一种惰性混凝土废浆固化体材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种惰性混凝土废浆固化体材料及其制备方法。本发明专利技术中，二级粉煤灰和S95级矿渣是活性原料，是被激发原料；激发剂是无水碳酸钠粉末和五水偏硅酸钠粉末，碱激发剂在含水废浆中溶解并激发被激发原料的活性，从而发展强度形成固化体，而经均质化处理的混凝土废浆作为辅助原料，其内在颗粒可以均匀填充于固化体中的孔，从而实现混凝土废浆的无害化处置。同时，本发明专利技术对混凝土废浆的固化效果相比于传统水泥材料更加优良，固化体材料的孔隙率低、微观结构更密实、力学强度高且高温稳定性能较优。

【技术实现步骤摘要】
一种惰性混凝土废浆固化体材料及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料
，尤其涉及一种惰性混凝土废浆固化体材料及其制备方法。
技术介绍
惰性混凝土废浆主要产自商品混凝土搅拌站中，是由废弃混凝土浆体经循环再生系统（砂石分离和沉淀池过滤），堆积在沉淀池底部的一种高碱性、高含水颗粒型废弃物，主要成分包括水、细集料（细砂、砂石集料中的硅铝酸盐矿物，例如云母类矿物等杂质）、水泥水化产物、矿物掺合料（粉煤灰、矿渣等）以及少部分粗集料（卵石、碎石），成分来源复杂。废浆碱性一般在11.5~12.5，由于长期存储在高碱性的含水沉淀池中，此类废浆的可反应活性较低（活性指数<60%），难以有效再生利用，尽管部分混凝土搅拌厂站可做到“零排放”，但仍有部分厂站将其从沉淀池挖出后运往填埋场进行堆埋，造成了资源的浪费和环境的污染。目前，除堆埋外，对惰性混凝土废浆的处理手段主要是将其再生用于水泥混凝土结构（集料和水泥的取代品）：（1）将混凝土废浆风干（烘干）、破碎、过筛用作混凝土结中构粗、细骨料的替代品，但由于其成分复杂、品质低、强度低、孔隙率高，会劣化成型得到混凝土的流动性能、力学性能和耐久性能，且可替代率较低（<30%）、废浆的预处理“费时费能”。对于部分刚产出的新鲜、尚存在反应活性的混凝土废浆（活性指数>70%），可降级使用在一些次要的、非结构性的水泥混凝土材料中或结合碳化技术制备新型混凝土制品等，但这并非本专利技术所针对的废浆类型。（2）将混凝土废浆风干（烘干）、研磨至一定细度后，用于替代水泥和粉煤灰作为胶凝材料用于普通混凝土结构，但同样存在预处理能耗高（研磨细度要求高，一般认为细度越高，可反应活性越高），取代率较低等问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种惰性混凝土废浆固化体材料及其制备方法，本专利技术提供的惰性混凝土废浆固化体材料有效利用了废弃资源惰性混凝土废浆液，且得到的惰性混凝土废浆固化体材料的力学性能和高温稳定性能相比于相同配合比下的水泥材料均较优。本专利技术提供了一种惰性混凝土废浆固化体材料的制备方法，包括以下步骤：A）将惰性混凝土废浆液进行均质化处理；B）将步骤A）处理后的浆液、二级粉煤灰、S95级矿渣粉、无水碳酸钠粉末和五水偏硅酸钠粉末搅拌混合，得到混合浆体；C）将所述混合浆体成型，得到惰性混凝土废浆固化体材料。优选的，所述惰性混凝土废浆液的浓度为40wt%~60wt%；惰性混凝土废浆液的pH值为11.5~12.5；惰性混凝土废浆的28d活性指数为50%~60%。优选的，所述均质化处理为涡旋均质化处理；均质化处理后的混凝土废浆液的D50为3~5μm。优选的，所述均质化处理包括：将混凝土废浆液在不低于20℃、转速频率为35~45Hz的条件下搅拌45~60min。优选的，所述二级粉煤灰的D50<23μm，活性指数在70%~75%；所述S95级矿渣粉的D50<16μm，活性指数在95%~98%；所述二级粉煤灰和S95级矿渣粉的质量比为2~5：5~8；所述无水碳酸钠粉末和五水偏硅酸钠粉末的质量比为1~2：0.5~1.5。优选的，所述无水碳酸钠粉末和五水偏硅酸钠粉末的总质量与所述二级粉煤灰和S95矿渣粉的总质量比为15~25：100。优选的，所述惰性混凝土废浆液的质量与所述二级粉煤灰和S95矿渣粉的总质量比为0.5~1.5：0.5~1.5。优选的，步骤B）中，搅拌混合的转速频率为40~45Hz。优选的，步骤C）中，所述成型后，还包括：自然养护；所述自然养护的温度为20~30℃。本专利技术还提供了一种上文所述的制备方法制得惰性混凝土废浆固化体材料。本专利技术提供了一种惰性混凝土废浆固化体材料的制备方法，包括以下步骤：A）将惰性混凝土废浆液进行均质化处理；B）将步骤A）处理后的浆液、二级粉煤灰、S95级矿渣粉、无水碳酸钠粉末和五水偏硅酸钠粉末搅拌混合，得到混合浆体；C）将所述混合浆体成型，得到惰性混凝土废浆固化体材料。