一种多固废掺合料及其制备方法和水泥砂浆技术

本发明专利技术提供了一种多固废掺合料及其制备方法和水泥砂浆，涉及土木工程技术领域。本发明专利技术提供的多固废掺合料包括以下质量份数的原料：改性油页岩半焦

【技术实现步骤摘要】
一种多固废掺合料及其制备方法和水泥砂浆


[0001]本专利技术涉及土木工程
，特别涉及一种多固废掺合料及其制备方法和水泥砂浆。

技术介绍

[0002]聚氯乙烯(PVC)是一种应用广泛的化工产品，每生产1吨PVC约排放1.5～1.9吨电石渣，由于运输费较高和电石渣本身杂质种类较多导致其综合利用率不高，通常采用填埋或者堆存处理，易造成地表和地下水的污染，对生态环境造成较大破坏。因此，电石渣亟需资源化处理以消除对生态环境带来的负面影响。
[0003]我国每年铁尾矿排放量上亿吨，但铁尾矿的综合利用率不足30％。在带来了经济效益的同时，如此大产量的铁尾矿也为生态环境带来了一系列问题，给人类生活环境造成了严重的污染。
[0004]我国油页岩探明与预测储量为7199亿吨，折合成页岩油约为476亿吨，居世界第4位。油页岩干馏或直接燃烧后产生大量灰渣，1吨原矿干馏后约产生0.7～0.9吨半焦，需占用大量土地露天堆放，形成粉尘、水体等二次污染，污染问题突出。目前虽有关于油页岩半焦用于建筑材料的研究，但是由于其本身活性低，难以大掺量应用，并且存在后期强度不足的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种多固废掺合料及其制备方法和水泥砂浆。本专利技术提供的掺合料以工业固废为原料，变废为宝，不仅实现了工业固废的大掺量，而且提高了后期强度。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种多固废掺合料，包括以下质量份数的原料:
[0008][0009][0010]所述改性油页岩半焦
‑
铁尾矿由油页岩半焦和铁尾矿混合经高温煅烧得到；所述油页岩半焦和铁尾矿的质量比为(80～100)：(10～20)；所述高温煅烧的温度为500～700℃。
[0011]优选地，所述高温煅烧的时间为1.5～2.0h。
[0012]优选地，所述油页岩半焦中二氧化硅的质量含量为50～60％，氧化铝的质量含量为20～30％，氧化铁的质量含量为5～10％；所述油页岩半焦的粒径小于等于1.5mm。
[0013]优选地，所述铁尾矿中二氧化硅的质量含量为50～60％，氧化铝的质量含量为8～15％，氧化铁的质量含量为10～15％，氧化钙的质量含量为8～15％，氧化镁的质量含量为5～10％；所述铁尾矿的粒径小于等于0.75mm。
[0014]优选地，所述电石渣中氧化钙的质量含量为90～95％，二氧化硅的质量含量为5～10％，氧化铝的质量含量为1～2％，氧化铁的质量含量为1～2％；所述电石渣的粒径小于等于0.75mm。
[0015]优选地，所述高钙粉煤灰中氧化钙的质量含量为40～50％，二氧化硅的质量含量为30～35％，氧化铝的质量含量为10～15％，氧化镁的质量含量为5～10％。
[0016]优选地，所述碱性活化剂为硅酸钠溶液，所述硅酸钠溶液的质量分数为 10％。
[0017]本专利技术提供了以上技术方案所述多固废掺合料的制备方法，包括以下步骤：
[0018]将所述改性油页岩半焦
‑
铁尾矿和电石渣混合进行球磨，得到球磨料；
[0019]将所述球磨料与高钙粉煤灰、碱性活化剂和减水剂混合，得到多固废掺合料。
[0020]优选地，所述球磨的球料比为1:1；所述球磨的时间为25～35min；
[0021]所述球磨料中粒度大于0且小于等于0.1mm的颗粒占比10～20wt％，粒度大于0.1mm且小于等于0.5mm的颗粒占比50～60wt％，粒度大于0.5mm 且小于等于1.6mm的颗粒占比20～30wt％。
[0022]本专利技术提供了一种水泥砂浆，包括水泥熟料、标准砂、掺合料和水；所述水泥熟料、标准砂、掺合料和水的质量比为(2～2.5)：(7～10)：(1～1.5)： (1.2～1.6)；所述掺合料为以上技术方案所述多固废掺合料或以上技术方案所述制备方法制备得到的多固废掺合料。
[0023]本专利技术提供了一种多固废掺合料，包括以下质量份数的原料：改性油页岩半焦
‑
