一种高活性再生掺合料及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种高活性再生掺合料，按重量百分比计，它是由55～80wt%比表面积不低于350m2/kg的再生骨料微粉、10～25wt%的煤矸石粉和10～20wt%的石灰石粉在600～900℃温度下进行煅烧后，再与煅烧后粉料质量0～5wt%的钠基水玻璃混合粉磨至比表面积不低于550m2/kg而得。本发明所述的高活性再生掺合料品质与活性极高，可以在混凝土中大掺量应用，最大限度地利用了建筑垃圾与工业废渣。本发明还提供所述的高活性再生掺合料的制备方法和在混凝土制备中的应用。
【专利说明】ー种高活性再生掺合料及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑垃圾资源化利用与エ业废渣综合利用领域，具体地，涉及ー种高活性再生掺和料，及其在混凝土制备中的应用。
【背景技术】
[0002]建筑垃圾资源化利用与エ业废渣综合利用一直是国内外建筑行业热点话题，面对环境污染、资源匮乏的今天，建筑垃圾资源化利用与エ业废渣综合利用必定是未来建筑行业的发展方向。
[0003]再生骨料是建筑垃圾资源化利用中最重要的产品。再生骨料中含有大量氧化硅、氧化铝等活性物质，是ー种类似于火山灰质的混合材。其中的水泥石具有较大的潜在活性，通过不同的激活方式就能使其具有很高的活性。
[0004]煤矸石中也含有大量氧化硅、氧化铝等活性物质，经过煅烧处理会产生较大活性。同时，未过火的煤矸石中含有碳成分，可以作为燃料提供热量。
[0005]从现有的再生掺和料 来看，产品普遍品质较差，活性较低，产品质量难以保证，极大限制了其掺入用量。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是以建筑垃圾与エ业废渣原材，通过煅烧的方式，制备出ー种高活性再生掺合料。
[0007]本发明的上述目的是通过以下技术方案实现:
[0008]提供ー种高活性再生掺合料，按重量百分比计，它是由55~80wt%比表面积不低于350m2/kg的再生骨料微粉、10~25wt%的煤矸石粉和10~20wt%的石灰石粉在600~900°C温度下进行煅烧后，再与煅烧后粉料质量0~5wt%的钠基水玻璃混合粉磨至比表面积不低于550m2/kg而得。
[0009]本发明优选的方案中，所述的高活性再生掺合料，按重量百分比计，是由65~75wt%比表面积不低于350m2/kg的再生骨料微粉、20~25wt%的煤矸石粉和10~15wt%的石灰石粉在750~900°C温度下进行煅烧后，再与煅烧后粉料质量3~5wt%的钠基水玻璃混合粉磨至比表面积不低于650m2/kg而得。
[0010]本发明最优选的方案中，所述的高活性再生掺合料，按重量百分比计，是由65wt%比表面积不低于350m2/kg的再生骨料微粉、25wt%的煤矸石粉和10wt%的石灰石粉在750°C温度下进行煅烧后，再与煅烧后粉料质量3wt%的钠基水玻璃混合粉磨至比表面积不低于650m2/kg 而得。
[0011]所述的再生骨料微粉，按重量百分比计，优选由15~30wt%的再生细骨料和70~85wt%的再生粗骨料混配后经粉磨得到。
[0012]所述的再生细骨料与再生粗骨料含泥量优选< 1.0%。
[0013]所述的再生细骨料和粗骨料可以来自现有技术中的各种建筑垃圾或エ业废渣，优选的再生细骨料粒径1.25~5.0mm ;优选的再生粗骨料粒径5~16mm。
[0014]所述的煤矸石粉优选三类煤矸石粉，热量500~1500大卡，氧化铝含量不低于25%, 45 u m方孔筛筛余不高于12%。
