一种非煅烧型固体废弃物高活性矿物掺合料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料领域，具体设及一种非般烧型固体废弃物高活性矿物渗合料 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 当前，我国建筑垃圾年排放量超过2亿吨。随着城市建设从外延式开发到与内涵 式大规模旧城改造并举，我国新建建筑施工垃圾和旧建筑拆除改造产生的建筑垃圾产生量 将逐渐增多，建筑垃圾的回收利用成为了迫切解决的问题。建筑垃圾主要处理方式是填埋 或堆放，占用了大量±地资源，危害环境。国内研究主要是将废旧混凝±骨料分离出来制备 再生混凝±，或者磨细制备填料加固路基，但应用较少。
[0003] 中国专利"利用固体废弃物再生制成的砖和方法"（授权公告号：CN102603265B) 公开了一种采用氧化儀、憐酸钢、减水剂和高效复合剂与固体废渣来制备压制砖的方法，该 固体废弃物利用方法直接简单，与再生混凝±制备类似，但高效复合剂、减水剂W及氧化 儀、憐酸盐类固化剂的使用大大增加了其成本，同时菱儀酸盐基遇水易发生强度损失，导致 压制砖质量降低，耐久性能差。中国专利"含有工业固体废弃物的蒸压加气混凝±搁块及其 制备方法"（授权公告号：CN102786320B)公开了一种利用废弃物基料、氯化儀溶液、氧化 儀、结合剂、双氧水W及铜系稀±和部分添加剂来制备蒸压加气混凝±的方法，该搁块具有 防火、防水、防虫、容重低和强度等级高等优点，但同时因铜系稀±和添加剂的使用而带来 的成本问题值得注意，与市场混凝±搁块的竞争优势不明显。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种非般烧型固体废弃物高活性矿物渗合料及其制备方法， 所述非般烧型固体废弃物高活性矿物渗合料活性高、比表面积大，可改善混凝±的初始工 作性能，具有早期强度高、凝结时间可调控、体积性能稳定的特点；且其制备方法简单，采用 非般烧方式生产高活性的再生矿物渗和料、节能减排；本发明可实现建筑垃圾的回收利用， 具有显著的经济和环保效益。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0006] 一种非般烧型固体废弃物高活性矿物渗合料，它由废旧砂浆粉、磨细钢渣粉、脱硫 石膏和废石粉经粉磨而成，各组分所占质量百分比为：
[0007] 废旧砂浆粉 32-60% 磨细钢渣粉 15-25% 脱硫石膏 4，g炼
[0008] 废石粉 20-35%。
[0009] 上述方案中，所述废旧砂浆粉W废旧混凝±或砂浆制品（搁筑砂浆或抹面砂浆 等）为原料，将其进行破碎，然后取粒度小于2. 36mm的粉料粉磨至比表面积为350-450m7 kg，200目筛余小于10% (质量）而成。
[0010] 上述方案中，所述磨细钢渣粉的比表面积为400-600mVkg，200目筛余小于10% (质量）。
[0011] 上述方案中，所述脱硫石膏为工业脱硫石膏，CaS〇4·2&0质量含量大于90%，200 目筛余5-8%(质量）。
[0012] 上述方案中，所述废石粉由大理石或石灰石等加工废料磨细至比表面积为 300-400m2/kg、200目筛余小于15% (质量）而成。
[0013] 上述一种非般烧型固体废弃物高活性矿物渗合料的制备方法，包括W下步骤：
[0014] 1)W废旧混凝±或废旧砂浆为原料，将其进行破碎，取粒度小于2. 36mm的粉料进 行粉磨至比表面积为350-450m7kg，200目筛余小于10%，得废旧砂浆粉备用；
[0015] 2)将大理石或石灰石等加工废料进行粉磨，至其比表面积为300-400mVkg、200目 筛余小于15%，得废石粉；
[001引如按照W下质量配比称取各原料：废旧砂浆粉32-60%、磨细钢渣粉15-25%、脱 硫石膏4-8%、废石粉20-35% ;
[0017] 4)将废石粉置于漉式磨机中，然后加入磨细钢渣粉和废旧砂浆进行混合粉磨，至 出机粉料200目筛余在5-10%，比表面积为350-450mVkg，粉磨时间为1-化（需根据实际 情况加W调整）；最后加入脱硫石膏粉磨0. 5-1.化，至出机粉料比表面积为350-450m7kg， 即得所述的非般烧型固体废弃物高活性矿物渗合料。
[001引本发明采用的原理为：
