CN107540285B - 一种使用废弃牡蛎壳制备磨细玻璃粉建筑砂浆的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种使用废弃牡蛎壳制备磨细玻璃粉建筑砂浆的方法,首先将废弃牡蛎壳浸泡在酸性溶液中,然后对废弃牡蛎壳热处理后制备磨细玻璃粉建筑砂浆。化学处理废弃牡蛎壳后产生的硫酸钙加快了砂浆水化速度;化学处理后的多孔状牡蛎壳掺加到砂浆中降低碱硅酸反应膨胀。采用此方法制备磨细玻璃粉建筑砂浆,增加了磨细废弃玻璃粉取代水泥比例,降低了水泥生产过程对环境的负面影响,避免了废弃玻璃大量占用土地和对周围环境产生污染等问题。使用此种方法制备磨细玻璃粉建筑砂浆具有比传统磨细废弃玻璃粉建筑砂浆更好的力学性能、耐久性能、更低的碱硅酸反应膨胀、良好的体积稳定性。

Description

一种使用废弃牡蛎壳制备磨细玻璃粉建筑砂浆的方法
技术领域
本发明属于固体废弃物循环再生利用和高性能建筑材料制备领域,具体涉及一种使用废弃牡蛎壳制备磨细玻璃粉建筑砂浆的方法。
背景技术
进入二十世纪以来,随着我国城镇化进程加快和“一带一路”和“海上丝绸之路”等国家战略的实施,大量民用建筑、高速公路、桥梁、隧道、码头、钻井平台等土木工程开工建设,土木工程材料的使用量持续增加。高性能建筑砂浆作为土木工程材料的一个重要组成部分,因其原材料来源广泛、承载能力强、抗剪切能力好、粘结强度高,硬化后的建筑砂浆不易变形与开裂、施工方便等特点,已广泛应用在土木工程的各个领域。
高性能建筑砂浆主要是由水泥、高效减水剂、水、细骨料组分按一定的配合比配制而成。为保证砂浆有足够流动度、运输过程中不离析和泌水,高性能建筑砂浆中还需掺加矿物掺和料,如粉煤灰、磨细矿渣、偏高岭土等。掺加矿物掺和料不但降低了砂浆中水泥用量和原材料使用成本,同时还改善了砂浆工作性能和耐久性能。但是近几十年来,随着我国环境保护力度的加强,高耗能、高污染的煤电、钢铁行业的发展受到限制,粉煤灰、磨细矿渣等矿物掺和料产量越来来少,价格不断增加。因此寻找一种使用量大、价格低廉、新型的矿物掺和料已成为各国研究人员关注重点。
废弃玻璃主要成分是二氧化硅,废弃玻璃磨细到一定颗粒尺寸后具有火山灰活性,可替代粉煤灰、磨细矿渣等掺合料应用到建筑砂浆材料中。近几年来,世界各国掀起了使用磨细废弃玻璃粉掺和料制备建筑砂浆的研究热潮。但磨细废弃玻璃粉作为掺合料制备建筑砂浆易发生碱硅酸反应而使砂浆膨胀开裂、砂浆体积稳定性变差,导致砂浆材料的长期性能劣化。为减少建筑砂浆膨胀开裂和提高建筑砂浆材料耐久性,建筑砂浆中磨细废弃玻璃粉取代水泥比例需控制在20%左右,这制约了磨细废弃玻璃粉掺合料在建筑砂浆中的广泛应用。
牡蛎是我国海水养殖的主要品种之一,每年我国牡蛎产量为80-90万吨,废弃牡蛎壳的量高达30-40万吨。废弃牡蛎壳粉碎后作为建筑砂浆中细骨料,一方面大量消耗了废弃牡蛎壳,减少了传统黄砂细骨料使用量,降低建筑砂浆的材料成本。同时,废弃牡蛎壳的大量使用还降低了废弃牡蛎壳堆积对周围环境造成的负面影响。使用废弃牡蛎壳制备磨细废弃玻璃粉建筑砂浆具有良好的应用前景。
发明内容
