[发明专利]一种氢氧化钠碱激发粉煤灰混凝土循环利用方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑垃圾资源化利用领域，特别涉及一种预先设计混凝土配比再通过二次煅烧循环利用氢氧化钠碱激发粉煤灰混凝土的方法。

背景技术

当前使用的具有水化活性的硅酸盐类胶凝材料主要有水泥熟料、电炉磷渣、高炉矿渣和粉煤灰等。这些材料在组成上相似，都是以CaO，SiO₂，Al₂O₃，Fe₂O₃，MgO等氧化物为主要化学成分。同时这些材料在产生或生产工程中都经过了高温历程和快速冷却。并且这些材料水化后，再次将其煅烧均能再次获得胶凝活性。

将粉煤灰、氢氧化钠、水和砂石等粗细骨料共同混合后可得到具有一定强度的氢氧化钠碱激发粉煤灰混凝土。这种材料在使用结束后直接作为建筑垃圾丢弃或者剥离出其中的砂、石作为建筑骨料后其余部分则被废弃。氢氧化钠碱激发粉煤灰混凝土建筑垃圾的资源化利用是影响其工程化应用一个因素。

发明内容

在这两方面的背景下，本技术通过在配制混凝土阶段，以矿渣主体化学成分为目标，调整砂子、石子和粉煤灰的比例，或在其中加入适当的调整材料，最终要求所得混凝土整体化学成分中除了烧失量和水分之外，与矿渣、化学成分相似或接近。在该混凝土破坏后，将其在1450-1550℃下煅烧，水淬冷却，所得产物即为具有一定活性的胶凝材料，从而实现了碱激发粉煤灰混凝土的重复利用。本发明具有节能环保，控制方便，便于工业化应用的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种氢氧化钠碱激发粉煤灰混凝土循环利用方法，包括：

步骤一，测定混凝土用细骨料、粗骨料和粉煤灰的化学成分，并通过配料计算，不计入水分和烧失量的情况下，使得粗、细骨料和粉煤灰三种固体混合料中的(CaO+MgO):(SiO₂+Al₂O₃)大于1且小于1.5，确定混凝土粗骨料、细骨料和粉煤灰的质量比例；

步骤二，符合步骤一中化学组成的粗、细骨料和磨细粉煤灰，与碱激发剂氢氧化钠共同混合均匀后制备碱激发胶凝材料混凝土；

步骤三，该混凝土在服役结束后，将其破碎、粉磨为粒径小于80微米的粉体，再将其置于煅烧设备中在1450℃-1500℃下煅烧并快速冷却，煅烧后的材料再经过破碎、粉磨至80微米以下，即可得到新的胶凝材料，粉煤灰和粗、细骨料中的有用成分从而得到重复利用。

所述细骨料为砂子，粒径小于5mm；所述粗骨料为石子，粒径大于5mm。

如果石子与砂子的质量比例大于2.0，则将部分石子破碎成为机制砂，以确保粗骨料和细骨料质量比例介于1.5-2.0之间。

所述步骤二中混合均匀后制备碱激发胶凝材料混凝土时还加入水和减水剂。

与传统建筑垃圾处置通用的填埋或者用作再生骨料相比，本技术提供了一种可以使用碱激发混凝土建筑垃圾二次生产胶凝材料的方法。使用本技术实现了碱激发混凝土的重复利用，可以节约石灰石资源。同时，上述工艺在混凝土配制，废弃混凝土破碎、粉磨，二次煅烧等方面都是成熟的技术，具有显著的经济性和可操作性。

附图说明

图1是本发明试验配比原料在五元相图中所处的位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

本发明一种氢氧化钠碱激发粉煤灰混凝土循环利用方法，首先测定配制混凝土所用砂子(即细骨料)、石子(即粗骨料)和粉煤灰的化学成分，常规情况下，其成分(质量百分数)指标如下：

砂子：1-2％的烧失量，2-5％的CaO，60-80％的SiO₂，10-15％的Al₂O₃，2-4％的Fe₂O₃，0-2％的MgO，1-6％的R₂O，和余量杂质；

石子：20-35％的烧失量，30-40％的CaO，10-20％的SiO₂，1-3％的Al₂O₃，0-2％的Fe₂O₃，2-18％的MgO，0-1.5％的R₂O，和余量杂质；