CN107619237A - 一种利用硼泥制备砂浆试块的方法 - Google Patents

Abstract

本发明本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种利用硼泥制备砂浆试块的方法。本发明的技术方案如下：一种利用硼泥制备砂浆试块的方法，所用原料包括：水泥、硼泥和水，还可以包括砂子、减水剂、粉煤灰和/或石子。本发明提供的利用硼泥制备砂浆试块的方法，可以消耗大量硼泥，减少土地的占用率，硼泥掺杂在砂浆中既可以减少水泥的使用又可以提高砂浆试块的强度。

Description

一种利用硼泥制备砂浆试块的方法

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种利用硼泥制备砂浆试块的方法。

背景技术

硼泥是硼化学工业中生产硼酸、硼砂所产生的废弃物，其中含有氧化镁、氧化钙、氧化钠等碱性物质，不仅会对土地、大气构成污染，并且占用大量的农用耕地。辽宁地域如辽阳、营口、大石桥、丹东、宽甸等地的硼废渣(硼泥)排放量占全国80％以上，每天排放近400立方米，已成为较大的污染源。截止到2015年仅辽宁省内的硼泥已达1700万吨，并正以每年130万吨的速度增加，因此开发硼泥的应用价值，提高其回收利用率具有重要的实际意义。

近年来，国内外特别是国内在硼泥综合利用上取得了大量科研成果，主要集中在建筑、冶金、废水处置、镁元素的提取及农业化肥等几个方面。1993年徐华琴重点介绍了从硼泥中制取碳酸镁、金属镁、镁氧水泥制品、烧结制品、硼镁磷肥等多种产品的方法及部分工艺过程(矿产保护与利用，1993.05)。1994年来自大连理工大学土木系的罗玉萍、王立久采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜分析(SEM)及能谱分析(EDS)研究了以硼泥为主要原料制备的镁橄榄石质试样的组成和构造，并对试样的力学性能及高温使用功能进行了测试，证明工业废料硼泥制备耐火材料是可行的(耐火材料，1994.06)。2009年,来自大连理工大学的宁桂玲研究了以脱镁硼泥和废玻璃为主要原料制备泡沫玻璃锦砖(技术与市场，2009.02)。2014年来自合肥工业大学化工学院的潘晓锋探讨硼泥综合使用过程中的一个关键步骤，硼泥酸浸法提取镁元素动力学的研究对于高效提取硼泥中的镁具有重要的理论意义(矿产综合利用，2014.05)。该文对硫酸浸出硼泥的进程进行了系统考查，例如搅拌速度、浸出时间、液固比、硫酸质量分数、浸出温度对氧化镁浸出率影响。

发明内容

本发明提供一种利用硼泥制备砂浆试块的方法，可以消耗大量硼泥，减少土地的占用率，硼泥掺杂在砂浆中既可以减少水泥的使用又可以提高砂浆试块的强度。

本发明的技术方案如下：

一种利用硼泥制备砂浆试块的方法，所用原料包括：水泥、硼泥和水。

所述的利用硼泥制备砂浆试块的方法，其中所述硼泥包括高锰硼泥和/或低锰硼泥，高锰硼泥的锰元素含量大于25％质量分数，低锰硼泥的锰元素含量小于1％质量分数。

所述的利用硼泥制备砂浆试块的方法，其中所用原料还包括砂子、减水剂、粉煤灰和/或石子。

所述的利用硼泥制备砂浆试块的方法，其优选方案为，所用原料按重量份数计为：水泥80-100份、高锰硼泥130-150份、水40-60份。

所述的利用硼泥制备砂浆试块的方法，其优选方案为，水泥为普通硅酸盐水泥，标号为P.O 32.5-P.O 52.5；砂子为标准砂，平均粒径为0.4-0.5mm；减水剂为聚羧酸减水剂，相对分子质量为3000-20000。

所述的利用硼泥制备砂浆试块的方法，其优选方案为，所用原料按重量份数计为：水泥80-100份、砂子200-350份、高锰硼泥0-50份、低锰硼泥0-30份、水40-60份。

