一种生活垃圾焚烧炉渣细集料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于土木工程和固废资源综合利用技术领域，公开了一种生活垃圾焚烧炉渣细集料及其制备方法和应用。本发明专利技术所述技术方案包括：对回收的生活垃圾焚烧炉渣经化学溶液浸泡、球磨整形等工艺处理分别制得轻质原料和重质原料，然后将二者分别重构级配后，以质量比1：1～1：2复配制得细集料。本发明专利技术通过对生活垃圾焚烧炉渣中不同组成物质分别处置后进行复配，提供了一种高强、高内养护效果且性能可控的新型环保细集料的制备方法，在能够处理固废的同时，显著降低混凝土生产成本。显著降低混凝土生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种生活垃圾焚烧炉渣细集料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及土木工程和固废资源综合利用
，尤其涉及一种生活垃圾焚烧炉渣细集料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着经济发展，城市化进程不断加快，城市中生活垃圾产生量及堆存量急剧增加，焚烧法因具备减容化和无害化的优势受到较多关注。但焚烧过程中产生大量炉渣堆积，如何妥善处置利用炉渣已成为固废、环保领域的研究重点。与此同时，砂石资源作为各类基础设施建设过程中用量最大且不可或缺的材料，在当前市场仍然有较大的需求，但总体产能偏紧。砂石资源的过分开产严重破坏生态环境，背离可持续发展理念。开发利用新集料不仅能节省处置费用，减少因填埋而引起的占用耕地，还可以缓解天然砂资源匮乏的压力，促进建筑行业可持续发展。
[0003]生活垃圾焚烧炉渣资源化利用途径较多，可用于道路建设、水泥生料和矿物掺合料的生产。基于炉渣中包含较多金属单质，如铜、锌、铁和铝等，金属资源回收在实际生活生产中得到广泛应用。随着垃圾焚烧厂在国内进一步推广建设，相应的金属回收工厂也配套建设，经处理后的炉渣粒径在10mm以下，表现出疏松多孔、组分复杂、粒径分布不均匀的特点，直接使用与水泥基材料的兼容性较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种生活垃圾焚烧炉渣细集料及其制备方法和应用，以解决现有技术中生活垃圾焚烧炉渣与水泥基材料兼容性差的技术问题。
[0005]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：
[0006]本专利技术提供了一种生活垃圾焚烧炉渣细集料，所述细集料由轻质原料与重质原料组成，所述轻质原料与重质原料的质量比为1：1～1：2；
[0007]所述轻质原料的制备原料为生活垃圾焚烧炉渣A，所述生活垃圾焚烧炉渣A的堆积密度≤900kg/m3；
[0008]所述重质原料的制备原料为生活垃圾焚烧炉渣B，所述生活垃圾焚烧炉渣B的堆积密度>900kg/m3。
[0009]优选的，在上述一种生活垃圾焚烧炉渣细集料中，所述轻质原料的制备过程，包括以下步骤：
[0010]将生活垃圾焚烧炉渣A浸泡于碳酸钠溶液中，将浸泡后的生活垃圾焚烧炉渣A再浸泡于氢氧化钠溶液中，浸泡完成后得到轻质原料。
[0011]优选的，在上述一种生活垃圾焚烧炉渣细集料中，所述生活垃圾焚烧炉渣A与碳酸钠溶液的固液比为0.5～3kg：8～12L，所述浸泡于碳酸钠溶液中的时间为0.5～3d，所述碳酸钠溶液的浓度为0.25～3mol/L。
[0012]优选的，在上述一种生活垃圾焚烧炉渣细集料中，所述浸泡后的生活垃圾焚烧炉
渣A与氢氧化钠溶液的固液比为0.5～3kg：8～12L，所述浸泡于氢氧化钠溶液中的时间为0.5～3d，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.5～3mol/L。
[0013]优选的，在上述一种生活垃圾焚烧炉渣细集料中，所述重质原料的制备过程，包括以下步骤：
[0014]采用钢球对生活垃圾焚烧炉渣B进行球磨，然后采用筛网对球磨后的生活垃圾焚烧炉渣B进行筛分除料，得到重质原料。
[0015]优选的，在上述一种生活垃圾焚烧炉渣细集料中，所述钢球与生活垃圾焚烧炉渣B的质量比为0.5～1.5：1～2，所述钢球的直径为30～60mm，所述球磨的时间为0.5～3h，所述重质原料的粒径≥150μm。
[0016]本专利技术还提供了一种生活垃圾焚烧炉渣细集料的制备方法，包括以下步骤：
[0017](1)分别对轻质原料、重质原料按照公称粒径150μm、300μm、600μm、1.18mm、2.36mm、4.75mm进行筛分分类；
[0018](2)参照国家标准《建设用砂》设计级配和细度模数，分别配制出二区中砂级别的轻质原料和二区中砂级别的重质原料；