解决的技术问题:为了解决现有技术中磨细废弃玻璃粉取代水泥比例过低,掺加过量磨细废弃玻璃粉后硬化砂浆的碱硅酸反应膨胀较大而导致砂浆体积稳定性变差的难题。本申请提出了一种使用废弃牡蛎壳制备高掺量磨细玻璃粉建筑砂浆的方法,使用此种方法制备建筑砂浆大大提高建筑砂浆中的磨细废弃玻璃粉的使用量,减少了建筑砂浆中水泥用量,并且降低了水泥生产过程中CO2等温室气体的排放量和工业粉尘的排放对环境的影响,还解决了废弃玻璃大量占用土地和对周围环境产生污染的问题。克服了传统磨细玻璃粉建筑砂浆体积稳定性和耐久性能差的技术问题。
技术方案:一种使用废弃牡蛎壳制备磨细玻璃粉建筑砂浆的方法,包括如下步骤:
第一步:将废弃玻璃分拣、清洗、晾干后进行粉碎处理,通过5mm方孔筛,再将废弃玻璃颗粒放入振动式球磨机中研磨1-2分钟,得到磨细废弃玻璃粉,将磨细废弃玻璃粉放置48小时后,使用激光粒度仪检测磨细废弃玻璃粉的颗粒尺寸;
第二步:将废弃牡蛎壳清洗、晾干后使用粉碎机进行粉碎处理,粉碎后的废弃牡蛎壳通过0.6mm圆孔筛,保留颗粒尺寸≤0.6mm的废弃牡蛎壳细颗粒,将过筛后的废弃牡蛎壳细颗粒浸泡在温度为50-70℃醋酸与稀硫酸混合溶液中48小时,废弃牡蛎壳细颗粒与混合溶液质量比为1:2,处理后的粉碎牡蛎壳细颗粒晾干后,在300℃温度的干燥箱下热处理24h,除去残留在牡蛎壳表面的酸溶液和废弃牡蛎壳中的结合水;
第三步:将水泥、磨细废弃玻璃粉、粉煤灰、黄砂和处理过的粉碎废弃牡蛎壳按重量比黄砂+粉碎废弃牡蛎壳:水泥+粉煤灰+磨细废弃玻璃粉=1.8-2.2:0.8-1.2,粉碎废弃牡蛎壳为黄砂+粉碎废弃牡蛎壳重量的30-50%,放入搅拌器中,在30-50转/分钟搅拌速度下混合1-4分钟,所述水泥、粉煤灰和磨细废弃玻璃粉为胶凝材料,加入掺加减水剂的拌和水,所述减水剂为萘系高效减水剂,用量为胶凝材料重量的0.1-0.4%,拌和水为胶凝材料重量的0.33-0.5,继续搅拌1-3分钟,使用铁铲对砂浆浆体人工搅拌1-2次,最后将砂浆浆体以50-80转/分钟搅拌速度,混合2-3分钟;
第四步:将新拌砂浆浆体放入水泥胶砂流动度测定仪配套的锥形试模当中,刮平表面后提起试模,开启流动度测定仪,检测新拌砂浆浆体的初始流动度;
第五步:将砂浆浆体浇筑到40mm×40mm×160mm和25mm×25mm×285mm试模中,放置在温度为25℃、湿度为55-65%的环境中养护24小时;1天后将试样从试模移除,放置在温度为20℃、湿度为90±5%的养护室养护到
3、7、28和90天;
第六步:对硬化废弃牡蛎壳的磨细玻璃粉建筑砂浆抗压强度、抗折强度、吸水率、干燥收缩值、碱硅酸反应膨胀值进行测定。
作为本发明的一种优选技术方案:所述第一步中振动式球磨机转速为800转/分钟。
作为本发明的一种优选技术方案:所述第一步中磨细废弃玻璃粉平均颗粒尺寸为3-6um。
作为本发明的一种优选技术方案:所述第二步中醋酸质量浓度为36%-38%,稀硫酸质量浓度为20%。
作为本发明的一种优选技术方案:所述第二步中醋酸与稀硫酸重量比为80:20。
有益效果:本申请所述一种使用废弃牡蛎壳制备磨细玻璃粉建筑砂浆的方法采用以上技术方案与现有技术相比,具有以下技术效果:
1、与普通磨细玻璃粉砂浆相比,本发明中磨细玻璃粉取代比例达40%,每生产一立方米此种含有废弃牡蛎壳、具有良好体积稳定性的磨细玻璃粉砂浆,可节约胶凝材料费用2元;每年生产此种砂浆10万方计算,可节约原材料成本近20元。
