[发明专利]一种高强度碳化人造骨料的制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度碳化人造骨料的制备方法，包含如下步骤：收集残留混凝土进行压滤得到湿废渣，并将钢渣进行破碎、烘干、粉磨得到钢渣粉，然后将湿废渣与钢渣粉充分搅拌混合，得到混合料；然后将混合料投入圆盘造粒机中进行造粒，得到人造粗骨料坯体；将所得的人造粗骨料坯体养护之后再碳化既得。本发明所制备的高强度碳化人造骨料单颗粒强度高、吸水率低，完全符合高强度骨料的各种性能要求，能够替代天然骨料作为混凝土的原料使用，大大减少了天然砂石骨料的使用和开采，能够有效的保护矿山、节约自然资源，为混凝土建筑行业提供了一种可持续发展的生产方法，具有重要的意义。

技术领域

本发明属于混凝土技术领域，涉及一种高强度人造骨料的制备方法。

背景技术

混凝土是由水泥、骨料、拌合水、矿物掺合料以及一些外加剂配制而成的。其中，骨料(主要包括一些砂、石)大约占混凝土总重的60％～70％。随着矿山的过度开采，天然砂石骨料资源日益匮乏。寻找替代天然砂石骨料的人造骨料具有重要的意义。

搅拌站废渣是预拌混凝土(搅拌站)行业运营和维护过程中产生的大宗固体废弃物。每生产1立方米的混凝土平均会产生搅拌站废渣0.04吨。这些废渣如果处置不当，不仅会浪费很多人力、物力和财力，还会对环境造成很大的污染。搅拌站废渣主要来源有由于各种原因返还给搅拌站的新拌混凝土、搅拌车内和生产试验后的残留混凝土、清洗混凝土搅拌车和控制粉尘产生的废水废渣等。将这些收集起来的大量的废弃混凝土放入砂石分离机中进行清洗，将砂、石等骨料分离出来，剩余的混凝土浆体则进入三级沉淀系统，逐级沉淀后得到回收水和沉淀浆体，其中的浆体为湿废渣。这些湿废渣可塑性很强，将其进行搅拌处理，仍可具有浆体流动的性质；并且由于湿废渣中有大部分未水化的水泥，还具有一定的水化与碳化活性。

钢渣是炼钢过程中产生的一种排放量巨大的工业固体废弃物。钢渣质地坚硬，且含有CaO、SiO₂等具有潜在火山灰反应活性的氧化物，但其中f-CaO和f-MgO含量较高，由于f-CaO和f-MgO在有水参与的情况下发生水化反应会生成Ca(OH)₂和Mg(OH)₂，发生体积膨胀，导致体积安定性不良。因此粗钢渣不能直接用于混凝土的粗骨料。

大量焚烧化石能源和森林、植被的过度破坏以及工厂、汽车排放的尾气使得大气中的二氧化碳浓度越来越高。研发二氧化碳的捕捉和利用技术成为降低大气中二氧化碳浓度的重要措施。如果能够利用搅拌站废渣的可塑性强的特性，结合钢渣的高碳化活性，制备得到人造碳化骨料将具有很好的应用价值。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种可替代天然骨料的人造骨料的制备方法，这种人造骨料充分利用了搅拌站废渣可塑性强的特点，与磨细钢渣粉充分混合；利用搅拌站废渣与钢渣碳化活性强的特点，赋予人造骨料高强度；通过钢渣磨细以及f-CaO和f-MgO碳化消耗，避免钢渣安定性不良的风险；最后可充分利用温室气体CO₂进一步提高人造骨料的绿色化制造水平。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高强度碳化人造骨料的制备方法，包含如下步骤：

(1)收集残留混凝土进行压滤得到湿废渣，并将钢渣进行破碎、烘干、粉磨得到钢渣粉，然后将湿废渣与钢渣粉按湿废渣与钢渣粉质量比1：(0.5～1.5)的比例充分搅拌混合，得到混合料；

(2)将步骤(1)所得的混合料投入圆盘造粒机中进行造粒，得到人造粗骨料坯体；

(3)将步骤(2)所得的人造粗骨料坯体养护12-24h；

(4)将将步骤(3)养护之后的骨料颗粒碳化4-12h。

作为上述技术方案的优选，本发明提供的高强度碳化人造骨料的制备方法进一步包括下列技术特征的部分或全部：

作为上述技术方案的改进，所述步骤(1)中，压滤后的混凝土废渣含水率控制在50-80％。