CN105060786A - 一种长石废料混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种长石废料混凝土及其制备方法，原料组成为：长石废料、黏土、水泥、酚醛纤维、聚偏氯乙烯纤维、水和外加剂，外加剂由羰基焦醛高效减水剂、偏铝酸钠类速凝剂、柠檬酸-壳聚糖粘合剂和硅藻土粉组成。本发明解决了长石废料的利用问题，原料来源稳定广泛，可降低生产成本、节约资源、保护环境、低碳环保；生产工艺简单可行、操作方便，黏土与长石粉料混合煅烧后，形成集陶瓷、玻璃及石料于一体的混合材料，粉碎为砂石料混合材料作为混凝土骨架，添加酚醛纤维、聚偏氯乙烯纤维和外加剂使本发明混凝土具有强度高、抗冻、耐火、耐水性好的优点，更加适用于对混凝土性能要求较高的矿山井巷、铁路隧道、引水涵洞及地下工程的施工。

Description

一种长石废料混凝土及其制备方法

技术领域 [0001] 本发明属于混凝土及废料再生利用技术领域，涉及一种长石废料混凝土及其制备方 法。

背景技术

[0002] 长石是自然界地壳长期运动的结果，长石二氧化硅含量较高，可达到67%，抗压强 度高，长石基本结构呈四面体，具有结构稳定等特性，通常是制造陶瓷、玻璃、磨具的材料。 有些长石矿床因含杂质过多，不能作为传统的陶瓷、玻璃等原料而被弃置，大量堆置的长石 废料不但对空气和水土造成了严重的污染，而且占据了大量农田土地，造成浪费。因此，有 必要研究如何合理有效地利用长石废料，使长石废料"变废为宝"。

[0003] 建筑工程中，普通混凝土一般是由水泥、水、砂、石(石灰石或河卵石）等原料组成， 用长石废料替代石灰石或河卵石等，配制混凝土的研究较少。1988年，吕裕清译自苏联的 "长石砂加气混凝土小砌块" 一文中，给出了一种用长石砂生产混凝土砌块的工艺，以查图 尔产地砂为基料，原料选择范围较小，不适合国内生产。专利CN201310411979. 7在油泥砂 泡沫混凝土砌块制备中添加了 5~7%长石，但由于长石不是主要成分，用量较少，不能解决 长石废料大量堆放带来的浪费污染等问题。因此，有必要研究如何合理有效地利用长石废 料，变废为宝。

发明内容

[0004] 本发明针对现有技术中存在的不足，提供一种以长石废料为主要原料的长石废料 混凝土，本发明混凝土具有强度高、抗冻、耐火、耐水性好的优点，适用于对混凝土性能要求 较高的矿山井巷、铁路隧道、引水涵洞及地下工程的施工。

[0005] 本发明还提供了上述长石废料混凝土的制备方法。

[0006] 本发明技术方案为： 一种长石废料混凝土，各原料重量份组成为：长石废料800~850、黏土 150~180、水 泥280~320、酚醛纤维35~45、聚偏氯乙烯纤维25~30、水80~95和外加剂4. 75~ 5. 25,外加剂由羰基焦醛高效减水剂6. 7~7. 5份、偏铝酸钠类速凝剂5. 8~6. 1份、柠檬 酸-壳聚糖粘合剂8. 45~9. 55份和硅藻土粉9. 8~10. 2份组成； 所述的柠檬酸-壳聚糖粘合剂制备方法：将柠檬酸按照质量比1:4的比例溶解于水 中，搅拌至形成均一溶液，然后加入柠檬酸质量20%的壳聚糖，搅拌至壳聚糖完全溶解，即 可，4~10°C密封保存。

[0007] 所述的聚偏氯乙稀纤维长度为8~10mm，酸醛纤维长度为3~5mm。

[0008] 所述的长石废料混凝土，制备时长石废料和黏土要经过煅烧处理。

[0009] 上述长石废料混凝土的制备方法，包括以下步骤： (1)粉磨：称取长石废料，粉碎至粒径小于31. 5mm，进行粉磨处理，粉磨至粒度为 0. 05~0. 1mm，放入水中，浸泡8~10天，然后取出烘干，加入黏土，混合均勾，得混合粉末； (2) 煅烧：将步骤（1)的混合粉末在1100~1180 °C下煅烧2h，冷却后研磨，至粒径为 小于25mm，其中，粒度小于5mm颗粒占总质量40%，粒径5~25mm颗粒占总质量60%，即为煅 烧料，备用； (3) 混合：向步骤（2)煅烧料中按比例加入水泥、酚醛纤维、聚偏氯乙烯纤维、水和外加 剂，搅拌均匀，即为长石废料混凝土。