[0019](3)将二区中砂级别的轻质原料和二区中砂级别的重质原料混合，得到生活垃圾焚烧炉渣细集料；所述二区中砂级别的轻质原料与二区中砂级别的重质原料混合的质量比与权利要求1中所述轻质原料与重质原料的质量比一致。
[0020]本专利技术还提供了一种生活垃圾焚烧炉渣细集料在混凝土内养护中的应用。
[0021]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0022](1)本专利技术中所述轻质原料以熔体质为主，以熔体质为主的轻质原料结构多孔，内比表面积大，会吸附部分微量物质，通过碳酸钠溶液浸泡处理炉渣，可以降低硫酸盐、氯化物和硫化物的含量，去除残余的小粒径金属铝，保证炉渣细集料在应用过程中的环境安全性。同时，熔体质物料水化活性高，利用碱性溶液浸泡可以与其中无定形态物质反应，强化骨架，增加骨料强度。
[0023](2)本专利技术中所述重质原料以玻璃质、陶瓷质为主，利用球磨对该重质原料进行整形，增加其圆度，有利于提高配制混凝土的工作性能及力学性能。
[0024](3)本专利技术对回收的生活垃圾焚烧炉渣经化学溶液浸泡、球磨整形工艺处理分别制得轻质原料和重质原料，然后将二者分别重构级配后，提供了一种高强、高内养护效果且性能可控的新型环保细集料的制备方法，能够在处理固废的同时，显著降低混凝土生产成本。另外，本专利技术可以通过对轻质原料及重质原料比例的调节，达到对内养护作用、混凝土力学性能可控调节的目的，可以满足不同工况需求。
具体实施方式
[0025]本专利技术提供了一种生活垃圾焚烧炉渣细集料，所述细集料由轻质原料与重质原料组成，所述轻质原料与重质原料的质量比优选为1：1～1：2，进一步优选为1：1.2～1：1.7，更优选为1：1.5；
[0026]所述轻质原料的制备原料为生活垃圾焚烧炉渣A，所述生活垃圾焚烧炉渣A的堆积密度优选为≤900kg/m3，进一步优选为200～900kg/m3，更优选为300、400或500kg/m3；
[0027]所述重质原料的制备原料为生活垃圾焚烧炉渣B，所述生活垃圾焚烧炉渣B的堆积
密度优选为>900kg/m3，进一步优选为910～2000kg/m3，更优选为1000、1100或1200kg/m3。
[0028]在本专利技术中，所述生活垃圾焚烧炉渣A、生活垃圾焚烧炉渣B优选为环保科技公司回收的生活垃圾焚烧炉渣。
[0029]在本专利技术中，所述生活垃圾焚烧炉渣A、生活垃圾焚烧炉渣B优选为已经过破碎、筛分、磁选除金属铁和涡旋筛分除金属铝，不会影响水泥基材料的品质，也不会对环境造成不利影响。
[0030]在本专利技术中，所述生活垃圾焚烧炉渣A、B均为生活垃圾焚烧炉渣经平抛机抛洒，并依据抛洒距离由近至远逐次测量物料的堆积密度。
[0031]在本专利技术中，所述轻质原料的制备过程，包括以下步骤：
[0032]将生活垃圾焚烧炉渣A浸泡于碳酸钠溶液中，将浸泡后的生活垃圾焚烧炉渣A再浸泡于氢氧化钠溶液中，浸泡完成后得到轻质原料。
[0033]在本专利技术中，所述生活垃圾焚烧炉渣A浸泡于碳酸钠溶液过程中还包括间隔一定时间进行搅拌。
[0034]在本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生活垃圾焚烧炉渣细集料，其特征在于，所述细集料由轻质原料与重质原料组成，所述轻质原料与重质原料的质量比为1：1～1：2；所述轻质原料的制备原料为生活垃圾焚烧炉渣A，所述生活垃圾焚烧炉渣A的堆积密度≤900kg/m3；所述重质原料的制备原料为生活垃圾焚烧炉渣B，所述生活垃圾焚烧炉渣B的堆积密度>900kg/m3。2.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧炉渣细集料，其特征在于，所述轻质原料的制备过程，包括以下步骤：将生活垃圾焚烧炉渣A浸泡于碳酸钠溶液中，将浸泡后的生活垃圾焚烧炉渣A再浸泡于氢氧化钠溶液中，浸泡完成后得到轻质原料。3.根据权利要求2所述的生活垃圾焚烧炉渣细集料，其特征在于，所述生活垃圾焚烧炉渣A与碳酸钠溶液的固液比为0.5～3kg：8～12L，所述浸泡于碳酸钠溶液中的时间为0.5～3d，所述碳酸钠溶液的浓度为0.25～3mol/L。4.根据权利要求2或3所述的生活垃圾焚烧炉渣细集料，其特征在于，所述浸泡后的生活垃圾焚烧炉渣A与氢氧化钠溶液的固液比为0.5～3kg：8～12L，所述浸泡于氢氧化钠溶液中的时间为0.5～3d，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.5～3mol/L。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建民，郭保林，李征泉，宋晓辉，刘帅，魏琨，孟君，姜瑞双，王宝民，杨星星，
申请(专利权)人：山东省交通科学研究院大连理工大学，
类型：发明
国别省市：