CN105218057B - 一种绿色轻骨料混凝土及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种绿色轻骨料混凝土，原料及重量配比如下：水泥：陶粒：粉煤灰：石灰：石膏1:2.5:2.5:0.15:0.05，采用脱硫石膏等量替代粉煤灰的掺量30％～50％，脱硫灰等量替代粉煤灰的掺量5％～10％，微硅粉等量替代水泥的掺量3％～10％。本发明还公开了所述绿色轻骨料混凝土的制备工艺，包括如下步骤：1)将水泥、脱硫灰、脱硫石膏、粉煤灰、石膏、石灰搅拌均匀成混料1；2)将粗骨料陶粒与混料1搅拌均匀成混料2；3)先将细骨料陶砂与混料2干料拌合，然后加水搅拌均匀得到绿色轻骨料混凝土。本发明能充分利用电厂的固废脱硫石膏、脱硫灰和粉煤灰，可以减少电厂固废的运输、堆放成本，减少水泥用量，节约轻骨料混凝土的生产成本，从而到达节约能源的目的。

Description

一种绿色轻骨料混凝土及其制备工艺
技术领域
本发明属于土木工程建筑材料领域，具体涉及一种绿色轻骨料混凝土及其制备工艺。
背景技术
我国燃煤电厂排放的粉煤灰占全国工业固体废弃物的40％。近年来，国家强制电厂对二氧化硫排放脱硫治理，伴生大量脱硫石膏，质量均匀、CaSO4含量高的脱硫石膏可用于生产水泥调凝组分或建筑石膏粉、石膏板材等。然而，多数电厂燃煤品质差、煤种频繁变化以及脱硫技术上的缺陷，造成脱硫石膏品质差、质量不稳定，得不到较好的循环利用。堆积如山的脱硫石膏二次分解，对当地大气、水源以及土壤等造成二次污染，因此做好脱硫石膏的利用和处置是一个十分重要的问题。另一方面，干法/半干法脱硫工艺因其工艺流程短、占地小、投资省、控制简单、耗水少、无烟囱雨等优点，目前广泛应用于我国中、小型燃煤发电机组和钢铁企业烧结厂烟气脱硫工程中。其副产物干法/半干法脱硫灰(以下简称脱硫灰)通常呈灰白、灰褐粉状形态，碱性强、颗粒细、成分复杂，性质不稳定，含有CaSO4·2H2O、CaSO3·1/2H2O、CaCO3、f-CaO和Ca(OH)2等多种钙基化合物，高温易分解、常温易氧化、运输易扬尘、建材易爆裂，因此利用难度很大。脱硫灰尚无妥善的规模化利用途径，绝大部分脱硫灰被堆存抛弃，晴天扬尘漫天，雨天污水横流，对环境造成严重二次污染，已成为烟气脱硫企业必须面对的难题。
轻混凝土指干表观密度小于1950kg/m3的混凝土，主要有轻骨料混凝土、多孔混凝土和无砂大孔混凝土等，轻骨料混凝土是指用胶凝材料、轻粗骨料、轻细骨料或普通砂和水配制成的混凝土材料。轻骨料混凝土具有密度较小、相对强度高以及保温、抗冻性能好等优点，采用轻骨料混凝土浇筑结构构件可有效降低结构自重，减小地震作用力。与相同强度等级的普通混凝土相比，由于轻骨料混凝土的弹性模量小，可以有效的增强结构的变形能力，增长结构的自振周期，使结构破坏时消耗更多的能量，因此，轻骨料混凝土对建筑物抵抗动荷载作用的能力及抗震性能有一定的增强作用。目前的轻骨料混凝土，主要以陶粒轻骨料混凝土为主，主要用作非承重结构混凝土或非承重墙体结构，使用的陶粒主要有烧结粘土陶粒、烧结页岩陶粒、粉煤灰陶粒等。胶凝材料以水泥和粉煤灰为主，加入水和部分外加剂配制而成。目前的陶粒轻混凝土，胶凝材料以水泥为主，掺加一定量的电厂工业废料粉煤灰，基本没有掺加电厂其他的工业废料如脱硫石膏、脱硫灰等。