2、磨细玻璃粉具有更低的吸水率,在保持砂浆流动性能不变的情况下,掺加高掺量磨细玻璃粉到砂浆中能明显降低砂浆中高效减水剂的用量;每生产一立方米此种砂浆可节约高效减水剂使用费用1元,按每年生产此种砂浆10万方计算,每年可节约10万元的材料费用。
3、处理过的废弃粉碎牡蛎壳取代部分黄砂作为细骨料制备建筑砂浆,扣除废弃粉碎牡蛎壳物理、化学处理所产生的人工费用、材料和能源费用;每生产一立方米此种砂浆可节省细骨料材料费用0.2元;同时使用经过处理的多孔废弃粉碎牡蛎壳作为细骨料,不需要在砂浆材料加入锂盐等碱硅酸反应抑制剂,就能制备出具有较低的碱硅酸反应膨胀、体积稳定性良好的磨细玻璃粉建筑砂浆,每方砂浆材料可节约碱硅酸反应抑制剂费用2元以上;综合考虑,以每年生产此种掺加废弃贝壳粉的砂浆10万方计算,可节约原材料成本近22万元。
4、使用磨细玻璃粉制备建筑砂浆消耗了大量的废弃玻璃,避免了处理废弃玻璃需占用大量土地和对周围环境产生严重污染的问题;废弃玻璃作为一种资源,用于制备建筑砂浆是处理玻璃废物的最佳途径。
5、使用处理的废弃粉碎牡蛎壳作为细骨料制备磨细玻璃粉建筑砂浆加快了砂浆的水化速度,酸性溶液处理后的多孔状粉碎牡蛎壳抵消因磨细玻璃粉而产生的碱硅酸反应膨胀,提高了磨细玻璃粉建筑砂浆的力学性能、体积稳定性和抗腐蚀环境侵蚀能力,扩大了废弃牡蛎壳的使用领域与范围,为废弃牡蛎壳的再生利用找到了新的出路。
附图说明:
图1为本申请使用废弃牡蛎壳制备磨细玻璃粉建筑砂浆的流程图示意图。
图2为本申请对比例普通磨细玻璃粉砂浆和实施例1掺废弃粉碎牡蛎壳的磨细玻璃粉砂浆流动度随时间变化示意图。
图3为本申请对比例普通磨细玻璃粉砂浆和实施例1掺废弃粉碎牡蛎壳的磨细玻璃粉砂浆抗压强度示意图。
图4为本申请对比例普通磨细玻璃粉砂浆和实施例1掺废弃粉碎牡蛎壳的磨细玻璃粉砂浆抗折强度示意图。
图5为本申请对比例普通磨细玻璃粉砂浆和实施例1掺废弃粉碎牡蛎壳的磨细玻璃粉砂浆吸水率示意图。
图6为本申请对比例普通磨细玻璃粉砂浆和实施例1掺废弃粉碎牡蛎壳的磨细玻璃粉砂浆干燥收缩值示意图。
图7为本申请对比例普通磨细玻璃粉砂浆和实施例1掺废弃粉碎牡蛎壳的磨细玻璃粉砂浆碱硅酸反应膨胀值示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
实施例1
如图1所示,一种使用废弃牡蛎壳制备磨细玻璃粉建筑砂浆的方法,包括如下步骤:
第一步,磨细玻璃粉的制备:将废弃白色玻璃饮料瓶进行分拣、清洗、晾干、粉碎处理后通过5mm方孔筛,去除杂质与形状不规则的废弃玻璃颗粒;将粉碎的废弃玻璃颗粒放入容积为80ml振动式球磨机中以800转/分钟速度研磨2分钟后,磨细废弃玻璃粉密封放置48小时,激光粒度仪测得磨细废弃玻璃粉平均颗粒尺寸为4.426um;
第二步,废弃牡蛎壳的处理:将来源于中国东南沿海地区废弃牡蛎壳分拣、清洗、晾干后进行粉碎处理,粉碎后的废弃牡蛎壳通过0.6mm圆孔筛,去除杂质与形状不规则废弃牡蛎壳颗粒,保留颗粒尺寸≤0.6mm的废弃牡蛎壳细颗粒;将1412kg的上述废弃牡蛎壳细颗粒浸泡在2824kg温度为60℃的混合酸溶液中48小时,混合酸溶液中醋酸与稀硫酸重量比为80:20,醋酸质量浓度为37%,稀硫酸质量浓度为20%;将混合酸溶液处理过的粉碎牡蛎壳细颗粒晾干,在300℃温度的干燥箱中热处理24h,除去残留在牡蛎壳表面的酸性溶液和废弃牡蛎壳中的结合水;