[0010] 本发明以长石废料为主要原料，研制一种利用长石废料配制的混凝土。长石主要 成分为二氧化硅，抗压强度高，具有较高的活性，作为超高强混凝土的骨架材料，可以显著 提高混凝土强度。同时，由于长石基本结构呈四面体，体积结构稳定可以使长石增大水泥浆 体包裹面积，从而提高混凝土的强度，减少混凝土开裂危险，能够达到栗送高强混凝土技术 要求，具有明显的经济效益。添加黏土与长石粉料混合并于1100~1180°C煅烧，在加热煅 烧的过程中，到达800~900°C后，继续升高温度时，混合物中的中低共熔物质开始熔化，液 相出现并逐渐增加，填充在固体颗粒之间，由于液相表面张力的作用，使得未熔颗粒进一步 靠拢，混合料体积收缩，气孔率下降，密度提高，冷却后凝固为大颗粒及块状固体，形成集陶 瓷、玻璃及石料于一体的混合材料，粉碎为不同粒径的砂石料混合材料作为混凝土骨架，可 进一步提高混凝土骨架的抗压性能。与酚醛纤维、聚偏氯乙烯纤维和外加剂混合后，使本发 明混凝土具有强度高、抗冻、耐火、耐水性好的优点，更加适用于对混凝土性能要求较高的 矿山井巷、铁路隧道、引水涵洞及地下工程的施工。

[0011] 本发明长石废料混凝土，其有益效果为： 1) 解决了长石废料的利用问题，实现了变废为宝的转变，原料来源稳定广泛，可降低生 产成本、节约资源、保护环境、低碳环保； 2) 黏土与长石粉料混合煅烧后，形成集陶瓷、玻璃及石料于一体的混合材料，粉碎为不 同粒径的砂石料混合材料作为混凝土骨架，进一步提高混凝土骨架的抗压性能； 3) 添加酚醛纤维、聚偏氯乙烯纤维和外加剂使本发明混凝土具有强度高、抗冻、耐火、 耐水性好的优点，更加适用于对混凝土性能要求较高的矿山井巷、铁路隧道、引水涵洞及地 下工程的施工； 4)生产工艺简单可行、操作方便，易于工业化生产推广和实施，具有广泛的应用前景。

具体实施方式

[0012] 下面通过具体实施例对本发明进行进一步的说明，应该明白的是，下述说明仅是 为了解释本发明，并不对其内容进行限定。

[0013] 实施例1 本发明一种长石废料混凝土，各原料重量份组成为：长石废料830、黏土 165、水泥300、 酚醛纤维40、聚偏氯乙烯纤维27、水85和外加剂5. 0,外加剂由羰基焦醛高效减水剂7. 1 份、偏铝酸钠类速凝剂5. 9份、柠檬酸-壳聚糖粘合剂9. 02份和硅藻土粉10. 0份组成； 柠檬酸-壳聚糖粘合剂制备方法：将柠檬酸按照质量比1:4的比例溶解于水中，搅 拌至形成均一溶液，然后加入柠檬酸质量20%的壳聚糖，搅拌至壳聚糖完全溶解，即可，4~ 10 °C密封保存。

[0014] P. 042. 5普通娃酸盐水泥，聚偏氯乙稀纤维长度为8~10mm，酸醛纤维长度为3~ 5mm ο

[0015] 制备步骤为： (1) 粉磨：称取长石废料，粉碎至粒径小于31. 5mm，进行粉磨处理，粉磨至粒度为 0. 05~0. 1mm，放入水中，浸泡9天，然后取出烘干，加入黏土，混合均勾，得混合粉末； (2) 煅烧：将步骤（1)的混合粉末在1100~1180 °C下煅烧2h，冷却后研磨，至粒径为 小于25mm，其中，粒度小于5mm颗粒占总质量40%，粒径5~25mm颗粒占总质量60%，即为煅 烧料，备用； (3) 混合：向步骤（2)煅烧料中按比例加入水泥、酚醛纤维、聚偏氯乙烯纤维、水和外加 剂，搅拌均匀，即为本发明长石废料混凝土。

[0016] 实施例2 本发明一种长石废料混凝土，各原料重量份组成为：长石废料800、黏土 150、水泥280、 酚醛纤维35、聚偏氯乙烯纤维25、水80和外加剂4. 75,外加剂由羰基焦醛高效减水剂6. 7 份、偏铝酸钠类速凝剂5. 8份、柠檬酸-壳聚糖粘合剂8. 45份和硅藻土粉9. 8份组成； 柠檬酸-壳聚糖粘合剂制备方法同实施例1，P. 042. 5普通硅酸盐水泥，聚偏氯乙烯纤 维长度为8~10_，酸醛纤维长度为3~5_。