而对于本领域技术人员来说，如何将电厂排放的脱硫石膏等废料与轻骨料混凝土完美的结合利用制备成品质更优的建筑材料是亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种绿色轻骨料混凝土及其制备工艺，充分利用丰富的电厂工业废料粉煤灰、脱硫石膏和脱硫灰，提供一种生产技术简单、成本低廉、具有较好力学性能和热工性能的新型轻骨料混凝土材料，用于生产混凝土砌块、内外隔墙板等墙体建材，解决单一墙体材料不能同时承重和保温的矛盾。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
1、一种绿色轻骨料混凝土，原料及重量配比如下：水泥：陶粒：粉煤灰：石灰：石膏1:2.5:2.5:0.15:0.05，采用脱硫石膏等量替代粉煤灰的掺量30％～50％，脱硫灰等量替代粉煤灰的掺量5％～10％，微硅粉等量替代水泥的掺量3％～10％，所述陶粒包括细骨料陶砂和粗骨料陶粒。
进一步，所述水泥为32.5普通硅酸盐水泥。
进一步，所述陶粒为页岩陶粒、蒸压粉煤灰陶粒、黏土陶粒的一种或几种，所述陶粒砂率为10％～50％。
进一步，所述细骨料陶砂粒径小于5mm，所述粗骨料陶粒粒径范围为5mm-15mm。
2、所述绿色轻骨料混凝土的制备工艺，包括如下步骤：
1)将水泥、脱硫灰、脱硫石膏、粉煤灰、石膏、石灰搅拌均匀成混料1；
2)将粗骨料陶粒与混料1搅拌均匀成混料2；
3)先将细骨料陶砂与混料2干料拌合，然后加水搅拌均匀得到绿色轻骨料混凝土。
本发明的有益效果在于：本发明能充分利用电厂的固废脱硫石膏、脱硫灰和粉煤灰，从而节约胶凝材料水泥，可以减少电厂固废的运输、堆放成本，可以节约普通混凝土的生产成本，从而到达节约能源的目的。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1
首先将2.25份的陶粒加入搅拌筒内，然后将0.97份的水泥、0.03份的微硅粉、0.15份的石灰、0.05份的石膏、1.625份的粉煤灰、0.125份的脱硫灰与0.75份的脱硫石膏所构成的多元胶凝材料干料拌合均匀后，一次性投入搅拌筒内，最后将0.25份的陶砂投入搅拌筒内，干料拌合20-30秒后，再缓慢加水，边加水边搅拌60-90秒。可获得28d抗压强度为15.2MPa、28d干表观密度为13.93kN/m3、吸水率为15.3％、软化系为0.94、导热系数为0.38(W/(m·K)的新型轻质陶粒混凝土材料。
实施例2
首先将2.25份的陶粒加入搅拌筒内，然后将0.95份的水泥、0.05份的微硅粉、0.15份的石灰、0.05份的石膏、1.125份的粉煤灰、0.125份的脱硫灰与1.25份的脱硫石膏所构成的多元胶凝材料干料拌合均匀后，一次性投入搅拌筒内，最后将0.25份的陶砂投入搅拌筒内，干料拌合20-30秒后，再缓慢加水，边加水边搅拌60-90秒。可获得28d抗压强度为12.5MPa、28d干表观密度为13.34kN/m3、吸水率为16.53％、软化系为0.93、导热系数为0.36(W/(m·K)的新型轻质陶粒混凝土材料。
实施例3
首先将1.625份的陶粒加入搅拌筒内，然后将0.90份的水泥、0.10份的微硅粉、0.15份的石灰、0.05份的石膏、1.125份的粉煤灰、0.125份的脱硫灰与1.25份的脱硫石膏所构成的多元胶凝材料干料拌合均匀后，一次性投入搅拌筒内，最后将0.875份的陶砂投入搅拌筒内，干料拌合20-30秒后，再缓慢加水，边加水边搅拌60-90秒。可获得28d抗压强度为13.6MPa、28d干表观密度为13.71kN/m3、吸水率为14.57％、软化系为0.87、导热系数为0.37(W/(m·K)的新型轻质陶粒混凝土材料。
