【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多源固废低碳建筑材料，具体涉及一种多源固废低碳再生砂浆及其制备方法。
技术介绍
1、随着经济建设的快速发展和城镇化进程的推进，新型建筑应运而生，继而产生了大量的建筑垃圾。我国的建筑垃圾数量也很庞大，占固废总量的40％左右。根据发改委官网公布的数据，2022年全国水泥产量21.3亿吨，同比下降10.5％。水泥生产所用的石灰石分解、熟料烧成用煤燃烧和动力消耗都会产生大量的co2，生产1吨水泥约排放1吨co2，我国每年仅水泥生产就将产生co2约20亿吨，混凝土行业的减碳任务艰巨。另一方面，我国每年混凝土生产也将消耗砂石骨料70-80亿吨，大量地开采砂石骨料破坏了生态环境，随着国家环境保护力度的加大，砂石骨料资源越来越紧缺，导致了骨料和混凝土价格飞涨。
2、据不完全统计，我国目前建筑垃圾存量已高达200多亿吨，而总体资源化利用率不足20％，随着城市化进程的发展，废弃的大型木质包装材料、废弃家具，木材企业的下脚料以及园林剪枝产生的废弃木材量逐年增多，其中废旧木质材料超过8500万立方米，废旧实体类木材占废弃木质材料总量的2/3以上。
3、与此同时，我国作为氧化铝生产大国，每年赤泥排放量超过1亿吨，然而我国赤泥综合利用率仅有7％。赤泥是从铝土矿生产制备氧化铝过程中伴生的极具污染性的固体废弃物，采用的拜耳法赤泥中sio2、cao及al2o3含量高，其碱含量更高，操作和流程较为简单，且成本低，吸附性强、稳定性好，将赤泥作为胶凝材料添加至砂浆中，提高了密实度。随着赤泥堆存量越来越多，占用大量土地，存在环境和安
技术实现思路
1、基于前期研究和存在的问题，本专利技术经过进一步研究分析后，提出一种多源固废低碳再生砂浆及其制备方法，开发多源固废低碳胶凝材料，并与再生砂和木粉协同制备低碳绿色建筑材料，实现多源固废高附加值应用，促进资源利用循环化，推动建筑材料绿色低碳发展。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种多源固废低碳再生砂浆，按重量份数计，材料的组分为：全组分再生砂粉127-152份、胶凝材料27-83份、木粉0-5份、naoh 1-1.5份、硅酸钠5-9份、水16-25份。
3、胶凝材料选用工业固废中的矿粉、再生微粉及赤泥，其中矿粉为19-51份、再生微粉4-19份、赤泥4-13份。利用固废制备的免烧胶凝材料代替高能耗、高co2排放的硅酸盐水泥，既能满足多源固废低碳再生砂浆建筑材料制备的需求，又可以节约成本、降低环境污染。而胶凝材料中的赤泥属于高铝高碱物质，其溶解性碱含量极高，浸出液ph值在13以上。本专利技术利用赤泥的高碱特性，用其替代碱激发剂中的naoh，降低碱激发剂的成本，同时能够固化碱金属阳离子，有效减少其溶出造成的环境污染。
4、利用赤泥中的可溶性naoh作为低碳材料的常用碱激发剂，既降低成本、提高密实度又有效解决因浸出液带来的生态安全隐患。
5、再生微粉是将废弃混凝土、废弃黏土砖等建筑垃圾经逐级破碎、粉磨达到一定细度的微细粉，内部包含的微孔具备较强的吸附能力，能够提升再生骨料品质，改善力学性能和耐久性，实现建筑垃圾全组分利用。
6、因木粉具有良好的保水性，可以为低碳胶凝材料水化提供充足的水源和调节内部区域环境的湿度；其特有的韧性可有效抑制碱激发低碳再生砂浆的干燥收缩，提高再生砂浆的韧性及抗折强度。
7、优选的，木粉是将建筑工程中拆除后的废旧木料经拆解-粉碎-分选制得，其颗粒粒径范围为0.5-1mm，其掺加量为胶凝材料总质量的8％以内，在保证再生砂浆保水率、稠度及凝结时间等性能的前提下，能够抑制低碳再生砂浆收缩性能，提高其韧性及抗裂性能，改善碱激发再生砂浆易开裂的问题。
8、优选的，全组分再生砂粉通过建筑垃圾分选-破碎-筛分-强化处理制得，颗粒粒径范围为≤4.75mm。
9、进一步优选的，全组分再生砂粉包括有再生砂、废旧砂浆、红砖颗粒、砖粉及再生粉体，全组分再生砂粉品质为ii类或iii类中砂。
10、与现在技术相比，本专利技术提供了一种多源固废低碳再生砂浆，具备以下有益效果：
11、(1)本专利技术使用的矿粉是水淬高炉矿渣经干燥、粉磨等工艺处理后得到的高活性粉料，具有良好的潜在水硬胶凝特性，提高了抗压强度，降低了混凝土的成本，提高了密实度、抗渗和抗侵蚀能力。
12、(2)本专利技术中普通硅酸盐水泥使用量为0，其余均来源于工业固废、拆除的建筑垃圾制得的再生原料及废弃木料，原材料均为固废且来源广泛，提高了多源固废的高效资源化利用率，降低了生产成本，推动了资源全面节约和循环利用，符合国家“双碳”战略。
