一种废玻璃耐火高强混凝土的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种废玻璃耐火高强混凝土的制备方法，包括如下步骤：步骤1、对废玻璃、铝渣进行干法粉磨得到废玻璃颗粒、铝渣和废玻璃粉；步骤2、使用无水乙醇作为研磨介质对废玻璃粉进行湿磨处置，得到玻璃粉浆料；步骤3、对步骤2中的玻璃粉浆料进行水洗抽滤，得到超细废玻璃粉；步骤4、将步骤3中的超细废玻璃粉、水泥、废玻璃颗粒、铝渣、河砂、碎石、拌合用水、减水剂、缓凝剂进行混合搅拌得到耐火高强度混凝土。本发明专利技术选取固废为原材料进行制备，节能环保，超细玻璃粉能提升混凝土的力学性能，通过硅相和铝相的反应提升混凝土的耐火性能。

【技术实现步骤摘要】
一种废玻璃耐火高强混凝土的制备方法
本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种掺入废玻璃制备耐火高强度混凝土的方法。
技术介绍
20世纪初，耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展，出现了完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和耐火纤维。随着新能源技术的发展，具有耐高温、抗腐蚀、抗热振、耐火材料冲刷等综合优良性能的耐火材料得到了广泛应用。在高温工业的发展和技术进步的促进下，我国耐火材料工业迅速发展。耐火材料产量已多年居世界第一，但耐火材料整体的质量水平与国际先进水平相比差距较大。随着工业化进程的发展，在生产过程中产生了越来越多的固体废弃玻璃，约占全世界废弃垃圾总量的7％左右。就中国而言，每年所产生的固体废渣中就有约6％～11％为废弃玻璃。目前，我国在废弃玻璃处理方面通常都是采用填埋的方法，但由于玻璃成分中大部分都为二氧化硅，填埋后短时间内无法得到有效降解，因此填埋的处理方式不仅造成了环境的污染，还造成了土地资源的浪费。将废弃玻璃掺入到混凝土中，不仅解决了因填埋所导致的环境污染问题，而且还能减少水泥的使用量，进而降低经济成本。公开号为CN111908870A的专利公开了一种耐热耐火混凝土的制备方法，以花岗岩为耐火粗骨料，安山岩和玄武岩为耐火细骨料，加入矿粉、铝粉和硅粉等物质制备而成。该方法所制备的混凝土具有优异的耐热防火性能。但该制备工艺过于复杂，原材料种类繁多，且都需经过处理才能使用，限制了用于实际生产的可能性。公开号为CN103304247A的专利公开了氧化锆耐火材料及其制备工艺，以电熔单斜氧化锆、氧化镁、氧化钇、氧化钡和结合剂为原料，经过预烧制料，所有材料混合后再脱水、压模成型，最后经过烧制得到最终产物。该工艺制备的耐火材料具有优秀的热振性能和致密性。但该工艺在制备过程中对能源的消耗过大，且制备的耐火材料强度较低。公开号为CN101565321A的专利公开了一种生产镁橄榄石耐火材料的方法，以菱镁石尾矿、氧化镁、氧化硅为原料，经过烧制而成。该工艺制备方法简单，生产成本低。但所得到的耐火材料气孔率高达74％且强度不高，无法广泛使用。本专利的优势在于所用材料均为工业固废，生产成本低。用废玻璃粉和铝渣分别取代部分胶凝材料和细骨料，制备工艺简单，原材料易得，用湿磨超细化的方式处理废玻璃粉减小了能源的消耗，并且制备得到的混凝土具有优异的耐火性能和较高的强度，可在实际工程中应用推广。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：一种废玻璃耐火高强混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、将废玻璃、铝渣送入球磨机进行干法粉磨破碎，研磨3-15min，通过筛分得到2.3-3.0mm的废玻璃颗粒、铝渣和20-25μm废玻璃粉；步骤2、将上述干法粉磨得到的20-25μm的废玻璃粉和助磨剂按所需的比例进行混合，加入氧化锆介质的研磨球，装入反应釜中，通过行星式湿磨机进行湿磨，湿磨20-60min，磨机转速为350-400r/min，得到玻璃粉浆料；步骤3、抽滤操作，将步骤2得到的玻璃粉浆料在抽滤机上用清水抽滤2-3次，得到不含助磨剂的超细废玻璃粉；步骤4、按质量份数计，称取硅酸盐水泥14-20份、铝渣5-10份、废玻璃颗粒2-4份、超细废玻璃粉1-3份、河砂20-25份、碎石40-47份、拌合用水6-12份、减水剂0.4-1.0份、缓凝剂0.1-0.3份，混合后通过混凝土搅拌机搅拌均匀，得到掺入废玻璃的耐火高强度混凝土。所述步骤1中掺入的废玻璃为钠钙硅酸盐玻璃。所述步骤1中经过干磨的废玻璃颗粒和铝渣进行筛分后分开收取。所述步骤2湿磨工艺中使用的助磨剂为无水乙醇。无水乙醇表面张力较大，能使粒径研磨更细。所述步骤2中以无水乙醇为介质，经过湿磨后得到纳米级玻璃粉浆料，粒径级配在0.32-0.73μm左右。所述步骤1中研磨后粒径为2.3-3.0mm废玻璃颗粒和铝渣取代混凝土组分中的部分河砂，掺量分别为5％-15％和15％-25％所述步骤3中得到的超细废玻璃粉替代混凝土组分中的部分水泥，替代量为5％-15％。所述步骤4中水泥为普通硅酸盐水泥，型号为P·I52.5。所述步骤4中所用砂为天然河砂，粒径为2.3-3.0mm左右。所述步骤4中减水剂为聚羧酸类减水剂，缓凝剂为羟基羧酸类缓凝剂。本专利技术具有如下优点：1.通过湿磨方式处理废玻璃后，玻璃粉的粒径降低至纳米级别。将超细玻璃粉加入到混凝土中会优先形成初始晶核，产生很多成核位点，在水泥水化过程中诱导各类矿物离子向晶核迁移，同时水泥水化形成的C-S-H凝胶会吸附在在晶核表面，加快水化前期水化产物的成核生长，从而提升早期强度。2.纳米玻璃粉替代部分胶凝材料，能在保证工作性能的前提下，最大程度的提升混凝土的性能，强度和耐久性等。废玻璃粉和铝渣替代部分细骨料，在遇高温时，Si相和Al相反应生成莫来石，具有优异的耐火性能。3.随着湿磨时间的延长，玻璃粉的粒径在不断减小，当到达一定细度之后，玻璃粉会发生自水化。经过湿磨处理后激发了玻璃粉中各类矿物成份的活性，其中所含的一些碱性离子溶出生成Ca(OH)2等物质，营造出碱性环境，Ca(OH)2又与玻璃粉中的SiO2反应生成C-S-H凝胶，发生水化反应并放出热量。4.玻璃颗粒替代部分细骨料掺入到混凝土中，遇高温后混凝土中的玻璃颗粒首先变为熔融状态，经过流动填充于孔隙当中，当温度冷却后又从熔融状态硬化为固态。提升了混凝土的强度，使整个建筑结构在高温下不至于损坏。5.废玻璃中所含的Si相与铝渣中所含的Al相在高温下反应生成莫来石。化学式为3Al2O3-2SiO2，熔融温度约为1910℃，莫来石是一种优质的耐火原料，具有膨胀均匀、热震稳定性好、硬度大和抗化学腐蚀性好的特点。废玻璃和铝灰加入到混凝土中在高温下生成莫来石，可以显著提升混凝土的耐火性能和强度。具体实施方式下面通过实施例，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。对比例(实施例0)：普通混凝土的制备方法：按质量份数计，称取普通硅酸盐水泥20份、河砂30份、碎石42份、拌合用水8份、聚羧酸减水剂0.60份、缓凝剂0.15份。混合后通过混凝土搅拌机搅拌均匀，得到普通混凝土。实施例1：废玻璃耐火高强度混凝土的制备方法，包括以下步骤：步骤一:将废玻璃、铝渣送入球磨机进行干法粉磨破碎，研磨3-15min，通过筛分得到2.3-3.0mm的废玻璃颗粒、铝渣和20-25μm的废玻璃粉。步骤二:将上述干法粉磨得到的20-25μm的玻璃粉和无水乙醇按1∶2的比例进行混合，加入氧化锆介质的研磨球，装入反应釜中，通过行星式湿磨机进行湿磨，转速为400r/min，湿磨20min，得到玻璃粉浆料。步骤三：抽滤操作，将步骤二得到的玻璃粉浆料在抽滤机上用清水抽滤2-3次，得到不含无水乙醇的超细废玻璃粉，替代10％的水泥。步骤四：按质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废玻璃耐火高强混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1、将废玻璃、铝渣送入球磨机进行干法粉磨破碎，研磨3-15min，通过筛分得到2.3-3.0mm的废玻璃颗粒、铝渣和20-25μm废玻璃粉；/n步骤2、将上述干法粉磨得到的20-25μm的废玻璃粉和助磨剂按所需的比例进行混合，加入氧化锆介质的研磨球，装入反应釜中，通过行星式湿磨机进行湿磨，湿磨20-60min，磨机转速为350-400r/min，得到玻璃粉浆料；/n步骤3、抽滤操作，将步骤2得到的玻璃粉浆料在抽滤机上用清水抽滤2-3次，得到不含助磨剂的超细废玻璃粉；/n步骤4、按质量份数计，称取硅酸盐水泥14-20份、铝渣5-10份、废玻璃颗粒2-4份、超细废玻璃粉1-3份、河砂20-25份、碎石40-47份、拌合用水6-12份、减水剂0.4-1.0份、缓凝剂0.1-0.3份，混合后通过混凝土搅拌机搅拌均匀，得到掺入废玻璃的耐火高强度混凝土。/n