实施例4
首先将1.625份的陶粒加入搅拌筒内，然后将0.95份的水泥、0.05份的微硅粉、0.15份的石灰、0.05份的石膏、1.375份的粉煤灰、0.375份的脱硫灰与0.75份的脱硫石膏所构成的多元胶凝材料干料拌合均匀后，一次性投入搅拌筒内，最后将0.875份的陶砂投入搅拌筒内，干料拌合20-30秒后，再缓慢加水，边加水边搅拌60-90秒。可获得28d抗压强度为11.36MPa、28d干表观密度为14.05kN/m3、吸水率为15.05％、软化系为0.96、导热系数为0.40(W/(m·K)的新型轻质陶粒混凝土材料。
实施例5
首先将1.375份的陶粒加入搅拌筒内，然后将0.90份的水泥、0.10份的微硅粉、0.15份的石灰、0.05份的石膏、1.5份的粉煤灰、0.25份的脱硫灰与0.75份的脱硫石膏所构成的多元胶凝材料干料拌合均匀后，一次性投入搅拌筒内，最后将1.125份的陶砂投入搅拌筒内，干料拌合20-30秒后，再缓慢加水，边加水边搅拌60-90秒。可获得28d抗压强度为12.90MPa、28d干表观密度为13.73kN/m3、吸水率为14.63％、软化系为0.87、导热系数为0.37(W/(m·K)的新型轻质陶粒混凝土材料。
实施例6
首先将1.375份的陶粒加入搅拌筒内，然后将0.97份的水泥、0.03份的微硅粉、0.15份的石灰、0.05份的石膏、0.875份的粉煤灰、0.375份的脱硫灰与1.25份的脱硫石膏所构成的多元胶凝材料干料拌合均匀后，一次性投入搅拌筒内，最后将1.125份的陶砂投入搅拌筒内，干料拌合20-30秒后，再缓慢加水，边加水边搅拌60-90秒。可获得28d抗压强度为11.65MPa、28d干表观密度为13.34kN/m3、吸水率为15.00％、软化系为0.89、导热系数为0.36(W/(m·K)的新型轻质陶粒混凝土材料。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.一种绿色轻骨料混凝土，原料及重量配比如下：水泥：陶粒：粉煤灰：石灰：石膏为1:2.5:2.5:0.15:0.05，其特征在于，采用脱硫石膏等量替代粉煤灰的掺量30%~50%，脱硫灰等量替代粉煤灰的掺量5%~10%，微硅粉等量替代水泥的掺量3%~10%，所述陶粒包括细骨料陶砂和粗骨料陶粒；所述陶粒为页岩陶粒、蒸压粉煤灰陶粒、黏土陶粒的一种或几种，所述陶粒砂率为10%~50%。
2.根据权利要求1所述绿色轻骨料混凝土，其特征在于，所述水泥为32.5硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述绿色轻骨料混凝土，其特征在于，所述细骨料陶砂粒径小于5mm，所述粗骨料陶粒粒径范围为5mm-15mm。
4.权利要求1~3任一项所述绿色轻骨料混凝土的制备工艺，包括如下步骤：
1）将水泥、脱硫灰、脱硫石膏、微硅粉、粉煤灰、石膏、石灰搅拌均匀成混料1；
2）将粗骨料陶粒与混料1搅拌均匀成混料2；
3）先将细骨料陶砂与混料2干料拌合，然后加水搅拌均匀得到绿色轻骨料混凝土。
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