13、(3)碱溶液中[sio4]4-数量随着硅酸钠总量的增加而增多，进而促进了体系聚合反应的进行，在双重激发作用的推动下，砂浆强度整体呈上升趋势。矿粉被碱溶液进行激发，内部呈碱激发体系标志性的墨绿色，胶凝性能增强，再生砂浆强度明显增大。
14、(4)本专利技术中低碳胶凝材料中多为未反应矿粉相间分布状态，内部结构较为紧密，c-(a)-s-h凝胶起良好的胶结作用，未反应矿粉起骨架作用。低碳胶凝材料体系中赤泥等碱性组分可与再生骨料外层残留老砂浆中的ca(oh)2等物质反应，对再生骨料附着砂浆及界面性能具有强化提升作用。
15、本专利技术还提出一种制备上述提及的一种多源固废低碳再生砂浆的方法，包括如下步骤：
16、s1、按量称取骨料(全组分再生砂粉)、固废基胶凝材料(赤泥、矿粉、再生微粉)木粉、硅酸钠、氢氧化钠及水备用；
17、s2、将naoh、硅酸钠和水混合搅拌制成碱激发溶液，静置备用；
18、s3、将全组分再生砂粉和胶凝材料混合搅拌30s后加入步骤s2所得溶液继续搅拌40s，加入木粉，根据混合物的工作性调整用水量继续搅拌30-50s，得到搅拌均匀的混合料；
19、s4、将步骤s3所得的混合料装入模具振动成型，自然环境静置6-8h后拆模，并标准养护至所需测试天数。
20、优选的，步骤s2中碱激发溶液的浓度为3.5％或4.0％，模数均为1.00。本专利技术胶砂比为1：2、1：3和1：4，每个胶砂比分别配制溶液1：浓度3.5％+模数1.00，溶液2：浓度4％+模数1.00。
21、然后经过实验测试，在同等条件下：
22、采用溶液1、2制备的固废基低碳胶凝材料28d抗压强度分别高于42.5r普通硅酸盐水泥强度，且拌合物粘聚性好易于成型，凝结时间短，拆模后试件表面光滑。
23、优选的，上述方法制得的多源固废低碳再生砂浆在标准养护下28d抗折强度为5.7-9.2mpa；抗压强度为38.6-54.5mpa。
24、与现有技术相比，本专利技术提供了一种多源固废低碳再生砂浆的制备方法，具备以下有益效果：
25、(1)本专利技术提出了多源固废低碳再生砂浆建筑材料制备方法，先将固废基胶凝材料、全组分再生砂粉及碱激发溶液充分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多源固废低碳再生砂浆，其特征在于，按重量分数计，材料的组分为：全组分再生砂粉127-152份、胶凝材料27-83份、木粉0-5份、NaOH 1-1.5份、硅酸钠5-9份、水16-25份；胶凝材料选用工业固废中的矿粉、再生微粉及赤泥，其中矿粉为19-51份、再生微粉4-19份、赤泥4-13份，再生微粉占胶凝材料总量的10％-20％。
2.根据权利要求1所述的一种多源固废低碳再生砂浆，其特征在于，木粉是将建筑拆除后的废旧木料经粉碎-分选制得，其颗粒粒径范围为0.5-1mm。
3.根据权利要求1所述的一种多源固废低碳再生砂浆，其特征在于，全组分再生砂粉通过建筑垃圾经分选-破碎-筛分-强化处理制得。
4.根据权利要求1或3所述的一种多源固废低碳再生砂浆，其特征在于，全组分再生砂粉包括有再生砂、废旧砂浆、红砖颗粒、砖粉及再生粉体。
5.制备权利要求1至4任一所述的一种多源固废低碳再生砂浆的方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种多源固废低碳再生砂浆的制备方法，其特征在于，步骤S2中碱激发溶液的浓度由赤
7.根据权利要求5所述的一种多源固废低碳再生砂浆的制备方法，其特征在于，制得的低碳再生砂浆抗折强度为4.1-10.5MPa；抗压强度为20.2-54.5MPa。
...【技术特征摘要】
1.一种多源固废低碳再生砂浆，其特征在于，按重量分数计，材料的组分为：全组分再生砂粉127-152份、胶凝材料27-83份、木粉0-5份、naoh 1-1.5份、硅酸钠5-9份、水16-25份；胶凝材料选用工业固废中的矿粉、再生微粉及赤泥，其中矿粉为19-51份、再生微粉4-19份、赤泥4-13份，再生微粉占胶凝材料总量的10％-20％。
2.根据权利要求1所述的一种多源固废低碳再生砂浆，其特征在于，木粉是将建筑拆除后的废旧木料经粉碎-分选制得，其颗粒粒径范围为0.5-1mm。
3.根据权利要求1所述的一种多源固废低碳再生砂浆，其特征在于，全组分再生砂粉通过建筑垃圾经分选-破碎-筛分-强化处理制得。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳公冰，刘程，王鑫焱，李秋义，
申请(专利权)人：青岛农业大学，
类型：发明
国别省市：
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