[0019] 1.本发明所述非般烧型固体废弃物高活性矿物渗合料的活性激发主要表现在物 理激发和化学禪合两个方面：
[0020] 1)通过对废旧水泥砂浆（废弃混凝±、搁筑砂浆或抹面砂浆等分离所得）、钢渣 粉、脱硫石膏和石材废料等多固体废弃物进行混合粉磨，利用机械的物理激发作用产生一 定活性：将水泥砂浆、钢渣、脱硫石膏和石材废料混合粉磨后，可使得物料的比表面积增大， 粉磨能量中的一部分转化为新生颗粒的内能和表面能，同时晶体的键能也发生变化，晶格 能减少，在晶格能损失的位置产生位错、缺陷和重结晶，在表面形成易溶于水的非晶态晶 格，水分子更容易进入复合矿物渗合料的内部，加速水化反应，提升其活性。
[0021] 2)通过各粉料组分禪合的化学激发作用产生活性：废旧水泥砂浆、钢渣粉、脱 硫石膏和石材废料等多固体废弃物化学组成不同，建筑砂浆中的水泥石粉中含有f-化0、 Ca(0H)2、少量的化+和玻璃态的Si-0结构等，钢渣中含有与娃酸盐水泥熟料类似的娃酸 二巧和少量的侣酸盐，其水解后形成水化娃酸巧和侣酸巧凝胶，并释放出大量的0H、Ca2\ A13%在水解后的OH、化+等的激发下，建筑垃圾中水泥石粉的玻璃态的Si-0结构迅速解离， Si-0和A1-0团溶出并和钢渣释放出的离子反应生成C-A-S-H凝胶，水化物填充于原始的水 化娃酸巧和侣酸巧凝胶的网络中，使整体的结构更加密实，浆体强度提高。
[0022] 3)在混凝±中W矿物渗合料的形式渗入钢渣，会存在f-化0、f-MgO等造成的混凝 上安定性不良的安全隐患。钢渣中一般都含有0~3 %左右的f-化0、f-MgO等物质，将其作 为原料与废旧石粉混合后，粉料粒度可进一步降低，增加f-化0、f-MgO反应接触机率，在粉 磨初期就能激发出其活性提前完成水化反应起到活性释放的作用，可W避免f-化0、f-MgO的二次反应带来的体积稳定性问题，从而提升再生胶凝材料的整体活性和混凝±结构的稳 定性。
[0023] 4)脱硫石膏使渗合料在水化时形成更多的巧抓石，提高早期强度和体积稳定性， 并可调控复合渗合料浆体的凝结时间。石材废料中CaC〇3微细颗粒可显著改善混凝±的和 易性。
[0024] 2.本发明混合粉磨工艺设计原理为：
[0025] 1)废旧砂浆W城市废弃混凝±和/或砂浆制品为原料，利用飄式破碎机对废旧 混凝±块进行破碎，取过2. 36mm筛筛余进入漉式粉磨机粉磨，至出机粉料200目筛余小于 10%。
[0026] 2)由于大理石或石灰石废石材粒度均匀度差，需先利用漉式磨对其石材进行前 期粉磨，将其输送到双漉式漉式磨机中粉磨，至比表面积为300-400m7kg、200目筛余小于 15 %，粉磨时间为1-化，需根据实际情况加W调整；再将磨细钢渣粉和废旧砂浆加入到漉 式磨机中混合粉磨，至出机粉料200目筛余在5-10%，比表面积350-450m7kg，粉磨时间为 l-3h，需根据实际情况加W调整；最后加入脱硫石膏粉磨0. 5-1.化左右，出机粉料比表面 积 350-450m7kg。
[0027] 根据上述方案制备的非般烧型固体废弃物高活性矿物渗合料，其需水量比为 70-92 %，活性指数为80-100 %，比表面积为350-450m7kg，水泥胶砂活性试验中3d抗压强 度达到20MpaW上，7d抗压强度满足25MpaW上，28抗压强度满足35MpaW上，混凝±收缩 率控制在2-4X104范围内。
[002引本发明的有益效果为：
[0029] 1)将工业副产品（钢渣粉、脱硫石膏、石材废料）添加到废旧砂浆粉中进行混合粉 磨，制备出活性较高的再生矿物渗和料，改善了水泥制品的工作性能和早期强度，也节约了 原材料成本。
[0030] 2)将建筑废旧混凝±或砂浆制品分离所得水泥砂浆进行资源化利用，避免了传统 废弃混凝±堆放和填埋，破碎后粒径大于2. 36mm可W作为再生混凝±骨料使用，2. 36mm筛 余可生产本发明所述再生矿物渗和料，实现了废弃混凝上制品的全面利用，节约了自然资 源，保护了环境，满足循环可持续发展的要求。
[0031] 3)由于钢渣本身的潜在减活性，一方面可作为各固体废弃物的激发剂，另一方面 其与石膏反应的产物具有较好的膨胀性能，可补偿混凝±的各种收缩带来的体积不稳定的 问题，同时，钢渣参与粉磨后，其含有的f-化0、f-Mg0活性释放，有效避免了f-化0、f-Mg0等 作为矿物渗合料时二次水化