本专利技术中，二级粉煤灰和S95级矿渣是活性原料，是被激发原料；激发剂是无水碳酸钠粉末和五水偏硅酸钠粉末，碱激发剂在含水废浆中溶解并激发被激发原料的活性，从而发展强度形成固化体，而经均质化处理的混凝土废浆作为辅助原料，其内在颗粒可以均匀填充于固化体中的孔，从而实现混凝土废浆的无害化处置。同时，本专利技术对混凝土废浆的固化效果相比于传统水泥材料更加优良，固化体材料的孔隙率低、微观结构更密实、力学强度高且高温稳定性能较优。附图说明图1为本专利技术实施例1的惰性混凝土废浆液的XRD图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种惰性混凝土废浆固化体材料的制备方法，包括以下步骤：A）将惰性混凝土废浆液进行均质化处理；B）将步骤A）处理后的浆液、二级粉煤灰、S95级矿渣粉、无水碳酸钠粉末和五水偏硅酸钠粉末搅拌混合，得到混合浆体；C）将所述混合浆体成型，得到惰性混凝土废浆固化体材料。惰性混凝土废浆液主要来源于商品混凝土搅拌站，是由废弃混凝土浆体经砂石分离和沉淀池过滤，堆积在沉淀池底部的一种高含水颗粒型废弃物。惰性混凝土废浆包括水、细集料、水泥水化产物、矿物掺合料和粗集料。细集料包括细砂和硅铝酸盐矿物。矿物掺合料包括少部分低反应活性的粉煤灰和矿渣颗粒。粗集料包括卵石和碎石。在本专利技术的某些实施例中，所述惰性混凝土废浆液的浓度为40wt%~60wt%。在某些实施例中，所述惰性混凝土废浆液的浓度为50wt%。对于含水率较高的惰性混凝土废浆液，可以先进行自然风干处理，当所述惰性混凝土废浆液的浓度满足40wt%~60wt%时，进行均质化处理。在本专利技术的某些实施例中，惰性混凝土废浆液的pH值为11.5~12.5。在某些实施例中，惰性混凝土废浆液的pH值为12.0。在本专利技术的某些实施例中，惰性混凝土废浆液的D50<20μm，D10<5.4μm，D90<62.4μm。在某些实施例中，惰性混凝土废浆液的D50为19.271μm，D10为5.362μm，D90为62.319μm。在本专利技术的某些实施例中，惰性混凝土废浆液的28d活性指数为50%~60%（依据GB/T17671标准测定得到）。在某些实施例中，惰性混凝土废浆液的28d活性指数为55%。在本专利技术的某些实施例中，所述均质化处理为涡旋均质化处理。在本专利技术的某些实施例中，所述均质化处理包括：将惰性混凝土废浆液在不低于20℃、转速频率为35~45Hz的条件下搅拌45~60min。均质化处理可以使得惰性混凝土废浆液充分分散本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种惰性混凝土废浆固化体材料的制备方法，包括以下步骤：/nA）将惰性混凝土废浆液进行均质化处理；/nB）将步骤A）处理后的浆液、二级粉煤灰、S95级矿渣粉、无水碳酸钠粉末和五水偏硅酸钠粉末搅拌混合，得到混合浆体；/n所述无水碳酸钠粉末和五水偏硅酸钠粉末的总质量与所述二级粉煤灰和S95矿渣粉的总质量比为15~25：100；/n所述惰性混凝土废浆液的质量与所述二级粉煤灰和S95矿渣粉的总质量比为0.5~1.5：0.5~1.5；/nC）将所述混合浆体成型，得到惰性混凝土废浆固化体材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种惰性混凝土废浆固化体材料的制备方法，包括以下步骤：
A）将惰性混凝土废浆液进行均质化处理；
B）将步骤A）处理后的浆液、二级粉煤灰、S95级矿渣粉、无水碳酸钠粉末和五水偏硅酸钠粉末搅拌混合，得到混合浆体；
所述无水碳酸钠粉末和五水偏硅酸钠粉末的总质量与所述二级粉煤灰和S95矿渣粉的总质量比为15~25：100；
所述惰性混凝土废浆液的质量与所述二级粉煤灰和S95矿渣粉的总质量比为0.5~1.5：0.5~1.5；
C）将所述混合浆体成型，得到惰性混凝土废浆固化体材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述惰性混凝土废浆液的浓度为40wt%~60wt%；
惰性混凝土废浆液的pH值为11.5~12.5；
惰性混凝土废浆的28d活性指数为50%~60%。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述均质化处理为涡旋均质化处理；均质化处理后的混凝土废浆液的D50为3~5μm。

【专利技术属性】
技术研发人员：高英力，段开瑞，曹韩硕，廖美捷，孟浩，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43