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一种固废胶凝材料、全固废混凝土及其制备方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011153986.8

(22)申请日 2020.10.26

(71)申请人华北理工大学

地址 063210 河北省唐山市曹妃甸新城渤

海大道21号华北理工大学

(72)发明人牛福生　安宇坤　张晋霞　陈稳　

何胜韬　

(74)专利代理机构北京科亿知识产权代理事务

所(普通合伙) 11350

代理人李兴林

(51)Int.Cl.

C04B 7/24(2006.01)

C04B 28/00(2006.01)

C04B 12/00(2006.01)

(54)发明名称

一种固废胶凝材料、全固废混凝土及其制备

方法

(57)摘要

本发明公开了一种固废胶凝材料、

全固废混凝土及其制备方法。本发明的固废胶凝材料包括

以下重量份的原料：转炉钢渣微粉50‑70份、铝灰

10‑20份、赤泥1‑10份、电石渣微粉20‑40份、精炼

渣微粉1‑10份、表面活性剂5‑20份、硅藻土1‑10

份、粉煤灰20‑30份、磷石膏1‑5份。本发明通过调

整固废胶凝材料的原料组成并结合表面活性剂，

从而提高了固废胶凝材料的胶凝性以及结构稳

定性。利用本发明的固废胶凝材料制成的全固废

混凝土抗压强度为80‑

90MPa。权利要求书1页说明书5页CN 112250329 A 2021.01.22

C N 112250329

1.一种固废胶凝材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：

转炉钢渣微粉50-70份

铝灰10-20份

赤泥1-10份

电石渣微粉20-40份

精炼渣微粉1-10份

表面活性剂5-20份

硅藻土1-10份

粉煤灰20-30份

磷石膏1-5份。

2.根据权利要求1所述的固废胶凝材料，其特征在于，所述转炉钢渣微粉的粒径为20-300μm。

3.根据权利要求1所述的固废胶凝材料，其特征在于，所述电石渣微粉粒径为50-100μm。

4.根据权利要求1所述的固废胶凝材料，其特征在于，所述精炼渣微粉的粒径为1-10nm。

5.根据权利要求1所述的固废胶凝材料，其特征在于，所述表面活性剂为阳离子表面活性剂。

6.一种全固废混凝土，其特征在于，包括权利要求1-5任意一项所述的固废胶凝材料、骨料、减水剂以及早强剂。

7.根据权利要求6所述的全固废混凝土，其特征在于，

包括以下质量百分数的原料：以上组分之和为100％。

8.根据权利要求6所述的全固废混凝土，其特征在于，所述骨料为标准砂，所述减水剂为木质素磺酸盐类减水剂或水溶性树脂磺酸盐类减水剂。

9.根据权利要求8所述的全固废混凝土，其特征在于，所述早强剂为三乙醇胺、甲酸钙、尿素中的至少一种。

10.根据权利要求6所述全固废混凝土的制备方法，其特征在于，按比例称取原料后充分混合即可。

权　利　要　求　书1/1页CN 112250329 A

一种固废胶凝材料、全固废混凝土及其制备方法

技术领域

[0001]本发明涉及固废胶凝材料加工技术领域，特别是涉及一种固废胶凝材料、全固废混凝土及其制备方法。

背景技术

[0002]固废胶凝材料是利用钢渣中的二价金属氧化物、氢氧化物协同工业副产石膏对矿渣、粉煤灰、铁尾矿等激发形成胶凝性，从而获得胶凝材料。利用固废胶凝材料与骨料、减水剂等配值成全固废混凝土具有良好的施工性、体积稳定性和耐久性，可以适用于工程建设。[0003]目前采用矿渣、转炉钢渣、铁尾矿、废石等原料生产混凝土能够极大的提高固体废弃物的利用率，但是生产的混凝土产品，尤其是钢渣掺量较大的混凝土产品，其早期强度低于普通水泥混凝土，凝结时间过长。这些缺陷限制了全固废混凝土的应用，而加入适量的精炼渣作为矿物掺合料，能有效改善这些问题。

[0004]例如在中国专利CN201910654500.x中公开了利用精炼渣与钢渣相结合制备固废胶凝材料，从而缩短钢渣混凝土初凝终凝时间。精炼渣通常由CaO，Al2O3，SiO2，和MgO组成，其矿物学相为橄榄石(γ-C2S)，钙铝石(C12A7)，铝酸三钙(C3A)。精炼渣具有水化特性，可以与水反应生成类似水泥的水化产物，其主要成分C12A7与水接触时反应迅速，有助于提高早期强度。但是该类全固废混凝土的强度相对较低，低于60MPa，对一些高强度建筑施工环境则并不适用。

