[发明专利]一种基于工程渣土的高活性胶凝材料

说明书

本发明提供了一种基于工程渣土的高活性胶凝材料，其原料包括以下组分，各组分以及各组分的质量份分别为：工程渣土70～80份，硅质尾砂5～10份，粉煤灰5～10份，窑灰10～15份；其采用以下方法制备：(1)将工程渣土、硅质尾砂和粉煤灰混合并进行粉磨，得到混合粉料；(2)再将混合粉料以及窑灰放入煅烧容器中，在煅烧窑炉内700～800℃下煅烧2～3小时；(3)将煅烧后的产物磨成粉末，得到高活性胶凝材料。该高活性胶凝材料的物料简单易得，实现了工程渣土和硅质尾砂的资源化利用，生产成本低，同时该胶凝材料通过热力和化学激发双重处理，具有较高的胶凝活性，能够显著提高混凝土的前期活性。

技术领域

本发明属于胶凝材料技术领域，具体涉及一种基于工程渣土的高活性胶凝材料。

背景技术

随着我国城市化快速发展，近年来建筑垃圾大量产生。根据我国行业标准《建筑垃圾处理技术标准》定义，建筑垃圾指建设、施工单位新建、改建、扩建和拆除各类建筑物、构筑物、管网等以及居民装饰装修房屋过程中所产生的弃土、弃料及其他废弃物，可分为工程渣土、工程泥浆、工程垃圾、拆除垃圾和装修垃圾5类。未来，由于城市地下空间的大规模开发，巨量工程渣土的消纳处置及资源化利用仍然会是建筑垃圾治理工作的重点与难点。

高性能混凝土(High Performance Concrete，简称HPC)的出现，为开发和利用包括工业废渣在内的矿物材料提供了广阔的前景。HPC是用优质硅酸盐水泥、优质辅助胶凝材料及高效减水剂、砂、石子等配制而成。其中辅助胶凝材料对混凝土具有减水、活化、致密、润滑、免疫、填充的作用，它能延缓水泥水化过程中水化粒子的凝聚，减轻坍落度损失，辅助胶凝材料能够替代部分硅酸盐水泥，在降低成本的同时，对混凝土的性能影响较小。辅助胶凝材料已成为生产和制造HPC不可或缺的组分材料之一(即混凝土第六组分)，在现代混凝土工程建设中占有非常重要的地位。

目前常用的辅助胶凝材料有硅灰、超细状态的矿渣(粉煤灰、天然沸石)等，也有将工程渣土用作辅助胶凝材料，从而对工程渣土进行资源化利用。但是工程渣土自身没有或有很微弱的胶凝性，可通过热力和化学方法激活，使其具有胶凝性，其中化学激活的方法通常是碱性激发。

有直接通过热力的方法激活余泥渣土的相关专利，例如中国专利CN202010776647公开了一种辅助胶凝材料及其制备方法、胶凝材料及应用和水泥砂浆，该辅助胶凝材料通过将干燥的余泥渣土在700℃～800℃下进行煅烧获得，煅烧使得余泥渣土活化，具有一定的火山灰活性和颗粒的填充效应而用作辅助胶凝材料，实现了余泥渣土的有效利用，但是热力激发的余泥渣土胶凝性仍然较弱，用于硅酸盐水泥还是主要起到颗粒填充的作用。

还有通过热力和碱激发剂双重方法激活工程渣土的相关报道，例如中国专利CN202010216642公开了一种利用工程渣土制备碱激发胶凝材料的方法和碱激发胶凝材料，该方法将工程渣土煅烧后，加入碱激发剂，在碱激发剂的作用下，使活化后的工程渣土发生水化反应，生成强度较高的碱激发胶凝材料。但是仍然存在以下问题：(1) 该方法中碱激发剂的成本较高；(2)工程渣土粉碎时，颗粒容易聚集，粉磨效率低。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种基于工程渣土的高活性胶凝材料，该高活性胶凝材料以工程渣土为主要原料，以硅质尾砂、粉煤灰和窑灰为外加剂，物料简单易得，实现了工程渣土和硅质尾砂的资源化利用，生产成本低，同时该胶凝材料通过热力和化学激发双重处理，具有较高的胶凝活性，能够显著提高混凝土的前期活性。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种基于工程渣土的高活性胶凝材料，所述高活性胶凝材料各组分及质量配比为：工程渣土70～80份，硅质尾砂5～10份，粉煤灰5～10份，窑灰10～15份，其采用以下方法制备：(1)将工程渣土、硅质尾砂和粉煤灰混合并进行粉磨，得到混合粉料；(2) 再将混合粉料以及窑灰放入煅烧容器中，在煅烧窑炉内700～800℃下煅烧2～3小时；(3) 将煅烧后的产物磨成粉末，得到高活性胶凝材料。