[0015]所述的石灰石粉优选氧化钙含量不低于50%,比表面积不低于350m2/kg。 [0016]所述的钠基水玻璃优选模数为1.2~2.0。
[0017]本发明还提供所述的高活性再生掺合料的制备方法，包括以下步骤:
[0018]I)按重量百分比计，将15~30wt%的再生细骨料和70~85wt%的再生粗骨料混合粉磨成比表面积不低于350m2/kg的微粉；
[0019]2)按重量百分比计，将55~80wt%的步骤I)得到的微粉、10~25wt%的煤矸石粉和10~20wt%的石灰石粉混合均匀后在600~900°C温度下煅烧4~6小时，得到煅烧后粉料；
[0020]3)将步骤2)得到的煅烧后粉料与占其质量0~5wt%的钠基水玻璃混合后粉磨至比表面积不低于550m2/kg，即得本发明所述的高活性再生掺合料。
[0021]步骤I)所述的再生细骨料与再生粗骨料含泥量优选≤1.0%。
[0022]步骤I)所述的粉磨装置优选为立磨、球磨机。
[0023]步骤I)所述的粉磨后的再生骨料微粉比表面积优选不低于450m2/kg。
[0024]步骤2)所述的煤矸石粉优选为三类煤矸石粉，热量500~1500大卡，氧化铝含量不低于25%, 45 V- m方孔筛筛余不高于12%。
[0025]步骤2)所述的石灰石粉优选氧化钙含量不低于50%,比表面积不低于350m2/kg。
[0026]步骤2)所述的混合优选通过粉体混合机完成。
[0027]步骤2)所述的锻烧优选通过回转式锻烧炉或锻烧窑完成。
[0028]步骤3)所述的钠基水玻璃优选模数为1.2~2.0。
[0029]步骤3)所述的粉磨装置优选为立磨、球磨机。
[0030]本发明还提供所述的高活性再生掺合料在制备混凝土中的应用，是在混凝土中用本发明所述的高活性再生掺合料替代60%以上的胶凝材料。
[0031]与现有技术相比，本发明的再生掺合料具有以下有益效果:
[0032]1、再生掺合料的品质与活性极高
[0033]所有原料均采用粉料形式，经过均化后进入煅烧エ艺，使其活化反应极其充分。同吋，经过煅烧处理，煤矸石粉不仅可以作为燃料自燃提供大量热量，更能使煤矸石粉本身具有很大活性。在反应过程中，煤矸石粉与再生骨料微粉相互激发，相互促进更充分的活化反应。
[0034]2、可以在混凝土中大掺量应用
[0035]一般而言，建筑垃圾粉体由于其杂质较多、活性较低等缺点，难以在混凝土中大掺量应用。本发明制备的高活性再生掺合料，在混凝土中至少可以替代60%的胶凝材料。
[0036]3、最大限度利用建筑垃圾与エ业废渣的实用价值与附加价值
[0037]无论是建筑垃圾，还是エ业废渣，本发明均使它们的实用价值与附加价值得到最大化的利用。
【专利附图】
【附图说明】[0038]图1为本发明实施例1的高活性再生掺合料制备方法的流程图。
【具体实施方式】
[0039]以下结合具体实施例，对本发明作进ー步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。
[0040]实施例一、高活性再生掺合料的制备
[0041]如图1所示，本发明的ー种高活性再生掺合料的制备步骤具体如下:
[0042]A、配料:采用电子计量称将再生细骨料与再生粗骨料按如下比例进行配料:
[0043]再生细骨料与再生粗骨料总质量100%计，再生细骨料(含泥量为0.5%) 30wt%,再生粗骨料70wt%。其中，再生细骨料含泥量为0.5%，再生粗骨料含泥量0%。
[0044]B、一次粉磨:用球磨机将上面配好的再生骨料进行粉磨，出磨再生骨料微粉比表面积 350m2/kg。
[0045]C、配料:采用电子计量称将一次粉磨后的再生骨料微粉、煤矸石粉、石灰石粉按如下比例配料:
[0046]—次粉磨后的再生骨料微粉、煤矸石粉与石灰石粉总质量以100%计，煤矸石粉25wt%,石灰石粉10wt%，步骤B得到的再生骨料微粉65wt%。其中，煤矸石粉热量1500大卡，氧化铝含量30%，45 um方孔筛筛余7% ;石灰石粉钙含量65%，比表面积450m2/kg。
[0047]D、混合:用粉体混合机将配好的粉料进行均化混合。
[0048]E、煅烧:用回转式锻烧炉将混合好的粉料在750°C温度下进行煅烧6小吋。
[0049]F、二次粉磨:用球磨机将钠基水玻璃(煅烧后的粉料总质量的3wt%)与煅烧后的粉料一起进行粉磨，即得到产品。其中钠基水玻璃模数1.5，产品比表面积650m2/kg。
[0050]实施例二、高活性再生掺合料的制备
[0051]如图1所示，本发明的ー种高活性再生掺合料的制备步骤具体如下:
[0052]A、配料:采用电子计量称将再生细骨料与再生粗骨料按如下比例进行配料:
[0053]再生细骨料与再生粗骨料总质量100%计，再生细骨料(含泥量为0.5%) 20wt%,再生粗骨料80wt% (含泥量0%)。
[0054]B、一次粉磨:用球磨机将上面配好的再生骨料进行粉磨，出磨再生骨料微粉比表面积 350m2/kg。
[0055]C、配料:采用电子计量称将一次粉磨后的再生骨料微粉、煤矸石粉、石灰石粉按如下比例配料:
[0056]一次粉磨后的再生骨料微粉、煤矸石粉与石灰石粉总质量以100%计，煤矸石粉20wt%,石灰石粉15wt%，步骤B得到的再生骨料微粉65wt%。其中，煤矸石粉热量1500大卡，氧化铝含量30%，45 um方孔筛筛余7% ;石灰石粉钙含量65%，比表面积450m2/kg。
[0057]D、混合:用粉体混合机将配好的粉料进行均化混合。
[0058]E、煅烧:用回转式锻烧炉将混合好的粉料在850°C温度下进行煅烧5.5小吋。
[0059]F、二次粉磨:用球磨机将钠基水玻璃(煅烧后的粉料总质量的5wt%)与煅烧后的粉料一起进行粉磨，即得到产品。其中钠基水玻璃模数1.5，产品比表面积650m2/kg。
[0060]实施例三、高活性再生掺合料的制备
[0061]如图1所示，本发明的ー种高活性再生掺合料的制备步骤具体如下:[0062]A、配料:采用电子计量称将再生细骨料与再生粗骨料按如下比例进行配料:
[0063]再生细骨料与再生粗骨料总质量100%计，再生细骨料(含泥量为0.5%) 15wt%，再生粗骨料85wt% (含泥量0%)。
[0064]B、一次粉磨:用球磨机将上面配好的再生骨料进行粉磨，出磨再生骨料微粉比表面积 350m2/kg。
[0065]C、配料:采用电子计量称将一次粉磨后的再生骨料微粉、煤矸石粉、石灰石粉按如下比例配料:
[0066]一次粉磨后的再生骨料微粉、煤矸石粉与石灰石粉总质量以100%计，煤矸石粉10wt%,石灰石粉20wt%，步骤B得到的再生骨料微粉70wt%。其中，煤矸石粉热量1500大卡，氧化铝含量30%，45 um方孔筛筛余7% ;石灰石粉钙含量65%，比表面积450m2/kg。
[0067]D、混合:用粉体混合机将配好的粉料进行均化混合。
[0068]E、煅烧:用回转式锻烧炉将混合好的粉料在900°C温度下进行煅烧5小吋。
[0069]F、二次粉磨:用球磨机将钠基水玻璃(煅烧后的粉料总质量的5wt%)与煅烧后的粉料一起进行粉磨，即得到产品。其中钠基水玻璃模数1.5，产品比表面积650m2/kg。
[0070]实施例四、本发明高活性再生掺合料的性能测试
[0071]根据本发明实例ー制备的高活性再生掺合料，其性能检测结果见表1。其中，放射性參照GB6566进行；烧失量、三氧化硫和游离氧化钙參照GB/T176进行；安定性试验按GB/T1346进行；细度用负压筛析仪检测；需水量比按GB/T2419測定试验胶砂和对比胶砂的流动度，以二者流动度达到130mm ~140mm时的加水量之比确定再生掺合料的需水量比；含水量以烘干前和烘干后的质量之差与烘干前的质量之比确定；活性指数按GB/T17671测定试验胶砂和对比胶砂的抗压强度，以二者抗压强度之比确定。
