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

一种长石废料混凝土及其制备方法 Download PDF

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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
Figure CN105060786AD00061

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。
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