第三步,掺加废弃牡蛎壳的磨细玻璃粉砂浆的制备:以配制M40高强砂浆为目标;水泥、粉煤灰、磨细玻璃粉作为胶凝材料;使用的水泥为中国水泥厂42.5普硅水泥,使用粉煤灰为南京电厂的二级粉煤灰;黄砂、处理后的废弃粉碎牡蛎壳作为细骨料,黄砂、处理后的废弃粉碎牡蛎壳细骨料细度模数分别为2.46和1.24;使用的减水剂为萘系减水剂;拌和用水为饮用水;砂浆配合比为黄砂+处理过的粉碎废弃牡蛎壳:胶凝材料:水=2:1:0.4;水泥+粉煤灰+磨细玻璃粉量为706kg/m3,水泥为胶凝材料总量的40%,磨细玻璃为胶凝材料总量的40%,粉煤灰为胶凝材料总量的20%;处理后粉碎废弃牡蛎壳为细骨料总量的30%,萘系减水剂为胶凝材料总量的0.2%,拌和水用量为胶凝材料重量的0.4;
第四步,掺加废弃牡蛎壳的磨细玻璃粉砂浆的制备与养护:将250-300kg水泥、250-300kg磨细废弃玻璃粉、140-150kg粉煤灰放入搅拌器中以30转/分钟搅拌速度混合2分钟,然后加入985-990kg黄砂、420-425kg处理后的废弃粉碎牡蛎壳以30转/分钟的搅拌速度继续混合2分钟;最后将1.41-1.42kg萘系高效减水剂掺加到280-300kg拌和水中加入搅拌器中,在30转/分钟搅拌速度下继续搅拌2分钟,为避免砂浆浆体在容器底部层积,需使用铁铲对砂浆浆体进行人工搅拌2次,最后将砂浆浆体在60转/分钟的搅拌速度下加速搅拌2分钟;取新拌TWOS-SM砂浆浆体放入流动度测试锥模中进行砂浆初始流动度检测;然后将其他新拌TWOS-SM砂浆浆体浇筑到40mm×40mm×160mm三联模中制备12块试样,进行3、7、28和90天抗压强度、抗折强度检测,制备12块试样进行3、7、28和90天吸水率检测;将其他新拌TWOS-SM砂浆浆体浇筑2个25mm×25mm×285mm的三联模中,制备6块试样,进行不同龄期的砂浆干燥收缩值、碱硅酸反应膨胀值检测;最后将装有TWOS-SM砂浆的试模用湿麻袋覆盖,放置在温度25℃,湿度55-65%的室内养护,24小时后拆摸将试样放置在温度为20℃,湿度为90±5%养护室中养护到测试龄期;在相同条件,制备相同数量的RS-SM砂浆,进行对比实验;
第五步:测试性能,性能对比。
掺加处理后废弃牡蛎壳的磨细玻璃粉砂浆(TWOS-SM)M40高强砂浆配合比见表1;
表1.(TWOS-SM)M40高强砂浆配合比
Figure BDA0001388389430000051
实施例2
如图1所示,一种使用废弃牡蛎壳制备磨细玻璃粉建筑砂浆的方法,包括如下步骤:
第一步,磨细玻璃粉的制备:将废弃白色玻璃饮料瓶进行分拣、清洗、晾干、粉碎处理后通过5mm方孔筛,去除杂质与形状不规则的废弃玻璃颗粒;将粉碎的废弃玻璃颗粒放入容积为80ml振动式球磨机中以800转/分钟速度研磨1分钟后,磨细废弃玻璃粉密封放置48小时,激光粒度仪测得磨细玻璃粉平均颗粒尺寸为4.426um;
