一種非煅燒型固體廢棄物高活性礦物摻合料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體設(shè)及一種非般燒型固體廢棄物高活性礦物滲合料 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，我國建筑垃圾年排放量超過2億噸。隨著城市建設(shè)從外延式開發(fā)到與內(nèi)涵 式大規(guī)模舊城改造并舉，我國新建建筑施工垃圾和舊建筑拆除改造產(chǎn)生的建筑垃圾產(chǎn)生量 將逐漸增多，建筑垃圾的回收利用成為了迫切解決的問題。建筑垃圾主要處理方式是填埋 或堆放，占用了大量±地資源，危害環(huán)境。國內(nèi)研究主要是將廢舊混凝±骨料分離出來制備 再生混凝±，或者磨細(xì)制備填料加固路基，但應(yīng)用較少。
[0003] 中國專利"利用固體廢棄物再生制成的磚和方法"（授權(quán)公告號(hào)：CN102603265B) 公開了一種采用氧化儀、憐酸鋼、減水劑和高效復(fù)合劑與固體廢渣來制備壓制磚的方法，該 固體廢棄物利用方法直接簡單，與再生混凝±制備類似，但高效復(fù)合劑、減水劑W及氧化 儀、憐酸鹽類固化劑的使用大大增加了其成本，同時(shí)菱儀酸鹽基遇水易發(fā)生強(qiáng)度損失，導(dǎo)致 壓制磚質(zhì)量降低，耐久性能差。中國專利"含有工業(yè)固體廢棄物的蒸壓加氣混凝±擱塊及其 制備方法"（授權(quán)公告號(hào)：CN102786320B)公開了一種利用廢棄物基料、氯化儀溶液、氧化 儀、結(jié)合劑、雙氧水W及銅系稀±和部分添加劑來制備蒸壓加氣混凝±的方法，該擱塊具有 防火、防水、防蟲、容重低和強(qiáng)度等級(jí)高等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)因銅系稀±和添加劑的使用而帶來 的成本問題值得注意，與市場混凝±擱塊的競爭優(yōu)勢不明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種非般燒型固體廢棄物高活性礦物滲合料及其制備方法， 所述非般燒型固體廢棄物高活性礦物滲合料活性高、比表面積大，可改善混凝±的初始工 作性能，具有早期強(qiáng)度高、凝結(jié)時(shí)間可調(diào)控、體積性能穩(wěn)定的特點(diǎn)；且其制備方法簡單，采用 非般燒方式生產(chǎn)高活性的再生礦物滲和料、節(jié)能減排；本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)建筑垃圾的回收利用， 具有顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0006] 一種非般燒型固體廢棄物高活性礦物滲合料，它由廢舊砂漿粉、磨細(xì)鋼渣粉、脫硫 石膏和廢石粉經(jīng)粉磨而成，各組分所占質(zhì)量百分比為：
[0007] 廢舊砂漿粉 32-60% 磨細(xì)鋼渣粉 15-25% 脫硫石膏 4，g煉
[0008] 廢石粉 20-35%。
[0009] 上述方案中，所述廢舊砂漿粉W廢舊混凝±或砂漿制品（擱筑砂漿或抹面砂漿 等）為原料，將其進(jìn)行破碎，然后取粒度小于2. 36mm的粉料粉磨至比表面積為350-450m7 kg，200目篩余小于10% (質(zhì)量）而成。
[0010] 上述方案中，所述磨細(xì)鋼渣粉的比表面積為400-600mVkg，200目篩余小于10% (質(zhì)量）。
