[发明专利]一种辅助胶凝材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及市政工程及建筑材料技术领域，具体涉及一种辅助胶凝材料及其制备方法和应用。该辅助胶凝材料包括闪烧粘土和矿化再生微粉；闪烧粘土的制备方法包括将工程弃土经制浆、压滤后得泥饼，将泥饼依次进行湿法过滤、离心、干燥和粉磨，得粘土粉末，再将粘土粉末进行煅烧；矿化再生微粉的制备方法包括将再生微粉经半干法矿化再经干燥、粉磨得矿化再生微粉，其中半干法矿化的具体步骤包括：向平摊开的再生微粉表面喷洒氢氧化钠溶液进行润湿，然后置于相对湿度为80％RH～100％RH的环境中进行矿化。该辅助胶凝材料可以大比例替代普通硅酸盐水泥，且制备方法耗能低、用时短、效率高。

技术领域

本发明涉及市政工程及建筑材料技术领域，具体涉及一种辅助胶凝材料及其制备方法和应用。

背景技术

城市群人口的持续快速增长导致对居住和交通基础设施的需求与日俱增，仅深圳市各类建筑及市政工程每年产生的工程弃土就接近1亿吨，因此，对工程弃土的处置与消纳日益成为建设“无废城市”的瓶颈问题。目前工程弃土的资源化利用多以水泥或水玻璃为粘合剂、以工程弃土为填充料制备建筑材料。

城市建设除了会产生大量工程弃土之外，还会产生大量建筑物的拆除物料，部分拆除物料可回收生产再生骨料，但在生产再生骨料的过程中会产生重量占比约10％～20％的副产品再生微粉，目前对再生微粉的资源化利用与工程弃土类似，多作为填充料使用。

当前，工程弃土除作为填充料之外，还有通过煅烧工程弃土并将其作为水泥混合材料的现有技术，但采用的煅烧工艺耗时长、能耗高。同样地，对于再生微粉，除作为填充料使用之外，还存在通过二氧化碳矿化再生微粉并将其作为单纯的固碳材料、水泥混合材或混凝土的掺合料的应用。目前公开的二氧化碳矿化再生微粉多采用干法矿化或湿法矿化，但由于矿化反应过程既涉及气体在粉体表面的扩散，又涉及气体与粉体通过媒介水发生的反应，因此干法矿化的效率较低，而湿法矿化在搅拌过程中所需的能耗较高。尽管矿化再生微粉的火山灰活性高于石灰石的火山灰活性，但如果仅以矿化再生微粉作为水泥混合材，其性能仍低于目前普遍采用的以粒化高炉矿渣粉或粉煤灰制备的水泥混合材。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种辅助胶凝材料及其制备方法和应用，该辅助胶凝材料的抗压强度良好，可代替部分水泥的使用，制备方法耗能低、用时短、效率高。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种辅助胶凝材料，包括闪烧粘土和矿化再生微粉；

所述闪烧粘土的制备方法具体包括：将工程弃土经制浆、压滤得泥饼，将所述泥饼依次进行湿法过滤、离心、干燥和粉磨，得粘土粉末，将所述粘土粉末在空气中以悬浮态进行煅烧得闪烧粘土，所述煅烧的温度为850℃～950℃，煅烧的时间为0.5s～1.5s；

所述矿化再生微粉的制备方法具体包括：将再生微粉经半干法矿化，再经干燥、粉磨得矿化再生微粉，所述半干法矿化的具体步骤包括：向平摊开的所述再生微粉表面喷洒氢氧化钠溶液进行润湿，然后置于相对湿度为80％RH～100％RH的环境中进行矿化。

本发明中制备闪烧粘土所用的泥饼由粘土和石英砂构成，因粘土矿物的粒径普遍小于石英砂的粒径，因此采用湿法过滤可尽可能地将石英砂除去，将粘土矿物尽可能多地过滤至滤液中，以提高粘土矿物在滤液离心后所得细颗粒物沉淀中的比重。所得粘土粉末中包含高岭石、伊利石、蒙脱石、石英等矿物，主要有效成分为高岭石，高温煅烧可使高岭石去羟基化，形成具有无定形结构的偏高岭土。并且，本发明提供的闪烧粘土的制备方法中，将粘土粉末在空气中以悬浮态进行煅烧，增大了粘土粉末的比表面积，使煅烧效率得以提高，且所用的煅烧时间与现有技术相比显著缩短，与现有技术的煅烧方式相比，不仅提高了制备效率，也更加节能。