[发明专利]一种利用工程弃土制备水泥掺合料的方法、水泥掺合料和水泥组合物

说明书

本发明属于固体废弃物资源化利用技术领域，特别涉及一种利用工程弃土制备水泥掺合料的方法、水泥掺合料和水泥组合物。本发明提供的利用工程弃土制备水泥掺合料的方法，包括以下步骤：将工程弃土进行粉碎，得到弃土粉末；将所述弃土粉末进行煅烧，得到水泥掺合料；所述工程弃土中包括高岭土，所述高岭土的含量在30wt.％以上；所述煅烧的温度为650～700℃。本发明对工程弃土的处理方法简便、易操作，制备得到的水泥掺合料能够满足混凝土对胶凝材料的强度要求，可实现规模化利用。

技术领域

本发明属于固体废弃物资源化利用技术领域，特别涉及一种利用工程弃土制备水泥掺合料的方法、水泥掺合料和水泥组合物。

背景技术

据《中国建筑垃圾资源化产业发展报告(2014年度)》统计，我国建筑弃土量平均以每年10％的速度增长，近几年中国每年建筑余泥渣土的排放总量约为15.5亿吨～24亿吨之间，占城市垃圾的比例约为40％，而余泥渣土中大部分为工程弃土。因此，资源化利用工程弃土具有重要的经济效益和社会效益。

现有技术中利用工程弃土进行开发和利用时，主要采用泥沙分离处理技术，分离后的砂石可作为骨料直接销售，分离出的泥主要进行填埋处理，或者将分离出的泥加工为陶瓷原料，或者将分离出的泥通过脱水、免烧结成型工艺生产实心砖、地面砖、空心砖和各种砌块等。但是上述方法对工程弃土的利用缺乏整体性，对工程弃土整体的利用率不够高，泥沙分离工艺流程相对复杂、繁琐，生产线的成本较高，且利用分离出的泥制备的砖和砌块整体强度都较低，28天抗压强度仅为10～15MPa，无法满足承重构件强度的要求，使其在承重构件的实际工程应用中受限。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用工程弃土制备水泥掺合料的方法，本发明对工程弃土的处理方法简便、易操作，能够高效利用工程弃土，制备得到的水泥掺合料能够满足混凝土对胶凝材料的强度要求，可实现规模化利用。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种利用工程弃土制备水泥掺合料的方法，包括以下步骤：

将工程弃土进行粉碎，得到弃土粉末；所述工程弃土中包括高岭土，所述高岭土的含量在30wt.％以上；

将所述弃土粉末进行煅烧，得到水泥掺合料；所述煅烧的温度为650～700℃。

优选地，所述工程弃土为花岗岩残积土。

优选地，所述弃土粉末的粒径在0.3mm以下。

优选地，所述煅烧的温度由室温升温得到，所述升温的速率为5～10℃/min。

优选地，所述煅烧的时间为2～3h。

本发明还提供了采用上述技术方案所述方法制备得到的水泥掺合料，所述水泥掺合料中含有偏高岭土。

本发明还提供了一种水泥组合物，包括水泥和上述技术方案所述的水泥掺合料。

优选地，所述水泥掺合料的质量为水泥和水泥掺合料总质量的30％以下。

本发明提供了一种利用工程弃土制备水泥掺合料的方法，包括以下步骤：将工程弃土进行粉碎，得到弃土粉末；将所述弃土粉末进行煅烧，得到水泥掺合料；所述工程弃土中包括高岭土，所述高岭土的含量在30wt.％以上；所述煅烧的温度为650～700℃。本发明将含有30wt.％以上高岭土的工程弃土在650～700℃条件下进行煅烧，高岭土的主要成分为氧化硅和氧化铝，经过煅烧后转变为亚稳状态的偏高岭土，偏高岭土中含有大量的活性Al₂O₃和SiO₂，具有较强的火山灰效应以及填充效应，能与水泥一次水化反应生成的氢氧化钙反应生成硅酸钙凝胶，即火山灰反应，能够加快水泥水化速度，使混凝土内部结构更加致密，混凝土内部的平均孔隙大小和孔隙率降低，有害气孔减少，有效地提升了混凝土的抗渗性能和力学性能。