一种两阶段调控的全固废微膨胀混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种两阶段调控的全固废微膨胀混凝土及其制备方法，包括以下重量份的组分：粗骨料

【技术实现步骤摘要】
一种两阶段调控的全固废微膨胀混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术具体涉及一种两阶段调控的全固废微膨胀混凝土及其制备方法
。
属于土木工程领域，属于固废资源化利用领域，属于建筑材料混凝土领域
。

技术介绍

[0002]在混凝土的硬化和使用过程中会产生体积收缩，过大的收缩可能导致结构开裂从而影响其性能
。
在配制混凝土时添加一定量的膨胀剂，使混凝土在硬化过程中产生体积膨胀，抵消收缩，从而防止结构开裂
。
目前常用氧化钙类膨胀剂存在膨胀速率过快，有效膨胀率较低等缺点，因此，仅利用膨胀剂来补偿混凝土的收缩形变难以满足实际生产需求
。
[0003]我国固体废弃物存量大
、
利用率低
、
存在较大的生态环境安全隐患
。
固废的建材化利用是解决其堆弃现状的主要途径之一
。
因此，利用固废制备粗
、
细骨料
、
水泥等材料，并将其应用于混凝土中制备全固废混凝土，提高固废的资源利用率，对于节约资源
、
推动混凝土行业绿色高质量发展具有重要意义
。
[0004]专利
CN102092976A
，公开了一种生态大体积混凝土膨胀剂及制备方法，将菱镁矿尾矿和白云石尾矿配成生料，混合均匀，高温煅烧，在空气中冷却后，经过筛即得到生态大体积混凝土膨胀剂
。
专利技术利用
CaO
作为早期膨胀源，利用
MgO
作为后期膨胀源，可降低和补偿水工大体积混凝土的早期和后期收缩
。
但所述专利技术制备的膨胀剂存在氧化钙水化速度过快，混凝土后期膨胀率较低的缺点
。
[0005]专利
CN 115180866 B
，公开了一种水化热调节型镁质高效抗裂剂及其制备方法，包括以下质量百分数的各组分：膨胀组分
50
～
80
％
、
水化热调节组分1～5％
、
减缩组分1～5％
、
增强组分
10
～
45
％
。
专利技术能降低混凝土的温度收缩和自收缩，并且提高混凝土的力学性能
。
但专利技术所述膨胀组分属氧化镁类膨胀组分，早期膨胀率较低，无法补偿混凝土早期收缩
。
[0006]专利
CN 116730680 A
，公开了一种高抗裂性混凝土及其制备方法，原料包括水
、
粗集料
、
细集料
、
水
、
聚羧酸减水剂
、
钙镁复合膨胀剂
、
粉煤灰
、
橡胶粉改性多尺寸混合纤维材料
、
胶粘剂，专利技术具有较高强度和较好抗裂能力
。
专利
CN 115304316 B
，公开了一种补偿收缩型混凝土及其制备方法，原料包括：菱铁矿
、
石墨尾矿
、
水泥
、
减水剂
、
保水剂
、
粉煤灰
、
粗骨料
、
河砂和水
。
专利技术制备得到的混凝土抗压强度好，抗渗性强，密实度高
。
上述专利技术制备混凝土使用粉煤灰
、
菱铁矿
、
石墨尾矿等固体废弃物用作掺合料提高混凝土性能，但固废在混凝土中掺量较少，混凝土中固废利用率较低
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是克服现有的技术的不足，提供一种两阶段调控的全固废微膨胀混凝土及其制备方法
。
[0008]混凝土的收缩形变会给工程带来安全隐患，使用膨胀剂可以补偿混凝土收缩带来的形变
。
其中，氧化镁类膨胀剂早期膨胀率较低，无法补偿混凝土的早期收缩，而氧化钙类
膨胀剂与水反应迅速，往往氧化钙的水化反应在水泥硬化之前就已结束，因此造成混凝土的有效膨胀率低，无法补偿混凝土后期收缩变形
。
固体废弃物具有成分复杂
、
处理难度大
、
对环境污染严重等特点，利用固废开发建材和生产建材原料，可以有效实现固废处理的“减量化
、
无害化
、
资源化”，对于节能减排和将固废“变废为宝”具有重要意义
。
利用固废制备混凝土所需粗
、
细骨料
、
胶凝材料
、
外加剂等，可以实现固废的综合利用，推进混凝土产业绿色发展
。
[0009]本专利技术采用的技术方案为：一种两阶段调控的全固废微膨胀混凝土，包括以下重量份的组分：粗骨料
1072.67
份
、
细骨料
585.09
份
、
膨胀剂
9.75~29.25
份
、
胶凝材料
458.33~477.83
份
、
水
219.41
