本发明专利技术提供了一种全煤矸石快硬早强混凝土及其制备方法，该全煤矸石快硬早强混凝土包括矿渣、粉煤灰、NaOH、水玻璃、水、煤矸石微粉、细煤矸石颗粒、粗煤矸石颗粒、减水剂。本发明专利技术运用先进胶结技术，以煤矸石粉等体积替代胶凝材料和激发剂，以粗细煤矸石颗粒全部替代混凝土砂石骨料，实现制备全煤矸石快硬早强混凝土，变废为宝，显著提升煤矸石经济价值，减轻乃至消除煤矿企业因煤矸石堆积而引发的安全、经济和社会问题，操作简单，成本低廉，在建材市场原料紧缺的背景下，具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种全煤矸石快硬早强混凝土及其制备方法
[0001]本专利技术涉及煤矸石综合利用领域，特别是涉及一种全煤矸石快硬早强混凝土及其制备方法。
技术介绍
[0002]煤矸石是煤矿开展产生的固体废弃物，一般占煤炭产量的15%左右，成为煤炭开采所排放的主要废渣。据统计，我国煤矸石的堆积量已超过40亿吨，并呈现逐年递增的趋势。总体上，煤矸石的堆积方式是露天存放，不仅占据了大量的土地资源，破坏了矿区内的生态环境，而且还造成了一定的污染，以及自然等安全问题发生。目前，煤矸石的综合利用方式主要是制砖和利用其残余热值发电。但是，上述利用方法一方面消纳煤矸石能力有限，另一方面未能实现煤矸石高值利用。
[0003]为此，本专利技术提出一种全煤矸石快硬早强混凝土的制备方法，采用碱激发矿渣混凝土体系，使用煤矸石微粉替代部分胶凝材料，包括矿渣和粉煤灰，使用煤矸石颗粒全替代砂石骨料，充分利用煤矸石资源，显著提升煤矸石经济价值，变废为宝，应用前景广阔。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提出一种全煤矸石快硬早强混凝土，采用碱激发矿渣混凝土体系，使用煤矸石微粉替代部分胶凝材料，包括矿渣和粉煤灰，使用煤矸石颗粒全替代砂石骨料，充分利用煤矸石资源。该专利技术可实现煤矸石充分利用，提高其经济价值，应用前景广阔。
[0005]本专利技术采取如下技术方案：本专利技术提供一种全煤矸石快硬早强混凝土，包括矿渣、粉煤灰、NaOH、水玻璃、水、煤矸石微粉、细煤矸石颗粒、粗煤矸石颗粒、减水剂；所述的全煤矸石快硬早强混凝土由以重量份计的下列原料组成：矿渣297~440份，粉煤灰59~68份，NaOH 20~76份，水玻璃43~120份，水122~283份，煤矸石微粉133~153份，细煤矸石颗粒762~1052份，粗煤矸石颗粒762~1052份，减水剂3~26份。
[0006]进一步地，所述矿渣为S95或S105级高炉矿渣微粉,所选矿渣粉可提供高活性硅铝体，达到高效激发。
[0007]进一步地，所述粉煤灰为200目以上粉煤灰，所选粉煤灰为市场普通粉煤灰细度，其活性高，强度发展好。
[0008]进一步地，所述激发剂中，NaOH为纯度高于90%的苛性碱，水玻璃为模数3.0~3.4的市售液体水玻璃，水为普通城市用水，利用水玻璃活性硅及其与NaOH组成的复合激发剂，可实现高效且快速激发矿渣，形成高量C-A-S-H产物，从而制备凝结快，强度高混凝土；进一步地，所述激发剂碱当量（Na2O，%）为3~15%，优选地，所述激发剂碱当量（Na2O，%）为8%。
[0009]进一步地，所述煤矸石为经选洗煤后产出的水洗煤矸石，其含碳量低，与水泥亲和力好，可获得强化界面，制备强度等级合格的喷射混凝土。
[0010]进一步地，所述煤矸石微粉为煤矸石经破碎后筛得的粒径小于75微米的煤矸石颗粒，其粒径较小且具有一定活性，可用于矿物掺合料。
[0011]进一步地，所述细煤矸石颗粒为煤矸石经破碎后筛得的粒径为75μm~4.75mm的煤矸石颗粒，用于混凝土细集料。
[0012]进一步地，所述粗煤矸石颗粒为煤矸石经破碎后筛得的粒径为4.75mm~10mm的煤矸石颗粒，用于混凝土粗骨料。
[0013]进一步地，所述减水剂为聚羧酸型减水剂，该类型减水剂为第三代高性能减水剂，减水效果优于其他类型减水剂。
[0014]所述的一种全煤矸石快硬早强混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、按重量份称取，预先配置好激发剂，搅拌均匀；S2、按重量份称取，将矿渣、粉煤灰、减水剂、煤矸石微粉、细煤矸石颗粒和粗煤矸石颗粒搅拌均匀；S3、将S1所制好的激发剂加入到S2中并搅拌均匀；S4、将S3制得的碱激发矿渣混凝土浇筑成型后，放置标准养护环境中养护。