【技术特征摘要】
1.一种废玻璃耐火高强混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、将废玻璃、铝渣送入球磨机进行干法粉磨破碎，研磨3-15min，通过筛分得到2.3-3.0mm的废玻璃颗粒、铝渣和20-25μm废玻璃粉；
步骤2、将上述干法粉磨得到的20-25μm的废玻璃粉和助磨剂按所需的比例进行混合，加入氧化锆介质的研磨球，装入反应釜中，通过行星式湿磨机进行湿磨，湿磨20-60min，磨机转速为350-400r/min，得到玻璃粉浆料；
步骤3、抽滤操作，将步骤2得到的玻璃粉浆料在抽滤机上用清水抽滤2-3次，得到不含助磨剂的超细废玻璃粉；
步骤4、按质量份数计，称取硅酸盐水泥14-20份、铝渣5-10份、废玻璃颗粒2-4份、超细废玻璃粉1-3份、河砂20-25份、碎石40-47份、拌合用水6-12份、减水剂0.4-1.0份、缓凝剂0.1-0.3份，混合后通过混凝土搅拌机搅拌均匀，得到掺入废玻璃的耐火高强度混凝土。


2.如权利要求1所述的一种废玻璃耐火高强混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤1中掺入的废玻璃为钠钙硅酸盐玻璃。


3.如权利要求1所述的一种废玻璃耐火高强混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤1中经过干磨的废玻璃颗粒和铝渣进行筛分后分开收取。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：王迎斌，李阳，贺行洋，王文娜，李欣懋，熊光，李齐，徐立，杨杰，刘文志，秦景燕，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42