一種利用攪拌站廢水配制的無熟料水泥超高強(qiáng)混凝土及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用攪拌站廢水配制的無熟料水泥 超高強(qiáng)混凝土及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，建筑行業(yè)的發(fā)展更是日新月異，但快速發(fā)展的建筑業(yè) 也給環(huán)境帶來很多危害，比如可供建設(shè)使用的建筑材料的原材料日漸匱乏，建筑材料的生 產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的固、液廢棄物排放量越來越大，空氣污染也相當(dāng)嚴(yán)重，導(dǎo)致我國大范圍出 現(xiàn)"霧霾"天氣。解決建筑業(yè)所面臨的資源、能源供求矛盾，治理建筑業(yè)所引起的環(huán)境問題， 關(guān)鍵措施在于尋求現(xiàn)有水泥等膠凝材料的替代品，并資源化利用建筑業(yè)排放的固、液廢物， 如最近開始的資源化利用偏高嶺土、煅燒煤矸石作為混凝土摻合料，資源化利用建筑廢棄 物之一的廢棄混凝土，將其破碎后作為再生粗、細(xì)集料等，都收到較好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益。
[0003] 本發(fā)明旨在綜合利用低品位的偏高嶺土粉、煅燒煤矸石粉，通過合適的化學(xué)激發(fā) 技術(shù)使其具有水硬膠凝特性，代替水泥使用，而在廢液方面，資源化利用攪拌站排放的廢 水。攪拌站排放的廢水為清洗攪拌機(jī)、運(yùn)輸車和攪拌站場(chǎng)地所產(chǎn)生的廢水，其中含有飽和 的Ca(OH) 2，這部分0&(0!1)2可作為部分偏高嶺土粉、煅燒煤矸石粉等火山灰制材料的堿性 激發(fā)劑，起到激發(fā)偏高嶺土粉、煅燒煤矸石粉中活性SiO 2和活性Al 203的作用，促進(jìn)產(chǎn)生較 多的水化產(chǎn)物CSH凝膠和AFt，從而提高膠凝材料的強(qiáng)度。在本發(fā)明中，還利用了電廠煙氣 脫硫裝置運(yùn)行中所產(chǎn)生的脫硫石膏，以及利用鋼鐵廠水淬高爐礦渣粉磨而成的S95礦渣粉 等，其環(huán)境價(jià)值高，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著。本發(fā)明產(chǎn)品的應(yīng)用，將為建筑業(yè)的節(jié)能減排和低碳 化創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明在于提供一種利用攪拌站廢水配制的無熟料水泥超高強(qiáng)混凝土及其使用 方法。
[0005] 本發(fā)明提出的利用攪拌站廢水配制的無熟料水泥超高強(qiáng)混凝土，由偏高嶺土粉、 煅燒煤矸石粉、S95礦渣粉、白炭黑、脫硫石膏、消石灰粉、河砂、碎石、減水劑和攪拌站廢水 組成，各組分的重量比為： 偏高嶺土粉 100 煅燒煤矸石粉 50-70 S95礦渣粉 30-50 白炭黑 1-10 脫硫石骨 8-30 消石灰粉 2-20 河砂 160-260 碎石 200-400 減水劑 1. 5-8. 0 攪拌站廢水 40-70 ; 其中：所述偏高嶺土粉為天然高嶺土于600-800°C煅燒6h后磨細(xì)而成，平均粒徑小于 3〇Mm，氮吸附法測(cè)定的比表面積大于500m2/kg ; 所述煅燒煤矸石粉為煤矸石于700-900°C煅燒5h后磨細(xì)而成，平均粒徑小于30Mm，氮 吸附法測(cè)定的比表面積大于500m2/kg ; 所述S95礦渣粉為水淬高爐礦渣磨細(xì)而成，平均粒徑小于45Mm，氮吸附法測(cè)定的比表 面積大于400m2/kg ; 所述白炭黑其二氧化硅含量大于90%，氮吸附法測(cè)定的比表面積大于250000m2/kg。
[0006] 各組份較佳的重量比為： 偏高嶺土粉 100 煅燒煤矸石粉 54-70 S95礦渣粉 35-45 白炭黑 3-7 脫硫石骨 5-28 消石灰粉 4-16 河砂 180-250 碎石 230-380 減水劑 2. 0-7. 0 攪拌站廢水 45-67。
