[发明专利]全废弃物制备的地聚合物基人工备防石及其制备方法

说明书

本发明公开了一种全废弃物制备的地聚合物基人工备防石及其制备方法，包括以下重量份数的原材料：废硅铝质材料288～412份；含碱废弃物85～150份；废硫酸盐矿物29～75份；再生骨料1501～1860份；中水216～241份；废旧纤维0～2份；农作物废弃物0～5份。该发明工艺简单，制备得到的人工备防石无外观缺陷，具有体积密度大，强度高（34MPa以上），抗风化、抗冻和抗冲磨性能好等优点，且在使用过程中，抛投方便，整体性好，稳定性强，抗冻融，耐风化，耐高速含砂水流冲磨，在高速水流下不易走失，是天然石材备防石的理想替代产品。

技术领域

本发明属于水工材料领域，具体涉及一种全废弃物制备的地聚合物基人工备防石及其制备方法。

背景技术

河流堤防工程险工段、控导工程处和附近区域常常需要储备一定数量的备防石，用来满足防汛抢险急需。传统的备防石都是开采天然石材得来的，而此种来源对自然山体造成永久性破坏，恶化了自然环境，不可持续。防汛石材需求量大，由于石材是不可再生资源，又由于各地纷纷采取封山育林的政策，加之运输油料的价格上涨，石材价格近年有持续上扬的趋势，天然石材稀缺成为河流防汛抢险工作中亟需解决的一个重要问题。

现有人工备防石的技术仍然存在一些不足，例如：碱激发技术存在备防石抗压强度低、泛碱严重等问题；高温烧结法存在烧结温度高、能耗高、工艺复杂等问题；混凝土包芯技术制备工艺复杂，且需要使用钢筋、钢丝网或塑钢土工格栅等成本较高的材料，且钢渣骨料存在安定性问题，所使用的水泥环境协调性差。

因此发明一种强度高、泛霜抑制能力强、体积密度大、抗冻、抗冲磨和抗风化性能强，且在制作能耗低、工艺简便、成本低廉、环境协调性好的全废弃物制备的地聚合物基人工备防石是十分必要的。

发明内容

为解决天然石材备防石替代问题，并解决现有技术存在的强度低、泛碱严重、体密度小、抗冻、抗冲磨和抗风化性能弱，在制作时能耗高、工艺复杂、成本高等问题，本发明提供一种全废弃物制备的地聚合物基人工备防石。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种全废弃物制备的地聚合物基人工备防石，包括以下重量份数的原材料：

废硅铝质材料288～412份；含碱废弃物85～150份；废硫酸盐矿物29～75份；再生骨料1501～1860份；中水216～241份；废旧纤维0～2份；农作物废弃物0～5份。

优选的，所述废硅铝质材料由如下重量百分比的原料组成：粒化高炉矿渣粉20%～90%、粉煤灰0～40%、废混凝土粉0～50%、废红砖粉0～50%、硅灰0～10%、煅烧煤矸石粉0～10%、尾矿粉0～20%、农作物废弃物灰0～10%。

优选的，所述含碱废弃物由如下重量百分比的原料组成：钢渣粉50～100%、赤泥0～20%、碱渣0～15%、电石渣0～15%。

优选的，所述废硫酸盐矿物由如下重量百分比的原料组成：脱硫石膏20～100%、磷石膏0～50%、氟石膏0～30%。

优选的，所述再生骨料由如下重量百分比的原料组成：再生细骨料30%～45%、再生粗骨料70%～55%。

优选的，所述废旧纤维为废旧纺线或/和织布。

优选的，所述农作物废弃物为玉米、高粱、小麦、水稻、棉花秸秆中的至少一种。

上述地聚合物基人工备防石的制备方法，包括如下步骤：

（1）称取上述重量份数的原料，先将再生粗骨料和中水以外的原料混匀；

（2）再向所述步骤（1）所得混合物中加入中水混匀；

（3）再向所述步骤（2）所得混合物中加入再生粗骨料混匀；