廢棄陶瓷粉作為高性能混凝土摻和料及其實施方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料類，具體涉及一種用于制備高性能混凝土的摻和料及其實施 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 縱觀所有新型摻和料的研宄現(xiàn)狀以及混凝土的耐久性研宄現(xiàn)狀，各個角度的分析 都很全面到位。不論是從宏觀的物理力學(xué)特性，還是材料自身微觀性質(zhì)，已經(jīng)有無數(shù)國內(nèi)外 學(xué)者對混凝土包括新型混凝土進(jìn)行了細(xì)致的研宄、探討和分析。對于普通混凝土以及常規(guī) 摻和料混凝土的試驗研宄都已經(jīng)相對成熟，不管是在制備技術(shù)、還是性能提升方面都有了 很好的理論、實踐基礎(chǔ)。新型摻和料混凝土的研宄也很多，但缺少一個系統(tǒng)的研宄總結(jié)。對 于某種新型摻和料混凝土的研宄往往是針對其某個特性的研宄相對比較全面。即使是有其 它耐久性方面的研宄，也很少是在同樣的試驗環(huán)境下進(jìn)行研宄。土木工程材料試驗本身的 離散型很大，試驗人的改變、試驗材料的不同、外界環(huán)境的變化等都會對試驗產(chǎn)生較大的影 響。因此如果想開發(fā)新型混凝土材料，應(yīng)從整個材料的特性、適用性到其市場化都進(jìn)行一定 程度的調(diào)研和探討。盡量讓整個材料的研宄處于誤差相對較小的統(tǒng)一環(huán)境中。先從陶瓷作 為摻和料的可行性角度進(jìn)行試驗，通過水泥膠砂試驗來論證陶瓷作為摻和料使用對水泥性 能的影響，得出陶瓷摻和料的最優(yōu)摻量。以最優(yōu)摻量進(jìn)行陶瓷摻和料混凝土的各項性能試 驗。進(jìn)一步驗證陶瓷作為摻和料對混凝土基本力學(xué)性能及各項耐久性能的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有建筑資源貧乏，新型水泥基材料種類繁多但缺少系統(tǒng) 地技術(shù)指標(biāo)和試驗論證的理論支撐的缺陷，提供一種便于就地取材、節(jié)約資源兼顧環(huán)保同 時，能為混凝土帶來高耐久性的新型摻和料及其實施方法。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：廢棄陶瓷粉作為高性能混凝土摻和料，它 無差別的取用各類廢棄陶瓷；主要包括廢棄生活陶瓷、建筑陶瓷和其它陶瓷，廢棄生活陶 瓷：建筑陶瓷：其它陶瓷的質(zhì)量比為2-7:7-2:1 ;經(jīng)加工研磨至比表面積為300-450m2/kg 后，按照0~30%的取代率取代水泥配置高性能混凝土。
[0005] 廢棄陶瓷粉作為高性能混凝土摻和料的實施方法，以廢棄陶瓷粉為主料，摻有活 性晶種、改性強(qiáng)化劑高溫融合后加工研磨至比表面積為300-450m2/kg后，再加入混合纖維 制備而成；各質(zhì)量組份為：廢棄陶瓷粉80-100份、活性晶種6-9份、改性強(qiáng)化劑2-6份、混合 纖維5-10份；混合陶瓷粉的比表面積為300-450m2/kg。
[0006] 所述的廢棄陶瓷粉為：景德鎮(zhèn)陶瓷作坊附近的各類陶瓷廢料、半成品陶瓷、以及建 筑工地上的廢棄陶瓷磚等廢棄陶瓷經(jīng)清洗、破碎、烘干、篩分、再烘干、球磨后制成廢棄陶瓷 粉，其主要化學(xué)成分:W(Si02) = 62 . 72% ;W(A1203) = 23. 31% ;化學(xué)成分表見表1 ;
[0007] 表1陶瓷的化學(xué)組成％
[0008]
【主權(quán)項】
1. 廢棄陶瓷粉作為高性能混凝土摻和料，其特征在于：它無差別的取用各類廢棄陶 瓷；主要包括廢棄生活陶瓷、建筑陶瓷和其它陶瓷，廢棄生活陶瓷：建筑陶瓷：其它陶瓷的 質(zhì)量比為2-7:7-2:1 ;經(jīng)加工研磨至比表面積為300-450m2/kg后，按照O~30%的取代率 取代水泥配置高性能混凝土。
2. 廢棄陶瓷粉作為高性能混凝土摻和料的實施方法，其特征在于：以廢棄陶瓷粉為主 料，摻有活性晶種、改性強(qiáng)化劑高溫融合后加工研磨至比表面積為300-450m 2/kg后，再加 入混合纖維制備而成；各質(zhì)量組份為：廢棄陶瓷粉80-100份、活性晶種6-9份、改性強(qiáng)化劑 2-6份、混合纖維5-10份；混合陶瓷粉的比表面積為300-450m2/kg ; 所述的廢棄陶瓷粉為：景德鎮(zhèn)陶瓷作坊附近的各類陶瓷廢料、半成品陶瓷、以及建筑工 地上的廢棄陶瓷磚等廢棄陶瓷經(jīng)清洗、破碎、烘干、篩分、再烘干、球磨后制成廢棄陶瓷粉， 其主要化學(xué)成分：W (SiO2) = 62. 72% ;W (Al2O3) = 23. 31% ;化學(xué)成分表見表1 ;