[0072]表1高活性再生掺合料性能
[0073]
【权利要求】
1.ー种高活性再生掺合料，其特征在于:按重量百分比计，它是由55~80wt%比表面积不低于350m2/kg的再生骨料微粉、10~25wt%的煤矸石粉和10~20wt%的石灰石粉在.600~900°C温度下进行煅烧后，再与煅烧后粉料质量0~5wt%的钠基水玻璃混合粉磨至比表面积不低于550m2/kg而得。
2.权利要求1所述的高活性再生掺合料，其特征在于:按重量百分比计，它是由65wt%比表面积不低于350m2/kg的再生骨料微粉、25wt%的煤矸石粉和10wt%的石灰石粉在750°C温度下进行煅烧后，再与煅烧后粉料质量3wt%的钠基水玻璃混合粉磨至比表面积不低于650m2/kg 而得。
3.权利要求1-2所述的任意ー种高活性再生掺合料，其特征在于:所述的再生骨料微粉，按重量百分比计，由15~30wt%的再生细骨料和70~85wt%的再生粗骨料混配后经粉磨得到。
4.权利要求1-2所述的任意ー种高活性再生掺合料，其特征在于:所述的再生细骨料与再生粗骨料含泥量≤1.0%。
5.权利要求1-2所述的任意ー种高活性再生掺合料，其特征在于:所述的煤矸石粉为三类煤矸石粉，热量500~1500大卡，氧化铝含量不低于25%，45um方孔筛筛余不高于.12%。
6.权利要求1-2所述的任意ー种高活性再生掺合料，其特征在于:所述的石灰石粉氧化钙含量不低于50%,比表面积不低于350m2/kg。
7.权利要求1-2所述的任意ー种高活性再生掺合料，其特征在于:所述的钠基水玻璃模数为1.2~2.0。
8.权利要求1所述的高活性再生掺合料的制备方法，包括以下步骤: 1)按重量百分比计，将15~30wt%的再生细骨料和70~85wt%的再生粗骨料混合粉磨成比表面积不低于350m2/kg的微粉； 2)按重量百分比计，将55~80wt%的步骤I)得到的微粉、10~25wt%的煤矸石粉和.10~20wt%的石灰石粉混合均匀后在600~900°C温度下煅烧4~6小吋，得到煅烧后粉料； 3)将步骤2)得到的煅烧后粉料与占其质量0~5wt%的钠基水玻璃混合后粉磨至比表面积不低于550m2/kg，即得本发明所述的高活性再生掺合料。
9.权利要求8所述的制备方法，其特征在于:步骤I)所述的再生细骨料与再生粗骨料含泥量< 1.0% ;步骤I)所述的粉磨装置为立磨、球磨机；步骤I)所述的粉磨后的再生骨料微粉比表面积不低于450m2/kg ;步骤2)所述的煤矸石粉为三类煤矸石粉，热量500~1500大卡，氧化铝含量不低于25%，45 y m方孔筛筛余不高于12% ;步骤2)所述的石灰石粉氧化钙含量不低于50%，比表面积不低于350m2/kg ;步骤2)所述的混合通过粉体混合机完成；步骤.2)所述的锻烧通过回转式锻烧炉或锻烧窑完成；步骤3)所述的钠基水玻璃模数为1.2~.2.0 ;步骤3)所述的粉磨装置为立磨、球磨机。
10.权利要求1或2所述的任意ー种高活性再生掺合料在制备混凝土中的应用，其特征在于:在混凝土中用本发明所述的高活性再生掺合料替代60%以上的胶凝材料。
【文档编号】C04B18/16GK103553396SQ201310485261
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2013年10月16日
【发明者】李荣江, 李建勇, 马雪英, 尚百雨, 程东惠 申请人:北京新奥混凝土集团有限公司