CN103466973B - 一种废旧混凝土超细再生活性微粉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废旧混凝土超细再生活性微粉及其制备方法。该微粉比表面积在750m2/kg以上，28d活性指数达到70%以上，可用作砂浆、混凝土掺和料。该微粉以废旧混凝土破碎生产再生骨料时得到0～5mm尾料为原料，经粗磨、精磨两道粉磨工艺加工而成，精磨过程加入复合添加剂进行助磨、改性。本发明实现了废旧混凝土尾料的超细粉磨和高效活化，为废旧混凝土提供了一条高附加值利用方式。

Description

一种废旧混凝土超细再生活性微粉及其制备方法
技术领域
本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种利用废旧混凝土制备超细再生活性微粉的制备方法。
背景技术
随着城市化进程的不断加快，城市建筑垃圾的产生量和排放量日益增长。城市建筑垃圾占城市固体废弃物比重相当大，约为城市固废总量的30%～40%。采用露天堆放或填埋方式处置，一方面占用大面积耕地，另一方面会对植被、人体健康、人居环境造成极大的负面影响，造成生态环境的破坏。因此，建筑垃圾安全处置和综合利用已日益受到人们的重视。
目前建筑垃圾当前的资源化利用途径十分单一，主要是制成再生骨料用于生产再生混凝土等。但是再生骨料生产过程产生的粒径较小（0-5mm）的废料，由于含水率高、吸水率大等，利用率较低。这种废料约占再生骨料产量的20%左右。调查资料表明：这部分粒径较小的混凝土废料含大量硬化水泥浆体，水泥浆体未完全水化，具有再次水化的可能。经有效粉磨能够激发水泥中Ca(OH)2、未水化水泥颗粒形成水化碳铝酸钙与水化碳硅酸钙的能力，因此废旧混凝土微粉作为水泥水化晶胚和继续水化形成凝胶产物具有实际意义。通过本发明的活化方法，得到具有高附加值的混凝土超细再生活性微粉，可以替代粉煤灰作为砂浆、混凝土掺合料。对废弃混凝土完全再生利用具有重要发展意义。
发明内容
本发明的目的是为了提高废旧混凝土利用附加值，提供一种大比表面积、高活性的废旧混凝土超细再生活性微粉及其制备方法。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种废旧混凝土超细再生活性微粉的制备方法，包括以下步骤：
（1）将废旧混凝土尾料烘干后球磨，得到废旧混凝土粉体；所述的废旧混凝土尾料为利用废旧混凝土生产再生骨料时得到尾料，粒径为0-5mm；优选的，球磨的时间为12-20分钟，球磨后所得到废旧混凝土粉体的比表面积为500-600m2/kg；
（2）将复合添加剂掺入废旧混凝土粉体中进行精磨，精磨时间为3-10min，经充分混合制备得到超细再生活性微粉；
所述的复合添加剂与废旧混凝土粉体的重量比为1～5：100；复合添加剂为丙三醇与三异丙醇胺的水溶液，其中丙三醇与三异丙醇胺的总含量为3wt%-15wt%，优选为4wt%-10wt%；优选的，丙三醇与三异丙醇胺的重量比为1：0.5-2，更优选为2：3～3：2。
通过上述方法制备的废旧混凝土超细再生活性微粉，其比表面积为750-900m2/kg，45μm细度为1.8%以下；粒度分布中位径D50为17-20μm，D90为60-65μm。在作为掺合料掺入水泥胶砂时，掺加量30%时，7天或28天活性指数达到70%以上。
这种废旧混凝土超细再生活性微粉可用作砂浆或混凝土掺合料，用于制备水泥胶砂。
本发明中，废旧混凝土原料来自于废旧混凝土破碎生产再生骨料得到的0-5mm副产品。废旧混凝土尾料经粉磨，具有潜在活性，再生混凝土微粉中的Ca(OH)2、未水化水泥颗粒分别具有形成水化碳铝酸钙与水化碳硅酸钙，作为水泥水化晶胚和继续水化形成凝胶产物的能力。本发明中提供的添加剂对废旧混凝土粉体起到助磨作用。通过进一步精磨，得到超大比表面积、活性好的的砂浆、混凝土掺合料，由此可以实现废旧混凝土的高附加值利用。
当掺入本发明提供的混凝土掺合料后（掺入量达30%），其7d活性指数达到71%～75%，28d活性指数达到71%～77%，满足GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中II级粉煤灰要求，改性效果显著。利用本发明超细再生活性微粉能够替代粉煤灰掺合料，减少水泥用量，实现节能减排的目标。本发明实现了废旧混凝土尾料的超细粉磨和高效活化，为废旧混凝土提供了一种高附加值利用方式。
具体实施方式
实施例1
将废旧混凝土原料进行烘干、球磨15min，丙三醇、三异丙醇胺与水按一定比例混合，以喷雾的方式均匀地喷洒在废旧混凝土粉体中，复合添加剂掺量为废旧混凝土粉体质量的2.5%。将掺入复合添加剂的混凝土粉体精磨5min，得到所需产品。
表1复合添加剂配比
当高分子化合物占复合添加剂浓度为4wt%（丙三醇含量2wt%，三异丙醇胺含量2wt%），废旧混凝土超细再生活性微粉的比表面积达到793m2/kg，45μm细度为1.8%以下；粒度分布中位径D50为17-20μm，D90为60-65μm。不加入复合添加剂时，所得到的混凝土超细再生活性微粉的比表面积为609m2/kg。
将混凝土超细再生活性微粉作为混凝土掺合料掺入水泥胶砂中（掺入量为30%），参照GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》测定混凝土掺合料活性指数。表2为掺复合添加剂混凝土掺合料与未掺复合添加剂的活性指数对比，由表可知，未掺复合添加剂的混凝土掺合料7d、28d活性指数分别为54%与62%，掺入复合添加剂混凝土掺合料后7d，28d活性指数均为71%。7d活性指数提高了31%，28d活性指数为提高了15%。
表2掺复合添加剂混凝土掺合料活性指数对比试验
实施例2
将废旧混凝土原料进行烘干球磨15min，丙三醇、三异丙醇胺与水按一定比例混合，以喷雾的方式均匀地喷洒在废旧混凝土粉体中，复合添加剂掺量为废旧混凝土粉体质量的2.5%。将掺入复合添加剂的混凝土粉体精磨5min，得到所需产品。
表3复合添加剂配比
当高分子化合物占复合添加剂浓度为10wt%（丙三醇含量4wt%，三异丙醇胺含量6wt%），废旧混凝土超细再生活性微粉的比表面积达到864m2/kg，45μm细度为1.8%以下；粒度分布中位径D50为17-20μm，D90为60-65μm。不加入复合添加剂时，所得到的混凝土超细再生活性微粉的比表面积为609m2/kg。
将废旧混凝土超细再生活性微粉作为混凝土掺合料掺入水泥胶砂中（掺入量为30%），参照GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》测定混凝土掺合料活性指数。表4为掺复合添加剂混凝土掺合料与未掺复合添加剂的活性指数对比，由表可知，掺入复合添加剂混凝土掺合料7d活性指数为74，与未掺添加剂外掺料相比提高了37%，28d活性指数为77，与未掺添加剂外掺料相比提高了24%。
表4掺复合添加剂混凝土掺合料活性指数对比试验
实施例3
将废旧混凝土原料进行烘干球磨15min，丙三醇、三异丙醇胺与水按一定比例混合，以喷雾的方式均匀地喷洒在废旧混凝土粉体中，复合添加剂掺量为废旧混凝土粉体质量的2.5%。将掺入复合添加剂的混凝土粉体精磨5min，得到所需产品。
表5复合添加剂配比
当高分子化合物占复合添加剂浓度为10wt%（丙三醇含量6wt%，三异丙醇胺含量4wt%），混凝土超细再生活性微粉的比表面积达到819m2/kg，45μm细度为1.8%以下；粒度分布中位径D50为17-20μm，D90为60-65μm。不加入复合添加剂时，所得到的废旧混凝土超细再生活性微粉的比表面积为609m2/kg。
将废旧混凝土超细再生活性微粉作为混凝土掺合料掺入水泥胶砂中（掺入量为30%），参照GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》测定混凝土掺合料活性指数。表6为掺复合添加剂混凝土掺合料与未掺复合添加剂的活性指数对比，由表可知，掺入复合添加剂混凝土掺合料7d活性指数为75，与未掺添加剂外掺料相比提高了39%，28d活性指数为74，与未掺添加剂外掺料相比提高了19%。
表6掺复合添加剂混凝土掺合料活性指数对比试验