[0011] 上述方案中，所述脫硫石膏為工業(yè)脫硫石膏，CaS〇4·2&0質(zhì)量含量大于90%，200 目篩余5-8%(質(zhì)量）。
[0012] 上述方案中，所述廢石粉由大理石或石灰石等加工廢料磨細(xì)至比表面積為 300-400m2/kg、200目篩余小于15% (質(zhì)量）而成。
[0013] 上述一種非般燒型固體廢棄物高活性礦物滲合料的制備方法，包括W下步驟：
[0014] 1)W廢舊混凝±或廢舊砂漿為原料，將其進(jìn)行破碎，取粒度小于2. 36mm的粉料進(jìn) 行粉磨至比表面積為350-450m7kg，200目篩余小于10%，得廢舊砂漿粉備用；
[0015] 2)將大理石或石灰石等加工廢料進(jìn)行粉磨，至其比表面積為300-400mVkg、200目 篩余小于15%，得廢石粉；
[001引如按照W下質(zhì)量配比稱取各原料：廢舊砂漿粉32-60%、磨細(xì)鋼渣粉15-25%、脫 硫石膏4-8%、廢石粉20-35% ;
[0017] 4)將廢石粉置于漉式磨機(jī)中，然后加入磨細(xì)鋼渣粉和廢舊砂漿進(jìn)行混合粉磨，至 出機(jī)粉料200目篩余在5-10%，比表面積為350-450mVkg，粉磨時(shí)間為1-化（需根據(jù)實(shí)際 情況加W調(diào)整）；最后加入脫硫石膏粉磨0. 5-1.化，至出機(jī)粉料比表面積為350-450m7kg， 即得所述的非般燒型固體廢棄物高活性礦物滲合料。
[001引本發(fā)明采用的原理為：
[0019] 1.本發(fā)明所述非般燒型固體廢棄物高活性礦物滲合料的活性激發(fā)主要表現(xiàn)在物 理激發(fā)和化學(xué)禪合兩個(gè)方面：
[0020] 1)通過對廢舊水泥砂漿（廢棄混凝±、擱筑砂漿或抹面砂漿等分離所得）、鋼渣 粉、脫硫石膏和石材廢料等多固體廢棄物進(jìn)行混合粉磨，利用機(jī)械的物理激發(fā)作用產(chǎn)生一 定活性：將水泥砂漿、鋼渣、脫硫石膏和石材廢料混合粉磨后，可使得物料的比表面積增大， 粉磨能量中的一部分轉(zhuǎn)化為新生顆粒的內(nèi)能和表面能，同時(shí)晶體的鍵能也發(fā)生變化，晶格 能減少，在晶格能損失的位置產(chǎn)生位錯(cuò)、缺陷和重結(jié)晶，在表面形成易溶于水的非晶態(tài)晶 格，水分子更容易進(jìn)入復(fù)合礦物滲合料的內(nèi)部，加速水化反應(yīng)，提升其活性。
[0021] 2)通過各粉料組分禪合的化學(xué)激發(fā)作用產(chǎn)生活性：廢舊水泥砂漿、鋼渣粉、脫 硫石膏和石材廢料等多固體廢棄物化學(xué)組成不同，建筑砂漿中的水泥石粉中含有f-化0、 Ca(0H)2、少量的化+和玻璃態(tài)的Si-0結(jié)構(gòu)等，鋼渣中含有與娃酸鹽水泥熟料類似的娃酸 二巧和少量的侶酸鹽，其水解后形成水化娃酸巧和侶酸巧凝膠，并釋放出大量的0H、Ca2\ A13%在水解后的OH、化+等的激發(fā)下，建筑垃圾中水泥石粉的玻璃態(tài)的Si-0結(jié)構(gòu)迅速解離， Si-0和A1-0團(tuán)溶出并和鋼渣釋放出的離子反應(yīng)生成C-A-S-H凝膠，水化物填充于原始的水 化娃酸巧和侶酸巧凝膠的網(wǎng)絡(luò)中，使整體的結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，漿體強(qiáng)度提高。
