体含量超过50％；所述粉体B选自富含硅铝钙的工业固体废弃物，所述粉体B中0＜钙含量＜10％，75％≤硅铝含量＜100％，硅铝摩尔比值1.5～4.0，玻璃体含量超过50％；所述碱性激发剂A包括质量比为48～88：4～14：1～42的碱金属硅酸盐、碱性氢氧化物和水；所述碱性激发剂B包括质量比为45～71：8～13：20～44的碱金属硅酸盐、碱性氢氧化物和水。本专利技术采用高钙含量的固废粉体A和碱性激发剂A在上述用量下配置成人工骨料，再原位加入低钙含量的固废粉体B和碱性激发剂B，得到强度较高的全固废型碱激发混凝土。水泥所用的石灰石、黏土、铁矿粉及混凝土所用的砂石骨料都是天然资源，具有不可再生性，本专利技术充分利用上述资源的固体废弃物，减轻了对环保和资源的压力。实验结果表明：全固废型碱激发混凝土的强度为43.28～58.74MPa。附图说明图1为本专利技术制备全固废型碱激发混凝土的工艺流程图。具体实施方式本专利技术提供了一种全固废型碱激发混凝土，包括粉体A、碱性激发剂A、粉体B和碱性激发剂B；在本专利技术中，所述粉体A选自富含硅铝钙的工业固体废弃物，以质量含量计，所述粉体A中10％≤钙含量＜50％，50％≤硅铝含量＜100％，硅铝摩尔比值为2.0～3.5，玻璃体含量超过50％。所述粉体A选自高钙普通粉煤灰、高钙固硫灰、高炉矿渣、其他高钙冶金渣等工业固体废弃物一种或几种，必要时补充以硅灰、高铝粉煤灰、矿渣等为代表的硅源、铝源、钙源物质。优选地，所述粉体A中12％≤钙含量＜41％，具体实施例中，所述粉体A为钙含量为12.03％的高钙普通粉煤灰或钙含量为40.6％的S95高炉矿渣或钙含量为21.32％的高钙固硫灰或13.92％高钙的复合体系。在本专利技术中，所述粉体B选自富含硅铝钙的工业固体废弃物，以质量含量计，所述粉体B中0＜钙含量＜10％，优选为2＜钙含量≤7％，更优选为2＜钙含量≤4％；75％≤硅铝含量＜100％，硅铝摩尔比值1.5～4.0，玻璃体含量超过50％。所述粉体B优选选自低钙普通粉煤灰、低钙固硫灰、低钙冶金渣等工业固体废弃物的一种或多种，必要时补充以硅灰、高铝粉煤灰等为代表的硅源、铝源物质。具体实施例中，所述粉体B为钙含量2.48％的低钙普通粉煤灰；或钙含量3.49％的低钙固硫灰，或低钙普通粉煤灰和硅灰的复合体系，钙含量为2.28％。在本专利技术中，所述碱性激发剂A包括质量比为48～88：4～14：1～42的碱金属硅酸盐、碱性氢氧化物和水；所述碱性激发剂B包括质量比为45～71：8～13：20～44的碱金属硅酸盐、碱性氢氧化物和水。所述碱金属硅酸盐的模数优选为2.43～3.34；碱金属硅酸盐的波美度为40～50。在具体实施例中，所述碱金属硅酸盐为水玻璃；碱性激发剂A中水玻璃的模数为3.34；碱性激发剂B中水玻璃的模数为2.43。碱性激发剂A中碱金属硅酸盐、碱性氢氧化物和水的质量比具体为59.7:9.5:30.8，或59.7:7.5:32.8、或86.2:8.5:5.3、或73.2:12.4:14.4；碱性激发剂B中碱金属硅酸盐、碱性氢氧化物和水的质量比具体为52:8:40、或64.2:8.4:27.4、或52:8:40、或56:10.2:33.8。所述碱性激发剂B中有必要时添加减水剂；所述减水剂选自木质素磺酸盐和/或萘磺酸盐甲醛缩合物。在本专利技术中，所述碱性氢氧化物优选自工业级氢氧化钠或工业级氢氧化钾。在本专利技术中，所述粉体A和碱性激发剂A的质量比为56～78:22～44；所述粉体B和碱性激发剂B的质量比为48～71:29～52；所述粉体B的质量和所述粉体A和碱性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原位制备全固废型碱激发混凝土，包括粉体A、碱性激发剂A、粉体B和碱性激发剂B；/n以质量含量计，所述粉体A选自富含硅铝钙的工业固体废弃物，所述粉体A中10％≤钙含量＜50％，50％≤硅铝含量＜100％，硅铝摩尔比值为2.0～3.5，玻璃体含量超过50％；/n所述粉体B选自富含硅铝钙的工业固体废弃物，所述粉体B中0＜钙含量＜10％，75％≤硅铝含量＜100％，硅铝摩尔比值1.5～4.0，玻璃体含量超过50％；/n所述碱性激发剂A包括质量比为48～88：4～14：1～42的碱金属硅酸盐、碱性氢氧化物和水；/n所述碱性激发剂B包括质量比为45～71：8～13：20～44的碱金属硅酸盐、碱性氢氧化物和水。/n

【技术特征摘要】
1.一种原位制备全固废型碱激发混凝土，包括粉体A、碱性激发剂A、粉体B和碱性激发剂B；
以质量含量计，所述粉体A选自富含硅铝钙的工业固体废弃物，所述粉体A中10％≤钙含量＜50％，50％≤硅铝含量＜100％，硅铝摩尔比值为2.0～3.5，玻璃体含量超过50％；
所述粉体B选自富含硅铝钙的工业固体废弃物，所述粉体B中0＜钙含量＜10％，75％≤硅铝含量＜100％，硅铝摩尔比值1.5～4.0，玻璃体含量超过50％；
所述碱性激发剂A包括质量比为48～88：4～14：1～42的碱金属硅酸盐、碱性氢氧化物和水；
所述碱性激发剂B包括质量比为45～71：8～13：20～44的碱金属硅酸盐、碱性氢氧化物和水。


2.根据权利要求1所述的全固废型碱激发混凝土，其特征在于，所述粉体A和碱性激发剂A的质量比为56～78:22～44；所述粉体B和碱性激发剂B的质量比为48～71:29～52；所述粉体B的质量和所述粉体A和碱性激发剂A的总质量比为0.30～0.35:1。


3.根据权利要求1所述的全固废型碱激发混凝土，其特征在于，所述粉体A中12％≤钙含量＜41％；
所述粉体B中2％≤钙含量＜4％。

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【专利技术属性】
技术研发人员：李艳，王晋锋，范文磊，
申请(专利权)人：华电国际电力股份有限公司朔州热电分公司，华电电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14