铁尾矿80～120份，电石渣15～40份，高钙粉煤灰20～40份，碱性活化剂2～5份，减水剂1～3份；所述改性油页岩半焦
‑
铁尾矿由油页岩半焦和铁尾矿混合经高温煅烧得到；所述油页岩半焦和铁尾矿的质量比为(80～100)： (10～20)；所述高温煅烧的温度为500～700℃。本专利技术具有如下有益效果：
[0024]本专利技术主要采用工业废料，原料来源丰富，大掺量利用工业固废，有效地解决油页岩半焦、电石渣、铁尾矿的堆积问题，变废为宝，具有环境效益、经济效益和社会效益；
[0025]本专利技术将油页岩半焦和铁尾矿混合进行高温煅烧，以这种热活化的方式对油页岩半焦
‑
铁尾矿进行改性，油页岩半焦含丰富有机物，能够提供热量降低热活化温度，大幅度提高油页岩半焦
‑
铁尾矿的活性，从而实现油页岩半焦的大掺量，克服了由于活性低导致掺量低的难题；
[0026]电石渣和碱性活化剂能够提供碱性环境，增加水泥水化诱导期的碱性，促进油页岩半焦中SiO2溶出，大量的SiO2在水泥水化加速期消耗Ca(OH)2，抑制碱骨料反应；高钙粉煤灰和电石渣能够提高反应物的钙硅(Ca/Si)比，促使无定形的硅铝酸钠转化为有序的水化硅铝酸钙凝胶，有效弥补水化产物中因活性SiO2不足引起的强度缺失；通过以上方式解决了油页岩半焦后期强度不足的问题；
[0027]此外，高钙粉煤灰良好的形状(球形、外表光滑)结合减水剂降低了油页岩半焦的需水量，多固废耦合改善了浆体的流动性，使气泡顺利振出，保证了砂浆内部颗粒密实排列，解决了掺油页岩半焦后砂浆流动性差，无法振捣排出气泡的问题；并且采用铁尾矿对油页岩半焦进行改性，铁尾矿本身硬度强，形态多棱角，为胶体内部颗粒间提供支撑接触点，
缓解油页岩半焦砂浆自收缩的现象。
[0028]因此，本专利技术提供的掺合料能够消耗大量的工业固废，变废为宝，在实现工业固废大掺量的同时，还能够提高材料的后期强度。
[0029]本专利技术提供了以上技术方案所述多固废掺合料的制备方法，过程简单，易于操作，有利于批量生产。
[0030]本专利技术还提供了一种水泥砂浆，所述水泥砂浆由于多固废掺合料的加入，不仅降低了成本，而且具有较高的强度。实施例结果表明，本专利技术提供的水泥砂浆在温度20
±
1℃，相对湿度90
±
1％条件下养护7天抗压强度为 25.73～26.88MPa，抗折强度为5.01～5.96MPa，掺合料活性指数为92～96％；养护28天抗压强度为40.37～42.43MPa，抗折强度为6.29～7.13MPa，掺合料活性指数为95～100％。
附图说明
[0031]图1是实施例1中原始油页岩半焦和经600℃高温煅烧得到的改性油页岩半焦
‑
铁尾矿的XRD图谱；
[0032]图2是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多固废掺合料，其特征在于，包括以下质量份数的原料：所述改性油页岩半焦
‑
铁尾矿由油页岩半焦和铁尾矿混合经高温煅烧得到；所述油页岩半焦和铁尾矿的质量比为(80～100)：(10～20)；所述高温煅烧的温度为500～700℃。2.根据权利要求1所述的多固废掺合料，其特征在于，所述高温煅烧的时间为1.5～2.0h。3.根据权利要求1所述的多固废掺合料，其特征在于，所述油页岩半焦中二氧化硅的质量含量为50～60％，氧化铝的质量含量为20～30％，氧化铁的质量含量为5～10％；所述油页岩半焦的粒径小于等于1.5mm。4.根据权利要求1所述的多固废掺合料，其特征在于，所述铁尾矿中二氧化硅的质量含量为50～60％，氧化铝的质量含量为8～15％，氧化铁的质量含量为10～15％，氧化钙的质量含量为8～15％，氧化镁的质量含量为5～10％；所述铁尾矿的粒径小于等于0.75mm。5.根据权利要求1所述的多固废掺合料，其特征在于，所述电石渣中氧化钙的质量含量为90～95％，二氧化硅的质量含量为5～10％，氧化铝的质量含量为1～2％，氧化铁的质量含量为1～2％；所述电石渣的粒径小于等于0.75mm。6.根据权利要求1所述的多固废掺合料，其特征在于，所述高钙粉煤...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾晓薇，艾莹莹，王浩，孙维，章慧莹，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：