第二步,废弃牡蛎壳的处理:将来源于中国东南沿海地区废弃牡蛎壳分拣、清洗、晾干后进行粉碎处理,粉碎后的废弃牡蛎壳通过0.6mm圆孔筛,去除杂质与形状不规则废弃牡蛎壳颗粒,保留颗粒尺寸≤0.6mm的废弃牡蛎壳细颗粒;将1412kg的上述废弃牡蛎壳细颗粒浸泡在2824kg温度为50℃的混合酸溶液中48小时,混合酸溶液中醋酸与稀硫酸重量比为80:20,醋酸质量浓度为36%,稀硫酸质量浓度为20%;将混合酸溶液处理过的粉碎牡蛎壳细颗粒晾干,在300℃温度的干燥箱中热处理24h,除去残留在牡蛎壳表面的酸性溶液和废弃牡蛎壳中的结合水;
第三步,掺加废弃牡蛎壳的磨细玻璃粉砂浆的制备:以配制M40高强砂浆为目标;水泥、粉煤灰、磨细玻璃粉作为胶凝材料;使用的水泥为中国水泥厂42.5普硅水泥,使用粉煤灰为南京电厂的二级粉煤灰;黄砂、处理后的废弃粉碎牡蛎壳作为细骨料,黄砂、处理后的废弃粉碎牡蛎壳细骨料细度模数分别为2.46和1.24;使用的减水剂为萘系减水剂;拌和用水为饮用水;砂浆配合比为黄砂+处理过的粉碎废弃牡蛎壳:胶凝材料:水=1.8:0.8:0.4;水泥+粉煤灰+磨细玻璃粉量为706kg/m3,水泥为胶凝材料总量的40%,磨细废弃玻璃为胶凝材料总量的40%,粉煤灰为胶凝材料总量的20%;处理后粉碎废弃牡蛎壳为细骨料总量的40%,萘系减水剂为胶凝材料总量的0.1%,拌和水用量为胶凝材料重量的0.5;
第四步,掺加废弃牡蛎壳的磨细玻璃粉砂浆的制备与养护:将250-300kg水泥、250-300kg磨细废弃玻璃粉、140-150kg粉煤灰放入搅拌器中以40转/分钟搅拌速度混合1分钟,然后加入950-955kg黄砂、635-640kg处理后的废弃粉碎牡蛎壳以40转/分钟的搅拌速度继续混合1分钟;最后将0.71-0.72kg萘系高效减水剂掺加到350-355kg拌和水中加入搅拌器中,在30转/分钟搅拌速度下继续搅拌1分钟,为避免砂浆浆体在容器底部层积,需使用铁铲对砂浆浆体进行人工搅拌1次,最后将砂浆浆体在50转/分钟的搅拌速度下加速搅拌2分钟;取新拌TWOS-SM砂浆浆体放入流动度测试锥模中进行砂浆初始流动度检测;然后将其他新拌TWOS-SM砂浆浆体浇筑到40mm×40mm×160mm三联模中制备12块试样,进行3、7、28和90天抗压强度、抗折强度检测,制备12块试样进行3、7、28和90天吸水率检测;将其他新拌TWOS-SM砂浆浆体浇筑2个25mm×25mm×285mm的三联模中,制备6块试样,进行不同龄期的砂浆干燥收缩值、碱硅酸反应膨胀值检测;最后将装有TWOS-SM砂浆的试模用湿麻袋覆盖,放置在温度25℃,湿度55-65%的室内养护,24小时后拆摸将试样放置在温度为20℃,湿度为90±5%养护室中养护到测试龄期;在相同条件,制备相同数量的RS-SM砂浆,进行对比实验;
第五步:测试性能,性能对比。
实施例3
如图1所示,一种使用废弃牡蛎壳制备磨细玻璃粉建筑砂浆的方法,包括如下步骤:
第一步,磨细玻璃粉的制备:将废弃白色玻璃饮料瓶进行分拣、清洗、晾干、粉碎处理后通过5mm方孔筛,去除杂质与形状不规则的废弃玻璃颗粒;将粉碎的废弃玻璃颗粒放入容积为80ml振动式球磨机中以800转/分钟速度研磨1-2分钟后,磨细废弃玻璃粉密封放置48小时,激光粒度仪测得磨细废弃玻璃粉平均颗粒尺寸为4.426um;