[0022] 3)在混凝±中W礦物滲合料的形式滲入鋼渣，會(huì)存在f-化0、f-MgO等造成的混凝 上安定性不良的安全隱患。鋼渣中一般都含有0~3 %左右的f-化0、f-MgO等物質(zhì)，將其作 為原料與廢舊石粉混合后，粉料粒度可進(jìn)一步降低，增加f-化0、f-MgO反應(yīng)接觸機(jī)率，在粉 磨初期就能激發(fā)出其活性提前完成水化反應(yīng)起到活性釋放的作用，可W避免f-化0、f-MgO的二次反應(yīng)帶來的體積穩(wěn)定性問題，從而提升再生膠凝材料的整體活性和混凝±結(jié)構(gòu)的穩(wěn) 定性。
[0023] 4)脫硫石膏使?jié)B合料在水化時(shí)形成更多的巧抓石，提高早期強(qiáng)度和體積穩(wěn)定性， 并可調(diào)控復(fù)合滲合料漿體的凝結(jié)時(shí)間。石材廢料中CaC〇3微細(xì)顆粒可顯著改善混凝±的和 易性。
[0024] 2.本發(fā)明混合粉磨工藝設(shè)計(jì)原理為：
[0025] 1)廢舊砂漿W城市廢棄混凝±和/或砂漿制品為原料，利用飄式破碎機(jī)對廢舊 混凝±塊進(jìn)行破碎，取過2. 36mm篩篩余進(jìn)入漉式粉磨機(jī)粉磨，至出機(jī)粉料200目篩余小于 10%。
[0026] 2)由于大理石或石灰石廢石材粒度均勻度差，需先利用漉式磨對其石材進(jìn)行前 期粉磨，將其輸送到雙漉式漉式磨機(jī)中粉磨，至比表面積為300-400m7kg、200目篩余小于 15 %，粉磨時(shí)間為1-化，需根據(jù)實(shí)際情況加W調(diào)整；再將磨細(xì)鋼渣粉和廢舊砂漿加入到漉 式磨機(jī)中混合粉磨，至出機(jī)粉料200目篩余在5-10%，比表面積350-450m7kg，粉磨時(shí)間為 l-3h，需根據(jù)實(shí)際情況加W調(diào)整；最后加入脫硫石膏粉磨0. 5-1.化左右，出機(jī)粉料比表面 積 350-450m7kg。
[0027] 根據(jù)上述方案制備的非般燒型固體廢棄物高活性礦物滲合料，其需水量比為 70-92 %，活性指數(shù)為80-100 %，比表面積為350-450m7kg，水泥膠砂活性試驗(yàn)中3d抗壓強(qiáng) 度達(dá)到20MpaW上，7d抗壓強(qiáng)度滿足25MpaW上，28抗壓強(qiáng)度滿足35MpaW上，混凝±收縮 率控制在2-4X104范圍內(nèi)。
[002引本發(fā)明的有益效果為：
[0029] 1)將工業(yè)副產(chǎn)品（鋼渣粉、脫硫石膏、石材廢料）添加到廢舊砂漿粉中進(jìn)行混合粉 磨，制備出活性較高的再生礦物滲和料，改善了水泥制品的工作性能和早期強(qiáng)度，也節(jié)約了 原材料成本。
[0030] 2)將建筑廢舊混凝±或砂漿制品分離所得水泥砂漿進(jìn)行資源化利用，避免了傳統(tǒng) 廢棄混凝±堆放和填埋，破碎后粒徑大于2. 36mm可W作為再生混凝±骨料使用，2. 36mm篩 余可生產(chǎn)本發(fā)明所述再生礦物滲和料，實(shí)現(xiàn)了廢棄混凝上制品的全面利用，節(jié)約了自然資 源，保護(hù)了環(huán)境，滿足循環(huán)可持續(xù)發(fā)展的要求。
[0031] 3)由于鋼渣本身的潛在減活性，一方面可作為各固體廢棄物的激發(fā)劑，另一方面 其與石膏反應(yīng)的產(chǎn)物具有較好的膨脹性能，可補(bǔ)償混凝±的各種收縮帶來的體積不穩(wěn)定的 問題，同時(shí)，鋼渣參與粉磨后，其含有的f-化0、f-Mg0活性釋放，有效避免了f-化0、f-Mg0等 作為礦物滲合料時(shí)二次水化