发明内容

[0005]基于上述问题，本发明的目的是提供了一种固废胶凝材料，以及利用其制备的高抗压强度的全固废混凝土。本发明的固废胶凝材料中加入了粉煤灰、表面活性剂以及硅藻土等原料，从而使得固废胶凝材料具有优异的胶凝性，利用其加工成的全固废混凝土抗压强度为80-90MPa。

[0006]本发明的一种固废胶凝材料，包括以下重量份的原料：

[0007]转炉钢渣微粉50-70份

[0008]铝灰10-20份

[0009]赤泥1-10份

[0010]电石渣微粉20-40份

[0011]精炼渣微粉1-10份

[0012]表面活性剂5-20份

[0013]硅藻土1-10份

[0014]粉煤灰20-30份

[0015]磷石膏1-5份。

[0016]优选地，所述转炉钢渣微粉的粒径为20-300μm。

[0017]优选地，所述电石渣微粉粒径为50-100μm。

[0018]优选地，所述精炼渣微粉的粒径为1-10nm。

[0019]优选地，所述表面活性剂为阳离子表面活性剂。

[0020]本发明的另一目的是提供了一种全固废混凝土，其原料包括本发明的固废胶凝材料、骨料、减水剂以及早强剂。

[0021]优选地，本发明的全固废混凝土包括以下质量百分数的原料：

[0022]

[0023]以上组分之和为100％。

[0024]优选地，所述骨料为标准砂，所述减水剂为木质素磺酸盐类减水剂或水溶性树脂磺酸盐类减水剂。

[0025]优选地，所述早强剂为三乙醇胺、甲酸钙、尿素中的至少一种。

[0026]本发明的全固废混凝土是按比例称取原料后充分混合制备而成。

[0027]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过调整固废胶凝材料的原料组成并结合表面活性剂，从而提高了固废胶凝材料的胶凝性以及结构稳定性。利用本发明的固废胶凝材料制成的全固废混凝土抗压强度为80-90MPa。

具体实施方式

[0028]本发明提供了一种固废胶凝材料，其包括以下重量份的原料：

[0029]转炉钢渣微粉50-70份

[0030]铝灰10-20份

[0031]赤泥1-10份

[0032]电石渣微粉20-40份

[0033]精炼渣微粉1-10份

[0034]表面活性剂5-20份

[0035]硅藻土1-10份

[0036]粉煤灰20-30份

[0037]磷石膏1-5份。

[0038]本发明采用的转炉钢渣微粉粒径为20-300μm，电石渣微粉粒径为50-100μm，精炼渣微粉的粒径为1-10nm。通过严格控制这三种微粉的粒径，从而使得所构建的胶凝材料不仅具有较强的胶凝性，同时还具有稳定的结构。

[0039]本发明所采用的表面活性剂为阳离子表面活性剂，例如十六烷基三甲基溴化铵或十二烷基二甲基

苄基氯化铵。

[0040]本发明还提供了一种全固废混凝土，其原料包括本发明的固废胶凝材料、骨料、减水剂以及早强剂。

[0041]本发明的全固废混凝土具体包括以下质量百分数的原料经过混合制备而成：

[0042]

[0043]以上组分之和为100％。

[0044]其中本发明所采用的骨料为标准砂，所采用的减水剂为木质素磺酸盐类减水剂或水溶性树脂磺酸盐类减水剂，早强剂为三乙醇胺、甲酸钙、尿素中的至少一种。以上原料均为市场采用的常规产品。

[0045]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

[0046]实施例1

[0047]一种全固废混凝土，其由以下质量百分数原料混合而成：

[0048]

[0049]其中，骨料为标准砂，减水剂为木质素磺酸盐类减水剂，早强剂为三乙醇胺。[0050]其中，固废胶凝材料，其由以下重量份的原料构成：

[0051]粒径为30μm转炉钢渣微粉60份、铝灰10份、赤泥10份、粒径为100μm电石渣微粉30份、粒径为5nm精炼渣微粉5份、十六烷基三甲基溴化铵5份、硅藻土5份、粉煤灰25份、磷石膏5份。

[0052]实施例2

[0053]一种全固废混凝土，其由以下质量百分数原料混合而成：

[0054]

[0055]其中，骨料为标准砂，减水剂为水溶性树脂磺酸盐类减水剂，早强剂为甲酸钙和尿素按质量比为1:1混合而成。

[0056]其中，固废胶凝材料，其由以下重量份的原料构成：

[0057]粒径为100μm转炉钢渣微粉70份、铝灰10份、赤泥5份、粒径为50μm电石渣微粉25份、粒径为5nm精炼渣微粉10份、十二烷基二甲基苄基氯化铵15份、硅藻土3份、粉煤灰27份、磷石膏2份。

[0058]实施例3

[0059]一种全固废混凝土，其由以下质量百分数原料混合而成：

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标签：材料混凝土原料

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