所述的為活1生晶種為：水泥爐渣、石灰石粉和鋰礦渣按照〇-〇. 05:0. 03-0. 08:1-2. 5的 質(zhì)量比混合而成，其中水泥爐渣的有機(jī)雜質(zhì)含量低于0. 1%、爐渣的含煤塊量為0 ;石灰石 粉為重質(zhì)碳酸鈣粉，CaCO3含量>98.6% ;鋰礦渣取自江西宜春鋰電廠的生產(chǎn)廢料中含有大 量活性SiO2的鋰渣和鋰礦粉按照1:0. 35-0. 65的質(zhì)量比混合；鋰渣因鋰電廠的制作工藝不 同，分為白色鋰渣和灰色鋰渣；兩種鋰渣為任意配比；鋰礦粉為鋰電廠原材料，富含SiO 2; 所述的改性強(qiáng)化劑為：層狀雙氫氧化物（LDHs)放入KH-550硅烷偶聯(lián)劑溶液中機(jī)械高 速攪拌5-15min，再采用超聲處理lOmin，將得到的懸浮液在80°C水浴中機(jī)械攪拌2. 5-3. 5h 后進(jìn)行真空抽濾，將得到的產(chǎn)物在80°C真空烘箱中干燥、研磨備用；其中層狀雙氫氧化物 為Mg6Al (OH) 16C03 ? 4H20, KH-550硅烷偶聯(lián)劑溶液采用水和乙醇稀釋，KH-550硅烷偶聯(lián)劑： 水：乙醇的質(zhì)量比為20:8:7; 所述的混合纖維為：由2-4mm長的聚丙稀纖維、12-16mm長的短切玄武巖纖維與2-5mm 長的AR玻璃纖維按照3:2-2. 5:1-3. 5的質(zhì)量比混合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢棄陶瓷粉作為高性能混凝土摻和料，其特征在于它無差別 的取用各類廢棄陶瓷；陶瓷粉的制作工藝為： 1) 基于破碎力學(xué)原理，將收集到的廢棄陶瓷原料，通過臥軸強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)清洗、 攪拌達(dá)到初級破碎后；采用NMT-2005型工業(yè)烘箱將廢棄陶瓷料快速烘干，再利用液壓調(diào)節(jié) 沖擊式破碎機(jī)將原狀各類陶瓷進(jìn)行二次破碎，然后采用可調(diào)振動篩分機(jī)將各種不同粒徑的 陶瓷篩分后，置于電加熱爐中加熱至150°C，保持溫度達(dá)0. 5h ;最后利用動力球磨機(jī)分批對 不同粒徑的陶瓷骨料球磨成粒徑約為0. 5mm的廢棄陶瓷顆粒；得廢棄陶瓷顆粒原料，備用； 2) 將廢棄陶瓷顆粒原料置于電加熱爐中，于200°C高溫中加熱4h去除水分和雜質(zhì)，于 密封保溫箱中靜置2h后待混合粉溫度低于60°C取出；然后采用水泥球磨機(jī)磨l_2h ;陶瓷 粉顆粒組成見表2 ; 表2陶瓷粉的顆粒級配
比表面積為300-450m2/kg ;80 ym方孔篩篩余量< 5%，45 ym方孔篩篩余量< 12%，得 成品。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢棄陶瓷粉作為高性能混凝土摻和料的實施方法，其步驟： 將80-100份的廢棄陶瓷粉、6-9份的活性晶種、2-6份的改性強(qiáng)化劑混合后的摻和料原料放 入電動攪拌機(jī)中拌合2-6分鐘至混合粉均勻后放入電加熱爐中，于200°C高溫中加熱4h去 除混合物中的水分和雜質(zhì)，繼續(xù)于密封保溫箱中靜置2h后待混合陶瓷粉溫度低于60°C取 出備用；采用水泥球磨機(jī)磨l_2h，混磨至混合陶瓷粉的比表面積為300-450m 2/kg ;80 ym方 孔篩篩余量< 5%，45 ym方孔篩篩余量< 12%，得預(yù)成品；將預(yù)成品與5-10份的混合纖維 放入電動攪拌機(jī)中混合攪拌6-10分鐘，得成品。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種廢棄陶瓷粉作為高性能混凝土摻和料及其實施方法，以廢棄陶瓷為主料，活性晶種、改性強(qiáng)化劑為輔料，經(jīng)各材料改性處理、高溫融合等措施后放入水泥球磨機(jī)中球磨至比表面積為300-450m2/kg的預(yù)成品后，再摻入混合纖維制備而成。各質(zhì)量組份為：廢棄陶瓷粉80-100份、活性晶種6-9份、改性強(qiáng)化劑2-6份、混合纖維5-10份。本發(fā)明的混合陶瓷粉能有效增加水泥砂漿的密實度，不僅能提高混凝土強(qiáng)度，更為顯著的是對混凝土的耐久性都有較好的提升。解決能源問題的同時兼顧到環(huán)保的宗旨，具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)和社會效益。
【IPC分類】C04B18-16
【公開號】CN104817287
【申請?zhí)枴緾N201510179760
【發(fā)明人】方葦, 陳夢成, 許開成
【申請人】華東交通大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月16日