第二步,废弃牡蛎壳的处理:将来源于中国东南沿海地区废弃牡蛎壳分拣、清洗、晾干后进行粉碎处理,粉碎后的废弃牡蛎壳通过0.6mm圆孔筛,去除杂质与形状不规则废弃牡蛎壳颗粒,保留颗粒尺寸≤0.6mm的废弃牡蛎壳细颗粒;将1412kg的上述废弃牡蛎壳细颗粒浸泡在2824kg温度为70℃的混合酸溶液中48小时,混合酸溶液中醋酸与稀硫酸重量比为80:20,醋酸质量浓度为38%,稀硫酸质量浓度为20%;将混合酸溶液处理过的粉碎牡蛎壳细颗粒晾干,在300℃温度的干燥箱中热处理24h,除去残留在牡蛎壳表面的酸性溶液和废弃牡蛎壳中的结合水;
第三步,掺加废弃牡蛎壳的磨细玻璃粉砂浆的制备:以配制M40高强砂浆为目标;水泥、粉煤灰、废弃的磨细玻璃粉作为胶凝材料;使用的水泥为中国水泥厂42.5普硅水泥,使用粉煤灰为南京电厂的二级粉煤灰;黄砂、处理后的废弃粉碎牡蛎壳作为细骨料,黄砂、处理后的废弃粉碎牡蛎壳细骨料细度模数分别为2.46和1.24;使用的减水剂为萘系减水剂;拌和用水为饮用水;砂浆配合比为黄砂+处理过的粉碎废弃牡蛎壳:胶凝材料:水=2.2:1.2:0.4;水泥+粉煤灰+磨细废弃玻璃粉量为706kg/m3,水泥为胶凝材料总量的40%,磨细废弃玻璃为胶凝材料总量的40%,粉煤灰为胶凝材料总量的20%;处理后粉碎废弃牡蛎壳为细骨料总量的50%,萘系减水剂为胶凝材料总量的0.4%,拌和水用量为胶凝材料重量的0.33;
第四步,掺加废弃牡蛎壳的磨细玻璃粉砂浆的制备与养护:将250-300kg水泥、250-300kg磨细废弃玻璃粉、140-150kg粉煤灰放入搅拌器中以50转/分钟搅拌速度混合2分钟,然后加入645-650kg黄砂、645-650kg处理后的废弃粉碎牡蛎壳以50转/分钟的搅拌速度继续混合2分钟;最后将2.82-2.83kg萘系高效减水剂掺加到230-235kg拌和水中加入搅拌器中,在30转/分钟搅拌速度下继续搅拌3分钟,为避免砂浆浆体在容器底部层积,需使用铁铲对砂浆浆体进行人工搅拌2次,最后将砂浆浆体在80转/分钟的搅拌速度下加速搅拌3分钟;取新拌TWOS-SM砂浆浆体放入流动度测试锥模中进行砂浆初始流动度检测;然后将其他新拌TWOS-SM砂浆浆体浇筑到40mm×40mm×160mm三联模中制备12块试样,进行3、7、28和90天抗压强度、抗折强度检测,制备12块试样进行3、7、28和90天吸水率检测;将其他新拌TWOS-SM砂浆浆体浇筑2个25mm×25mm×285mm的三联模中,制备6块试样,进行不同龄期的砂浆干燥收缩值、碱硅酸反应膨胀值检测;最后将装有TWOS-SM砂浆的试模用湿麻袋覆盖,放置在温度25℃,湿度55-65%的室内养护,24小时后拆摸将试样放置在温度为20℃,湿度为90±5%养护室中养护到测试龄期;在相同条件,制备相同数量的RS-SM砂浆,进行对比实验;
第五步:测试性能,性能对比。
对比例1
一种普通磨细玻璃粉砂浆的制备方法,包括如下步骤:
第一步,磨细废弃玻璃粉的制备:将废弃白色玻璃饮料瓶进行分拣、清洗、晾干、粉碎处理后,粉碎废弃玻璃通过5mm方孔筛,去除杂质与形状不规则的废弃玻璃颗粒;将粉碎的废弃玻璃颗粒放入容积为80ml振动式球磨机中以800转/分钟速度研磨1-2分钟后,磨细废弃玻璃粉密封放置48小时,激光粒度仪测得磨细废弃玻璃粉平均颗粒尺寸为4.426um;