[0017] 制备步骤为同实施例1。

[0018] 实施例3 本发明一种长石废料混凝土，各原料重量份组成为：长石废料850、黏土 180、水泥320、 酚醛纤维45、聚偏氯乙烯纤维30、水95和外加剂5. 25,外加剂由羰基焦醛高效减水剂7. 5 份、偏铝酸钠类速凝剂6. 1份、柠檬酸-壳聚糖粘合剂9. 55份和硅藻土粉10. 2份组成； 柠檬酸-壳聚糖粘合剂制备方法同实施例1，P. 042. 5普通硅酸盐水泥，聚偏氯乙烯纤 维长度为8~10_，酸醛纤维长度为3~5_。

[0019] 制备步骤为同实施例1。

[0020] 对比例1 根据现有技术制备的一种高强度耐火混凝土，将水泥200份、玄武岩120份、粉煤灰 25份、超细粒化电炉矿渣45份、常规碳纤维4份、减水剂3份和水130份在搅拌机内进 行强力搅拌均匀后注入模中浇注养护24小时脱模，再常温养护5天。

[0021] 对比例2 根据现有技术制备的一种高强度抗冻混凝土，其原料按重量份包括以下组分：普通硅 酸盐水泥150份、河砂450份、碎石400份、水120份、硅粉20份、天然沸石50份、石灰 石粉10份、聚氧化乙烯树脂5份、聚丙烯短纤维5份、聚乙烯醇纤维15份、丙三醇0.5 份、二丙基乙二醇1.3份、滑石粉5份、阻锈剂1份、苯甲酸钠0.2份、聚丙烯酰胺0.5份、 羟乙基纤维素醚0.5份、防冻剂8份、减水剂3份；阻锈剂由0.5重量份的钼酸钠、2重 量份的二乙稀三胺、0.15重量份的丙烯基硫脲、0.2重量份的1,4- 丁炔二醇、15重量份 的乙醇和50重量份的水搅拌溶解混合均匀而成；所述防冻剂由7重量份的无水硫酸钠、5 重量份的亚硝酸钙、3重量份的木质素磺酸钙、2重量份的十二烷基硫酸钠和9重量份的 二水石膏搅拌混合均匀而成。

[0022] 本发明实施例1~3制得的长石废料混凝土试样性能与对比例1~2性能比较， 见表1 : 表1 混凝土试样性能

Claims (4)

1. 一种长石废料混凝土，其特征在于，各原料重量份组成为：长石废料800~850、黏土 150~180、水泥280~320、酚醛纤维35~45、聚偏氯乙烯纤维25~30、水80~95和外 加剂4. 75~5. 25,外加剂由羰基焦醛高效减水剂6. 7~7. 5份、偏铝酸钠类速凝剂5. 8~ 6. 1份、柠檬酸-壳聚糖粘合剂8. 45~9. 55份和硅藻土粉9. 8~10. 2份组成； 所述的柠檬酸-壳聚糖粘合剂制备方法：将柠檬酸按照质量比1:4的比例溶解于水中， 搅拌至形成均一溶液，然后加入柠檬酸质量20%的壳聚糖，搅拌至壳聚糖完全溶解，即可， 4~KTC密封保存。

2. 根据权利要求1所述的长石废料混凝土，其特征在于：所述的聚偏氯乙烯纤维长度 为8~10_，酸醛纤维长度为3~5_。

3. 根据权利要求1所述的长石废料混凝土，其特征在于：制备时长石废料和黏土要经 过煅烧处理。

4. 一种1~3任一权利要求所述长石废料混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步 骤： (1) 粉磨：称取长石废料，粉碎至粒径小于31. 5mm，进行粉磨处理，粉磨至粒度为 0. 05~0. 1mm，放入水中，浸泡8~10天，然后取出烘干，加入黏土，混合均勾，得混合粉末； (2) 煅烧：将步骤（1)的混合粉末在1100~1180 °C下煅烧2h，冷却后研磨，至粒径为 小于25mm，其中，粒度小于5mm颗粒占总质量40%，粒径5~25mm颗粒占总质量60%，即为煅 烧料，备用； (3) 混合：向步骤（2)煅烧料中按比例加入水泥、酚醛纤维、聚偏氯乙烯纤维、水和外加 剂，搅拌均匀，即为长石废料混凝土。