[发明专利]一种快硬早强渣土地聚物胶砂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种快硬早强渣土地聚物胶砂及其制备方法和应用，涉及建筑材料资源化利用技术领域。本发明提供的渣土地聚物胶砂包括以下制备原料：工程渣土、矿渣、砂和碱激发剂。本发明以全组分工程渣土为主原料，通过引入矿渣和砂，并合理控制各组分的配合比，利用碱激发剂技术获得一种快硬早强渣土地聚物胶砂。本发明能够实现工程渣土中砂、石、土的全组分利用，100％回收利用工程渣土；且得到的渣土地聚物胶砂具有和水泥胶砂相似的力学强度以及优越的快硬早强性能，可以替代水泥胶砂的使用，从而减少水泥的生产，避免水泥胶砂生产过程中1400℃的高温所产生的大量能耗，同时二氧化碳的排放量相比于水泥胶砂能够降低40～60％。

技术领域

本发明涉及建筑材料资源化利用技术领域，尤其涉及一种快硬早强渣土地聚物胶砂及其制备方法和应用。

背景技术

工程渣土是各类建筑物、构筑物、管网等进行建设、铺设或拆除、修缮过程中所产生的泥土(含砂石)。随着城市的不断建设，工程渣土存在数量庞大、处理困难等特点，已成为当今城市可持续发展中亟待解决的问题。据统计，目前我国每年产生的渣土量在十几亿立方米以上，且具有逐年增长的趋势。工程渣土现有的处理方式主要是受纳场填埋，然而受纳场需要人员管理和占用大量土地，且只能暂时储存渣土，如不能有效利用渣土，渣土堆积量越来越大，将会引发极大的环境和经济问题，甚至安全事故。工程渣土现有的资源化利用处理方式主要依靠泥砂分离技术，分离出的砂石骨料用作建筑材料，剩余的泥浆则外弃填埋，或是加以大比例的水泥生产砖块等制品，该方法还无法大量回收利用工程渣土。

胶砂作为重要建筑材料可广泛应用于各种工程建设中，目前常用的胶砂为水泥胶砂。而传统水泥胶砂需要采用“两磨一烧”的生产工艺，其煅烧需要在水泥回转窑中经受约1400℃的高温，该过程导致的能耗与污染问题随着基础设施建设对水泥需求量的日益增加而愈发严峻，因此开发水泥胶砂的替代品将具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快硬早强渣土地聚物胶砂及其制备方法和应用，本发明能够实现工程渣土全组分、大掺量的回收利用，且提供的渣土地聚物胶砂具有具有凝结时间短、力学强度高且早期强度发展快的特点，可代替现有水泥胶砂，节约了能源、降低了污染。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种快硬早强渣土地聚物胶砂，包括以下制备原料：

工程渣土、矿渣、砂和碱激发剂；

所述矿渣的质量小于工程渣土与矿渣质量之和的50％；

所述工程渣土与砂的质量比为1:3～1:1；

所述碱激发剂包括氢氧化钠、水玻璃和水，所述水玻璃的模数为2.25，所述工程渣土和矿渣的质量之和与氢氧化钠、水玻璃和水的质量比为1：(0.02～0.06)：(0.17～0.40)：(0.13～0.25)。

优选地，所述工程渣土的粒径小于等于0.3mm。

优选地，所述工程渣土中高岭石的质量含量大于等于30％。

优选地，所述矿渣为S95或S105等级矿渣。

优选地，所述砂为普通河砂，粒径小于等于2.5mm。

优选地，所述碱激发剂的模数为0.75～1.75。

本发明提供了以上技术方案所述快硬早强渣土地聚物胶砂的制备方法，包括以下步骤：

将工程渣土进行煅烧，得到煅烧渣土；所述煅烧的温度为750～850℃；

将氢氧化钠、水玻璃和水混合，得到碱激发剂；

将煅烧渣土、矿渣、碱激发剂和砂混合，得到所述快硬早强渣土地聚物胶砂。