Claims (7)

1.一种废旧混凝土超细再生活性微粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将废旧混凝土尾料烘干后球磨12-20分钟，得到废旧混凝土粉体；所述的废旧混凝土尾料为利用废旧混凝土生产再生骨料时得到尾料；废旧混凝土尾料的粒径为0-5mm；
(2)将复合添加剂掺入废旧混凝土粉体中进行精磨，精磨时间为3-10min，经充分混合制备得到超细再生活性微粉；
所述的复合添加剂与废旧混凝土粉体的重量比为1～5：100；复合添加剂为丙三醇与三异丙醇胺的水溶液，其中丙三醇与三异丙醇胺的总含量为3wt％-15wt％，丙三醇与三异丙醇胺的重量比为1：0.5-2。
2.权利要求1所述废旧混凝土超细再生活性微粉的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所得到废旧混凝土粉体的比表面积为500-600m2/kg。
3.权利要求1所述废旧混凝土超细再生活性微粉的制备方法，其特征在于，步骤(2)的复合添加剂中，丙三醇与三异丙醇胺的总含量为4wt％-10wt％。
4.权利要求1所述废旧混凝土超细再生活性微粉的制备方法，其特征在于，丙三醇与三异丙醇胺的重量比为2：3～3：2。
5.一种废旧混凝土超细再生活性微粉，其特征在于，通过权利要求1-4任一项所述的方法制备。
6.权利要求5所述废旧混凝土超细再生活性微粉，其特征在于，其比表面积为750-900m2/kg，45μm细度为1.8％以下；粒度分布中位径D50为17-20μm，D90为60-65μm。
7.权利要求5或6所述废旧混凝土超细再生活性微粉用作砂浆或混凝土掺合料。
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