本发明涉及建筑材料,尤其涉及一种高活性辅助胶凝材料及其制备方法与应用。
背景技术:
1、钢渣、镁渣、建筑垃圾、电石渣等固体废弃物大量堆存,且综合资源利用效率较低,会污染环境、占用大量土地面积,对社会经济带来不利的影响,因此急需行之有效的方法提高技术水平。
2、水泥混凝土是消纳固体废弃物更为有效的途径,但需要工业废弃物具有较好的水化活性。目前已有物理活化、化学激发、热激发等提高固体废弃物水化活性的方法,虽然在一定程度上提升了活性,但是仍然存在能耗和成本方面的制约。
3、鉴于此,特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种高活性辅助胶凝材料及其制备方法与应用,以提高固体废弃物的综合利用水平,也消纳了部分工业废气。具体地,由于固体废弃物在混凝土中高效利用需要更高的水化活性和安全性,但不同工业固废普遍存在活性低的难题,个别固体废物如钢渣等还存在安定性不良的安全性问题,因此采用碳化增强的方法,即可提高安全性,也可增强水化活性。
2、基于此,本发明具有如下技术方案:
3、第一方面,本发明提供一种高活性辅助胶凝材料,包括84~80重量份固体废弃物和10~16重量份碳化助剂;所述碳化助剂包括助剂a、助剂b、助剂c和水。
4、作为优选,所述助剂a包括聚羧酸、甲酸、乙酸和酒石酸中的一种或几种。
5、作为优选,所述助剂b包括沸石、活性炭和炭分子筛中的一种或几种。
6、作为优选,所述助剂c包括乙醇胺、二乙醇胺、二异丙醇胺和三乙醇胺中的一种或几种。
7、作为优选,所述的高活性辅助胶凝材料包括84~80重量份固体废弃物和10~16重量份碳化助剂;所述碳化助剂包括乙酸、沸石、多元醇胺和水。
8、作为优选,所述助剂a、助剂b、助剂c和水的质量比为(1~2):(1~2):(1~3):(93~97);所述助剂a、助剂b和助剂c的质量为干基含量。
9、本发明中,干基含量可通过烘干称量获得。
10、作为优选,所述固体废弃物包括钢渣、镁渣、建筑垃圾和电石渣中的一种或多种。
11、作为优选,所述的固体废弃物细度不超过1mm。
12、第二方面,本发明提供所述的高活性辅助胶凝材料的制备方法,包括:将所述固体废弃物与所述碳化助剂预混,密封后通入含co2的气体,进气同时开始粉磨,粉磨一定时间后出料即为所述高活性胶凝材料。
13、本发明中,钢渣、镁渣、建筑垃圾、电石渣属于碱性固体废弃物,其中的矿物组成如硅酸盐矿相、凝胶产物、氢氧化钙、氧化钙等易与co2发生化学反应,形成碳酸钙和无定形硅胶产物,碳酸钙具有成核作用,从而可提高早期水化活性,无定形硅胶的形成可以提高火山灰活性,对后期强度的形成有利。因此碳化后可全面提高固体废弃物在不同水化龄期的活性,有利于固体废弃物的综合利用。
14、作为优选,所述粉磨额时间为30~120min。
15、作为优选,所述含co2的气体中,co2的浓度大于17%。
16、本发明采用粉磨和碳化协同的方式制备高活性辅助胶凝材料,可以避免碳化过程中细颗粒吸附导致的颗粒增大、阻碍碳化过程进行的现象,同时可以避免二次粉磨,工艺流程更加简单,出机即用。此外,由于采用粉磨与碳化协同的方式,对固体废弃物细度的要求更低,减少了前端处理的能耗。
17、本发明提供的一种粉磨与碳化协同的高效制备辅助胶凝材料的方法,通过优化原料配方,能够显著提升水化活性。
1.一种高活性辅助胶凝材料,其特征在于,包括84~80重量份固体废弃物和10~16重量份碳化助剂;所述碳化助剂包括助剂a、助剂b、助剂c和水。
2.根据权利要求1所述的高活性辅助胶凝材料,其特征在于,所述助剂a包括聚羧酸、甲酸、乙酸和酒石酸中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的高活性辅助胶凝材料,其特征在于,所述助剂b包括沸石、活性炭和炭分子筛中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的高活性辅助胶凝材料,其特征在于,所述助剂c包括乙醇胺、二乙醇胺、二异丙醇胺和三乙醇胺中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的高活性辅助胶凝材料,其特征在于,包括84~80重量份固体废弃物和10~16重量份碳化助剂;所述碳化助剂包括乙酸、沸石、多元醇胺和水。
6.根据权利要求1~5任一项所述的高活性辅助胶凝材料,其特征在于,所述助剂a、助剂b、助剂c和水的质量比为(1~2):(1~2):(1~3):(93~97);所述助剂a、助剂b和助剂c的质量为干基含量。
7.根据权利要求1~6任一项所述的高活性辅助胶凝材料,其特征在于,所述固体废弃物包括钢渣、镁渣、建筑垃圾和电石渣中的一种或多种;
8.权利要求1~7任一项所述的高活性辅助胶凝材料的制备方法,其特征在于,包括:将所述固体废弃物与所述碳化助剂预混,密封后通入含co2的气体,粉磨后出料即为所述高活性胶凝材料。
9.根据权利要求8所述的高活性辅助胶凝材料的制备方法,其特征在于,所述含co2的气体中,co2的浓度大于17%。
10.一种砂浆或混凝土用掺合料,其特征在于,其含有权利要求8所述的高活性辅助胶凝材料。
