CN101164952A - 利用多种工业废渣制备低标号碾压混凝土的方法 - Google Patents
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Abstract
利用多种工业废渣制备低标号碾压混凝土的方法属于工业废渣资源化利用的工艺和方法。其法是充分利用赤泥(烧结法制铝的工业废渣)、碱渣(氨碱法工艺制碱的废渣)、电石泥、硫铁矿渣(或钢渣)、钛白粉渣、粉煤灰等多种工业废渣中的活性成份，通过调整各自的含水量和使用的比例，用机械拌合均匀，使其相互搭配，优势互补。在不添加水泥、石灰、沥青任意一种粘结料的条件下，根据不同的工程所需制备出相应的混合料。然后，采用碾压或挤压的工艺，配制出公路路面结构层低基层、基层稳定土、低标号混凝土以及免烧砖或砌块，其强度最高可达到13MPa。本发明工艺简单，用途广泛，工业废渣利用率高，又能降低工程成本，对环境无二次污染。
Description
技术领域
利用多种工业废渣制备低标号碾压混凝土的方法，属于工业废渣资源化利用的领域。
背景技术
据有关资料统计，全世界工业每年产生固体废渣约21亿吨。就中国而言，每年工业废渣达到6亿多吨，历年累计堆积量已近60亿吨。除少部分利用外，大部分处于简单堆放、任意排放的状态。不仅占用了大量土地和农田，而且也污染着周边的土壤、水体、大气和环境卫生，给人类造成潜在的、长期的危害。由此造成的直接经济损失每年达300亿元以上。因此，工业废渣的资源化利用已成为人类赖以生存的重要课题。研究表明：许多工业废渣如：赤泥(烧结法制铝的工业废渣)、碱渣(氨碱法工艺制碱的废渣)、电石泥、硫铁矿渣(或钢渣)、钛白粉渣、粉煤灰等属高钙渣或高硅渣。其颗粒级配及物理力学等具用许多可供利用的特性。目前，国内外对工业废渣的综合利用已取得了一定的成果，例如：国外专利用废碱渣加工碱或碱土金属的重碱酸盐(德国专利DD39590)；用废碱渣加沥青制屋顶盖板、沥青混凝土和铺路材料的方法(专利号US2474381)等；我国专利碱渣、粉煤灰制回填土的方法(专利公告号1100485)；废碱渣代替生石灰配制公路路面结构层综合稳定土的方法(专利申请号200510072103.X)；碱渣、粉煤灰免烧砖(专利公告号1100485)；蒸压粉煤灰砖加气砼砌块专用砂浆(专利申请号200510080808.6)；赤泥道路材料配制与成型工艺研究[刊号1005-7854(2002)01]；三种固体废渣综合利用的初步研究[刊号1000-3037(2001)03-0280-05]；赤泥-石膏复合激发剂改性蒸养粉煤灰混凝土力学性能和长期性能研究[刊号1002-3550(2004)06-0044-03]等等。虽然通过上述专利和技术的实施，可以消化部分工业废渣，在保护环境方面起到重要的积极作用。但是，由于上述专利和技术一是靠加入粘合料(水泥、沥青、石灰和固化剂等)来提高混合物的强度；二是废渣利用率低(一般在80％以下)。因此，受粘合料成本高、混合物强度低和废渣使用量小等因素的影响，使得产品利润小，利用空间少，在治理环境污染以及推广应用上有一定的局限性。
发明内容
本发明的内容是提供一种工业废渣资源化利用的工艺和方法。其特征是利用赤泥、碱渣、电石泥、粉煤灰、钛白粉渣、硫铁矿渣(或钢渣)等多种工业废渣等为原材料，通过合理调整各种废渣的重量和含水量并搅拌均匀，使其相互搭配，优势互补，劣势协同。在最佳状态下制成不同强度的混合固凝物，满足工程所需的力学指标和环保指标，用于工程建设中。
本发明的主要步骤：1、将赤泥、碱渣、电石泥、粉煤灰、钛白粉渣、硫铁矿渣(或钢渣)等工业废渣烘干或补水，使其达到所需的含水量；2、用球磨机或粉碎机将其粉碎，混合物的粒径级配合理。3、分别加入微量激发剂，激发其有效成份的活性。4、根据不同强度的要求，按下列配合比的范围配制出不同的混合料——赤泥∶碱渣∶电石泥∶粉煤灰∶硫铁矿渣(或钢渣)∶钛白粉渣＝15～28∶0～25∶18～30∶20～47∶0～20∶0～5；或者碱渣∶电石泥∶粉煤灰∶土＝10～20∶2～10∶0～5∶65～80。5、用拌和机械使其混合均匀。6、用施工机械铺于路基或承重层上并整形。7、用重型压路机压实或制砖(挤压)设备加工成型后，即得公路路面结构层低基层、基层、低标号碾压混凝士、轻型免烧砖或砌块。