份；其中，粗骨料使用煤矸石，细骨料使用废弃陶瓷，胶凝材料使用固废基胶凝材料，膨胀剂使用聚乳酸包裹电石渣微膨胀剂，水使用实验室自来水
。
[0010]具体的，所述煤矸石取自内蒙古自治区鄂尔多斯市，煤矸石的化学组成为：
SiO2为
33.74%
，
Al2O3为
31.67%
，
CaO
为
1.81%
，
SO3为
1.59%
，
TiO2为
1.21%
，
Fe2O3为
0.74%
，
MgO
为
0.64%
，其他氧化物为
28.6%。
煤矸石的堆积密度为
1306kg/m3，表观密度为
2659kg/m3，吸水率为
5.32%。
[0011]具体的，所述废弃陶瓷取自景德镇市申达陶瓷厂生产过程中产生的废弃陶瓷
。
废弃陶瓷的表观密度为
2460kg/m3。
废弃陶瓷的化学组成包括：
SiO2为
67.82%
，
Al2O3为
20.57%
，
K2O
为
3.87%
，
Fe2O3为
2.32%
，
CaO
为
1.88%
，
Na2O
为
0.85%
，
SO3为
0.82%
，
MgO
为
0.21%
，其他氧化物为
1.66%。
废弃陶瓷细骨料的粒径本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种两阶段调控的全固废微膨胀混凝土，其特征在于：包括以下重量份的组分：粗骨料
1072.67
份
、
细骨料
585.09
份
、
膨胀剂
9.75~29.25
份
、
胶凝材料
458.33~477.83
份
、
水
219.41
份；其中，粗骨料使用煤矸石，细骨料使用废弃陶瓷，胶凝材料使用固废基胶凝材料，膨胀剂使用聚乳酸包裹电石渣微膨胀剂，水使用实验室自来水
。2.
根据权利要求1所述一种两阶段调控的全固废微膨胀混凝土，其特征在于：所述煤矸石的化学组成为：
SiO2为
33.74%
，
Al2O3为
31.67%
，
CaO
为
1.81%
，
SO3为
1.59%
，
TiO2为
1.21%
，
Fe2O3为
0.74%
，
MgO
为
0.64%
，其他氧化物为
28.6%
；煤矸石的堆积密度为
1306kg/m3，表观密度为
2659kg/m3，吸水率为
5.32%。3.
根据权利要求2所述一种两阶段调控的全固废微膨胀混凝土，其特征在于：所述废弃陶瓷的表观密度为
2460kg/m3；废弃陶瓷的化学组成包括：
SiO2为
67.82%
，
Al2O3为
20.57%
，
K2O
为
3.87%
，
Fe2O3为
2.32%
，
CaO
为
1.88%
，
Na2O
为
0.85%
，
SO3为
0.82%
，
MgO
为
0.21%
，其他氧化物为
1.66%
；废弃陶瓷细骨料的粒径分布为：
0.08~0.16mm
占比为
13%
，
0.16~0.5mm
占比为
20%
，
0.5~1.0mm
占比为
34%
，
1.0~1.6mm
占比为
26%
，
1.6~2.0mm
占比为
7%。4.
根据权利要求3所述一种两阶段调控的全固废微膨胀混凝土，其特征在于：所述固废基胶凝材料的化学组成为：
SiO2为
11.85%
，
Al2O3为
18.44%
，
CaO
为
47.37%
，
SO3为
14.93%
，
TiO2为
0.45%
，
Fe2O3为
1.41%
，
Na2O
为
1.98%
，
MgO
为
1.36%
，其他氧化物为
2.21%。5.
根据权利要求
1、2、3
或4所述一种两阶段调控的全固废微膨胀混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：将煤矸石进行清洗
、
晾晒处理后，放入破碎机中进行破碎，筛分后得到粒径范围在
5~20mm
区间内的煤矸石粗骨料；步骤二：将废弃陶瓷进行清洗
、
晾晒处理，使用破碎机对废弃陶瓷进行破碎，使用粉碎机对废弃陶瓷进行研磨，使用振筛机对废弃陶瓷进行筛分处理，得到废弃陶瓷细骨料；步骤三：制备聚乳酸包裹电石渣微膨胀剂原料包括电石渣
、
聚乳酸
、
乙醇；聚乳酸主要成分是聚酯类聚合物；乙醇的沸点为
78℃
；电石渣的主要成分是氢氧化钙，电石渣在高温下煅烧生成氧化钙，发生化学反应：

【专利技术属性】
技术研发人员：闫长旺，冯蓉蓉，张菊，白茹，王萧萧，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：