第二步,磨细玻璃粉砂浆的制备:以配制M40高强砂浆为目标;水泥、粉煤灰、废弃的磨细玻璃粉作为胶凝材料;使用的水泥为中国水泥厂42.5普硅水泥,使用粉煤灰为南京电厂的二级粉煤灰。黄砂作为细骨料,黄砂细骨料细度模数为2.46;使用的高效减水剂为萘系减水剂;拌和用水为饮用水;砂浆配合比为黄砂:水泥+粉煤灰+磨细废弃玻璃粉:水=2:1:0.4;水泥+粉煤灰+磨细废弃玻璃粉量为706kg/m3,水泥为胶凝材料总量的40%,磨细废弃玻璃为胶凝材料总量的40%,粉煤灰为胶凝材料总量的20%。萘系减水剂为胶凝材料总量的0.2%;未掺加废弃牡蛎壳的磨细玻璃粉砂浆(RS-SM)M40高强砂浆配合比见表2;
表2.(RS-SM)M40高强砂浆配合比
Figure BDA0001388389430000091
第四步,掺加废弃牡蛎壳的磨细玻璃粉砂浆的制备与养护:将250-300kg水泥、250-300kg磨细废弃玻璃粉、140-150kg粉煤灰放入搅拌器中以30转/分钟搅拌速度混合1-2分钟,然后加入1410-1415kg黄砂以30转/分钟的搅拌速度继续混合1-2分钟;最后将1.41-1.42kg萘系高效减水剂掺加到280-300kg拌和水中加入搅拌器中,在30转/分钟搅拌速度下继续搅拌2分钟,为避免砂浆浆体在容器底部层积,需使用铁铲对砂浆浆体进行人工搅拌1-2次,最后将砂浆浆体在60转/分钟的搅拌速度下加速搅拌2分钟;取新拌RS-SM砂浆浆体放入流动度测试锥模中进行砂浆初始流动度检测;然后将其他新拌RS-SM砂浆浆体浇筑到40mm×40mm×160mm三联模中制备12块试样,进行3、7、28和90天抗压强度、抗折强度检测,制备12块试样进行3、7、28和90天吸水率检测;将其他新拌TWOS-SM砂浆浆体浇筑2个25mm×25mm×285mm的三联模中,制备6块试样,进行不同龄期的砂浆干燥收缩值、碱硅酸反应膨胀值检测;然后将装有RS-SMT砂浆的试模用湿麻袋覆盖,放置在温度25℃,湿度55-65%的室内养护,24小时后拆摸将试样放置在温度为20℃,湿度为90±5%养护室中养护到测试龄期;
第五步:测试性能。
图2所示为RS-SM、TWOS-SM砂浆流动度随时间变化的对比,图中可以看出,TWOS-SM砂浆初始流动度比传统RS-SM砂浆初始流动度低4.58%,TWOS-SM砂浆流动度(2小时)损失率比传统RS-SM砂浆流动度损失率(2小时)高163.2%。
图3所示为RS-SM、TWOS-SM硬化砂浆抗压强度对比,图中可以看出,TWOS--SM硬化砂浆3,7,28,90天抗压强度比传统RS-SM硬化砂浆高3.80%,0.66%,2.64%,0.83%。
图4所示为RS-SM、TWOS-SM硬化砂浆抗折强度的对比,图中可以看出,TWOS-SM硬化砂浆3,7,28,90天的抗折强度比传统RS-SM硬化砂浆高4.44%,2.63%,3.71%,5.08%。
图5所示为RS-SM、TWOS-SM硬化砂浆吸水率对比,图中可以看出,TWOS-SM硬化砂浆3,7,28,90天的吸水率比传统RS-SM硬化砂浆高12.32%,3.28%,17.51%,10.46%。
图6所示为RS-SM、TWOS-SM硬化砂浆的干燥收缩值对比,图中可以看出,在56,90,112天干燥龄期里,TWOS-SM硬化砂浆干燥收缩值比传统RS-SM硬化砂浆低12.32%,9.97%,7.26%。