其机理为：赤泥、电石泥、碱渣均属高钙渣，粉煤灰、硫铁矿渣(或钢渣)属高硅渣，加入激发剂后，近一步激发其活性，利用多种废渣的成份互补和物质间的离子交换、结晶硬化、火山灰反应、碳酸化作用生成新的不溶于水的固凝物：
XCa(OH)2+Sio2+nH2O→XCao·Sio2·(n+x)H2O
YCa(OH)2+Al2O3+nH2O→YCao·Al2O3·(n+x)H2O
3Ca(OH)2+Al2O3+CaSo4·2H2O+26H2O→3CaO·Al2O3·7CaSo4·32H2O
Ca(OH)2+CO2＝CaCO3+H2O
用该法制成的路面低基层7天无侧限抗压强度可达到0.8MPa～2.5MPa；基层7天无侧限抗压强度可达到3.0MPa～5.0MPa；碾压混凝土的抗压强度可达到10MPa～15MPa；轻型免烧砖的抗压强度可达到7.5MPa～15MPa，抗折强度≥3.0MPa；满足国家行业标准。其它指标匀能满足现行规范要求。与公路路面基层和低标号混凝土相比可节约全部的水泥和骨料，降低成本35％～55％；与现有的水泥、粉煤灰免烧砖相比可节约全部的水泥和骨料，减少重量10％～15％，降低成本30％～45％左右。
附图说明
附图是利用多种工业废渣制备低标号碾压混凝土的工艺流程图。
具体实施方式
本发明的实施方法可按照附图中的工艺进行：首先将赤泥、碱渣、电石泥、粉煤灰、钛白粉渣、硫铁矿渣(或钢渣)等进行预处理——烘干(晾晒)和粉碎，将其含水量控制在在最佳范围；根据所需要的强度，确定上述工业废渣的使用量；并通过加入激发剂调整混合物的活性指数和碱率；用搅拌机械将混合物掺拌均匀后，用成型设备(机械)整型；最后用碾压机械或制砖机成型压实；洒水养生七天后，即得公路路面结构层基层、低标号碾压混凝土或轻型免烧砖。
本发明工艺简单，以赤泥、碱渣、电石泥、粉煤灰、钛白粉渣、硫铁矿渣(或钢渣)等作为有用的建筑材料，不仅可节约大量的建设资金，而且又可消除其对环境的污染，可达到既发展经济又保护环境的双赢目的。
本发明包括不限于下列具体的实例。
实例1
赤泥26％、碱渣20％、粉煤灰40％、电石泥7％、钛白粉渣2％、硫铁矿渣(或钢渣)4％、复合激发剂微量，用于河南省焦作市新源路试验路段的基层，通过检测试件3天无侧限抗压强度3.98MPa、7天5.51MPa，28天7.61MPa，试件不溶于水。
实例2
赤泥25％、碱渣18％、粉煤灰40％、电石泥14％、钛白粉渣2％、复合激发剂微量、添加0.3‰减水剂，用CY500型全自动液压制砖机，制作标准砖1200块，28天后测其抗压强度平均值为11.8MPa，抗折强度平均值3.16MPa。
实例3
2006年9月18日在河南省修武县二级路铺筑试验路段275米，该线路设计宽度为8米，施工时采用赤泥24％、硫铁矿渣(或钢渣)23％、粉煤灰20％、电石泥25％、钛白粉渣2％、复合激发剂微量的施工配合比，用BMW-380路拌机拌和，平地机整平，25T压路机静压一遍，碾压二遍，光面静压一遍，测其试件7天无侧限抗压强度4.85MPa，28天强度为13.5MPa。
Claims (5)
1.一种利用多种工业废渣制备低标号碾压混凝土的方法，本发明是利用赤泥(烧结法制铝的工业废渣)、碱渣(氨碱法工艺制碱的废渣)、电石泥、硫铁矿渣(或钢渣)、钛白粉渣、粉煤灰等多种工业废渣(废渣利用率达到99％)制备低标号碾压混凝土或轻型免烧砖的工艺和操作方法。
2.一种利用多种工业废渣制备低标号碾压混凝土的方法，是在不添加水泥、石灰、沥青任意一种粘结料的条件下，通过压实机械碾压(夯实)后混合物的强度达到低标号混凝土的强度(15MPa)。
3.一种利用多种工业废渣制备低标号碾压混凝土的方法，是在不添加水泥、石灰、沥青任意一种粘结料的条件下，使用制砖机或挤压设备(压力≥200KN)，可制作轻型免烧砖或砌块。
4.一种利用多种工业废渣制备低标号碾压混凝土的方法，适用于大型建筑物基础补强、公路基层(底基层)、桥台(涵背)回填以及机场、码头换填土补强等。
5.一种利用多种工业废渣制备低标号碾压混凝土的方法，在仅使用碱渣、电石泥与土混合并压实后，可使公路路面结构层低基层、基层的7天无侧限抗压强度达到2.5MPa。
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