[0007] 本發(fā)明中，所述脫硫石膏其硫酸鈣含量大于80%，氮吸附法測(cè)定的比表面積大于 350 m2/kg，含水量小于1%。
[0008] 本發(fā)明中，所述消石灰粉其CaO含量大于60%，MgO含量小于5%，全部通過0. 16mm 篩。
[0009] 本發(fā)明中，所述河砂其細(xì)度模數(shù)為2. 1-3. 2,表觀密度不小于2400Kg/m3,堆積密度 不小于1500Kg/m3,含泥量不大于3. 0%。
[0010] 本發(fā)明中，所述碎石為5mm-15mm連續(xù)級(jí)配，表觀密度不小于2400Kg/m3,堆積密度 不小于1400Kg/m 3,含泥量不大于2. 0%。
[0011] 本發(fā)明中，所述減水劑為氨基磺酸鹽減水劑或萘磺酸鹽甲醛縮合物減水劑中的一 種，液體，濃度為20%-40%，pH值不小于8. 0,減水率不小于18%。
[0012] 本發(fā)明中,所述攪拌站廢水為混凝土攪拌站沉淀池中積存的廢水,其pH值不小于 12%，懸浮油污含量不大于0. 05%。
[0013] 本發(fā)明提出的利用攪拌站廢水配制的無熟料水泥高強(qiáng)混凝土的制備方法，具體如 下： 按前述重量比例稱取偏高嶺土粉、煅燒煤矸石粉、S95礦渣粉、白炭黑、脫硫石膏、消 石灰粉、河砂、碎石、減水劑和攪拌站廢水，先將碎石和河砂投入攪拌機(jī)，通過機(jī)械攪拌20s 后，再投入偏高嶺土粉、煅燒煤矸石粉、S95礦渣粉、白炭黑、脫硫石膏和消石灰粉，通過機(jī)械 攪拌30s，再分別投入攪拌站廢水和減水劑，繼續(xù)攪拌60s至均勻，即可進(jìn)行澆筑施工。
[0014] 本發(fā)明中，高強(qiáng)混凝土的骨架由碎石和河砂緊密堆積而成，起膠凝作用并非常 規(guī)的硅酸鹽系列水泥，而是無熟料水泥。這種無熟料水泥由偏高嶺土粉、煅燒煤矸石粉、 S95礦渣粉、白炭黑、脫硫石膏和消石灰粉共同配合而成。偏高嶺土粉為天然高嶺土于 (600-800)°C煅燒6h后磨細(xì)而成，平均粒徑小于30Mm，比表面積大。煅燒煤矸石粉為煤矸石 于（700-900) °C煅燒5h后磨細(xì)而成，平均粒徑小于3〇Mm，比表面積大于500m2/kg。S95礦 渣粉為水淬高爐礦渣磨細(xì)而成，平均粒徑小于45Mm，比表面積大于400m 2/kg。偏高嶺土粉、 煅燒煤矸石粉和S95礦渣粉以一定比例配合，可以保證混合體在Si02、A1 203、CaO和MgO含 量方面實(shí)現(xiàn)最佳的搭配，通過脫硫石膏中的CaSO4和消石灰粉中Ca(OH) 2的激發(fā)，所形成的 針狀A(yù)Ft被CSH凝膠包裹，產(chǎn)生較高的力學(xué)強(qiáng)度。白炭黑為我國產(chǎn)量較大，產(chǎn)業(yè)分布較廣的 納米材料，其顆粒直徑為80nm以下，本身可以較好地分布填充于偏高嶺土粉、煅燒煤矸石 和S95礦渣粉堆積后形成的空隙200nm-2000nm，而其90%以上含量的SiOdf在攪拌站廢水 中Ca(OH) 2以及消石灰粉溶解而成的Ca(OH) 2的堿性激發(fā)作用下，發(fā)生火山灰反應(yīng)，形成凝 膠狀的CSH(水化硅酸鈣），所形成的CSH凝膠比表面積高達(dá)600萬m 2/Kg，內(nèi)聚力很大，將未 水化的偏高嶺土粉、煅燒煤矸石粉、S95礦渣粉顆粒牢固地粘接在一起。而分布于砂、石集料 表面的白炭黑發(fā)生火山灰反應(yīng)所形成的CSH凝膠亦填充于偏高嶺土粉、煅燒煤矸石粉、S95 礦渣粉與砂、石集料的界面過渡區(qū)，增強(qiáng)了界面過渡區(qū)結(jié)構(gòu)，對(duì)提高本發(fā)明產(chǎn)品的強(qiáng)度起到 另一關(guān)鍵作用。本發(fā)明產(chǎn)品中偏高嶺土粉、煅燒煤矸石粉、S95礦渣粉、白炭黑、脫硫石膏和 消石灰粉的顆粒直徑均較水泥顆粒小，加之偏高嶺土和煅燒煤矸石因煅燒而在內(nèi)部形成大 量微孔，其加水拌合達(dá)到一定流動(dòng)度時(shí)所需水量比普通硅酸鹽水泥的大，為降低本發(fā)明產(chǎn) 品的水膠比，提高密實(shí)度和強(qiáng)度，本發(fā)明采用減水率不小于18%的氨基磺酸鹽減水劑或萘 磺酸鹽甲醛縮合物減水劑，它們與偏高嶺