[发明专利]一种应用于混凝土制备的CMA的制取方法

说明书

一种应用于混凝土制备的CMA的制取方法，主要针对通过收集得到的CMA进行收集晾晒、初步筛分、固定燃烧条件下对CMA进行二次加温处理，并对二次处理的CMA再次进行过筛，获得用于混凝土制备的CMA的最佳颗粒，所制备的CMA可直接作为外掺量，或者作为替代部分水泥制作混凝土，具有操作简单、节能环保、所制取的CMA强度高成本低，适合工业化生产的优点。

技术领域

本发明属于新型混凝土材料及环境工程技术领域，具体涉及一种应用于混凝土制备的CMA的制取方法。

背景技术

随着全球能源危机和环境保护问题的日益突出，利用生物质灰替代部分水泥制作绿色混凝土是近年来研究的重点领域之一。已有的研究结果表明，生物质灰可用于制作混凝土材料和混凝土制品的生产，这为生物质灰的工程应用提供了广阔的前景。牛粪是一种来源广泛，且产量巨大的畜牧业废弃物，如国内外大规模的奶牛养殖场所产生的牛粪，以及在我国西部和北部边远的藏区、牧区，牧民将牛粪晒干后作为燃料是日常生活的必需品。牛粪燃烧后产生的牛粪灰，本发明简称CMA(Cattle Manure Ash)每年产量巨大。据统计，2017年我国牛存栏数为10008.5万头，每年产生的CMA(牛粪灰)约计0.397亿吨(全国粉煤灰产量约为6.0亿吨)。研究发现，CMA是具有火山灰的活性性质，可用于水泥和混凝土的生产。相比较于其他生物质灰，CMA杂质少、质纯，且不含有毒有害成分，当用作添加料替代部分水泥时，其性能参数、处理手段等均要优于其他生物质灰。CMA的工程应用不但能实现废物利用，降低水泥用量，解决生产水泥时所带来的环境问题，达到绿色环保的目的，而且CMA混凝土的强度有保证。

混凝土产品除了要有强度、耐久性等指标要求的同时，也要求新拌混凝土具有良好的和易性。目前有关CMA对混凝土拌合物的和易性影响的研究尚不深入。主要是CMA颗粒从形态上呈现为絮状，明显不同于水泥和粉煤灰的颗粒形态，CMA的这种颗粒形态必然对混凝土制作产生影响，但迄今有关这方面的研究还尚未开展。另一方面，目前国内外对于生物质灰的制取还没有相应的标准，对生物质灰进行性质分析时，一般采用的是煤质分析的标准，制灰温度较高，而生物质中的无机元素在高温下易挥发，进而造成灰分性质的不稳定。由于国内外关于灰化温度对CMA相关特性影响的研究较少，需要系统深入地研究灰化温度对CMA各方面特性的影响，以达到准确确定CMA物理化学性质的目的。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种应用于混凝土制备的CMA的制取方法，能够采用CMA替代部分水泥制作混凝土时，达到其性能参数、处理手段等最优化，CMA的工程应用可以实现废弃物资源的再利用，降低水泥用量，解决生产水泥时所带来的环境问题，具有工艺规范、生产成本低及绿色环保等优点。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种应用于混凝土制备的CMA的制取方法，包括以下具体步骤：

步骤一：对CMA进行收集晾晒，使其含水量降低至6％以下，以便初步筛分；

步骤二：将晾晒好的CMA用20-30目的过筛进行初步过筛，剔除杂质和未燃烧尽的CMA较大颗粒，选用颗粒直径0.613mm以下的颗粒；

步骤三：在马弗炉中将初步过筛后的CMA铺设均匀，在500℃-800℃温度条件下对CMA进行加温处理，首先预加温10-15分钟，恒温1.5-2小时，而后停止加温，自然冷却，打开炉门，收集CMA；

步骤四：用20-30目的过筛将步骤三中收集的CMA再次进行过筛，除去由于加温所产生的结块颗粒，选用颗粒直径0.613mm以下的颗粒即可得到用于混凝土制备的CMA。

步骤一所述收集晾晒的CMA，是用牛粪作为燃料燃烧后的产物，不夹杂其它生物质成分。

步骤三使用的马弗炉在工业化生产时可由大型工业燃烧炉替代。

本发明的有益效果：