图7所示为RS-SM、TWOS-SM硬化砂浆的碱硅酸反应膨胀值的对比,图中可以看出,在7,14,28天测试时间里,TWOS-SM硬化砂浆碱硅酸反应膨胀比传统RS-SM砂浆碱硅酸反应膨胀低52.52%,46.55%,40.53%。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种使用废弃牡蛎壳制备磨细玻璃粉建筑砂浆的方法,其特征在于,包括如下步骤:
第一步:将废弃玻璃分拣、清洗、晾干后进行粉碎处理,通过5mm方孔筛,再将废弃玻璃颗粒放入振动式球磨机中研磨1-2分钟,得到磨细废弃玻璃粉,将磨细废弃玻璃粉放置48小时后,使用激光粒度仪检测磨细废弃玻璃粉的颗粒尺寸;
第二步:将废弃牡蛎壳清洗、晾干后使用粉碎机进行粉碎处理,粉碎后的废弃牡蛎壳通过0.6 mm圆孔筛,保留颗粒尺寸≤0.6 mm的废弃牡蛎壳细颗粒,将过筛后的废弃牡蛎壳细颗粒浸泡在温度为50-70℃醋酸与稀硫酸混合溶液中48小时,废弃牡蛎壳细颗粒与混合溶液质量比为1:2,处理后的粉碎牡蛎壳细颗粒晾干后,在300℃温度的干燥箱下热处理24h,除去残留在牡蛎壳表面的酸溶液和废弃牡蛎壳中的结合水;
第三步:将水泥、磨细废弃玻璃粉、粉煤灰、黄砂和处理过的粉碎废弃牡蛎壳按重量比黄砂+粉碎废弃牡蛎壳:水泥+粉煤灰+磨细废弃玻璃粉=1.8-2.2:0.8-1.2,粉碎废弃牡蛎壳为黄砂+粉碎废弃牡蛎壳重量的30-50%,放入搅拌器中,在30-50转/分钟搅拌速度下混合1-4分钟,所述水泥、粉煤灰和磨细废弃玻璃粉为胶凝材料,加入掺加减水剂的拌和水,所述减水剂为萘系高效减水剂,用量为胶凝材料重量的0.1-0.4%,拌和水为胶凝材料重量的0.33-0.5,继续搅拌1-3分钟,使用铁铲对砂浆浆体人工搅拌1-2次,最后将砂浆浆体以50-80转/分钟搅拌速度,混合2-3分钟;
第四步:将新拌砂浆浆体放入水泥胶砂流动度测定仪配套的锥形试模中,刮平表面后提起试模,开启流动度测定仪,检测新拌砂浆浆体的初始流动度;
第五步:将砂浆浆体浇筑到40 mm×40 mm×160 mm和25 mm×25 mm×285 mm试模中,放置在温度为25℃、湿度为55-65%的环境中养护24小时;1天后将试样从试模移除,放置在温度为20℃、湿度为90±5% 的养护室养护到3、7、28和90天;
第六步:对硬化的含有废弃牡蛎壳玻璃粉建筑砂浆的抗压强度、抗折强度、吸水率、干燥收缩值、碱硅酸反应膨胀值进行测定。
2.根据权利要求1所述的使用废弃牡蛎壳制备磨细玻璃粉建筑砂浆的方法,其特征在于:所述第一步中振动式球磨机转速为800转/分钟。
3.根据权利要求1所述的使用废弃牡蛎壳制备磨细玻璃粉建筑砂浆的方法,其特征在于:所述第一步中磨细废弃玻璃粉平均颗粒尺寸为3-6um。
4.根据权利要求1所述的使用废弃牡蛎壳制备磨细玻璃粉建筑砂浆的方法,其特征在于:所述第二步中醋酸质量浓度为36%-38%,稀硫酸质量浓度为20%。
5.根据权利要求1所述的使用废弃牡蛎壳制备磨细玻璃粉建筑砂浆的方法,其特征在于:所述第二步中醋酸与稀硫酸重量比为80:20。
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