[0015]进一步地，S1中搅拌时间不低于3min；进一步地，S2中搅拌时间不低于3min；进一步地，S3中搅拌时间不低于3min；进一步地，S4中养护环境为20
±
2℃，相对湿度大于95%，养护到测试龄期，3天或者28天。
[0016]本专利技术的有益效果是：本专利技术运用先进胶结技术，以煤矸石粉等体积替代胶凝材料和激发剂，以粗细煤矸石颗粒全部替代混凝土砂石骨料，实现制备全煤矸石快硬早强混凝土，变废为宝，显著提升煤矸石经济价值，减轻乃至消除煤矿企业因煤矸石堆积而引发的安全、经济和社会问题。本专利技术操作简单，成本低廉，在建材市场原料紧缺的背景下，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术更加容易理解以及技术方案、优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。下列实施例中未提及的具体实验方法，通常按常规实验方法进行。
[0019]实施例1：一种全煤矸石快硬早强混凝土，由以下重量份(kg)原料制成：矿渣300份，粉煤灰60份，NaOH 30份，水玻璃47份，水155份，煤矸石微粉135份，细煤矸石颗粒865份，粗煤矸石颗粒1050份，减水剂10份，按照标准方法测得的初凝时间为45min，终凝时间为116min，3天抗压强度为23.4MPa，28天抗压强度为29.3MPa。
[0020]实施例2：一种全煤矸石快硬早强混凝土，由以下重量份(kg)原料制成：矿渣335份，粉煤灰60份，NaOH 46份，水玻璃47份，水155份，煤矸石微粉135份，细煤矸石颗粒865份，粗煤矸石颗粒1050份，减水剂13份。按照标准方法测得的初凝时间为37min，终凝时间为105min，3天抗压强度为27.5MPa，28天抗压强度为32.4MPa。
[0021]实施例3：一种全煤矸石快硬早强混凝土，由以下重量份(kg)原料制成：矿渣370份，粉煤灰60份，NaOH 54份，水玻璃35份，水194份，煤矸石微粉135份，细煤矸石颗粒865份，
粗煤矸石颗粒1050份，减水剂14份。按照标准方法测得的初凝时间为26min，终凝时间为85min，3天抗压强度为30.5MPa，28天抗压强度为37.4MPa。
[0022]对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。
[0023]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种全煤矸石快硬早强混凝土，其特征在于，包括矿渣、粉煤灰、NaOH、水玻璃、水、煤矸石微粉、细煤矸石颗粒、粗煤矸石颗粒、减水剂；所述的全煤矸石快硬早强混凝土由以重量份计的下列原料组成：矿渣297~440份，粉煤灰59~68份，NaOH 20~76份，水玻璃43~120份，水122~283份，煤矸石微粉133~153份，细煤矸石颗粒762~1052份，粗煤矸石颗粒762~1052份，减水剂3~26份。2.根据权利要求1所述的一种全煤矸石快硬早强混凝土，其特征在于：所述矿渣为S95或S105级高炉矿渣微粉。3.根据权利要求1所述的一种全煤矸石快硬早强混凝土，其特征在于：所述粉煤灰为200目以上粉煤灰。4.根据权利要求1所述的一种全煤矸石快硬早强混凝土，其特征在于：激发剂中，NaOH为纯度高于90%的苛性碱，水玻璃为模数3.0~3.4的市售液体水玻璃，水为普通城市用水。5.根据权利要求1所述的一种全煤矸石快硬早强混凝土，其特征在于：所述煤矸石为经选洗煤后产出的水洗煤矸石。6.根据权利要求1所述的一种全煤矸石快硬早强混凝土，其特征在于：所述煤矸石微...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚军峰，张峰，龚梦秋，陈佩圆，
申请(专利权)人：淮北工业建筑设计院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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