所述的利用硼泥制备砂浆试块的方法，其优选方案为，所用原料按重量份数计还包括：减水剂0.4-0.6份、粉煤灰8-10份。

所述的利用硼泥制备砂浆试块的方法，其制备过程包括如下步骤：

(1)准备各种原料；

(2)将除水以外的原料倒入搅拌桶内进行混合，干拌一段时间；

(3)将水倒入搅拌桶内，搅拌均匀；

(4)将搅拌桶放在搅拌机上充分搅拌；搅拌完成迅速将其倒入模具，制成具有一定规则形状的砂浆试块；

(5)将试模放在振捣器上充分振捣，然后将模具上方抹平。

(6)模具放在20±2℃，相对空气湿度大于90％的条件下进行养护，养护一段时间后脱模，在养护室内不同养护龄期制备出砂浆试块，并测其抗压强度和抗折强度。

所述的利用硼泥制备砂浆试块的方法，其中原料混合温度为-5～40℃，砂浆试块养护龄期为3-28天。

本发明的有益效果为：

1、本发明所提供的方法无需通过焙烧活化，依靠硼泥自身的性质，无需特殊处理，即可形成较高活性以及高力学强度的砂浆试块，工艺简单，可以实现大规模生产，并根据其抗压、抗折强度的不同，加入高锰硼泥的砂浆试块适用于建筑外墙，加入低锰硼泥的砂浆试块适用于建筑内墙。

2、本发明所提供的方法硼泥利用率高，在不降低砂浆试块力学强度的前提下，100重量份的水泥最多掺杂150重量份的高锰硼泥，不但可以消耗大量硼泥，同时硼泥当中的酸性、碱性有害物质可以固定在建筑材料内部，不会对环境产生二次污染。同时硼泥中含有的氧化镁经过高温煅烧后(大于900度形成死烧氧化镁)又可以转变为耐火材料，其制备出的建筑材料可以有效防止火灾发生。

3、本发明适用于各类不同种类的硼泥回收利用，所制备出的建筑材料力学强度高，耐水性好，也可以制备出其他建筑用耐火材料。

4、本发明不局限于硼尾矿矿渣的回收再利用，也可以应用于其他含有锰元素矿渣例如锰铁矿、锰矿、菱镁矿，取得更大的社会、经济效益。

具体实施方式

实施例1

原料：85重量份水泥(P.O 42.5MPa)，300重量份标准砂，15重量份高锰硼泥，50重量份水。

砂浆试块制备过程包括如下步骤：

(1)将除水以外的原料倒入搅拌桶内进行混合，混合温度为-5～40℃，干拌一段时间；

(2)将水倒入搅拌桶内，搅拌均匀；

(3)将搅拌桶放在搅拌机上充分搅拌；搅拌完成迅速将其倒入模具，制成具有一定规则形状的砂浆试块；

(4)将试模放在振捣器上充分振捣，然后将模具上方抹平。

(5)模具放在20±2℃，相对空气湿度大于90％的条件下进行养护，养护龄期为3-28天，在养护室内养护不同龄期脱模制备出砂浆试块，并测其抗压强度和抗折强度。

所得砂浆试块的28天抗压强度为32MPa、抗折强度为7.2MPa。

与标准砂浆试块28天抗压强度为30MPa，抗折强度为7.0MPa相比较，性能优越。

实施例2

与实施例1不同的是，原料：100重量份水泥(P.O 42.5MPa)，265重量份标准砂，35重量份高锰硼泥，50重量份水。

其制备的砂浆试块的28天抗压强度为38MPa、抗折强度为7.4MPa。

表明高锰硼泥替代砂子的效果最好，同时掺量最多。

实施例3

与实施例1不同的是，原料：90重量份水泥(P.O 42.5MPa)，300重量份标准砂，10重量份低锰硼泥，50重量份水。

其制备的砂浆试块的28天抗压、抗折强度为26MPa、6.5MPa，只适应于建筑内墙。

实施例4

与实施例1不同的是，原料：100重量份水泥(P.O 42.5MPa)，280重量份标准砂，20重量份低锰硼泥，50重量份水。

其制备的砂浆试块的28天抗压、抗折强度为30MPa、6.8MPa，只适应于建筑内墙。

实施例5

与实施例1不同的是，原料：100重量份水泥(P.O 42.5MPa)，280重量份标准砂，15重量份高锰硼泥，15重量份低锰硼泥，50重量份水。

其制备的砂浆试块的28天抗折、抗压强度为30MPa，7.0MPa，满足建筑物内、外墙力学性能要求。

实施例6

与实施例1不同的是，原料：100重量份水泥(P.O 42.5MPa)，150重量份高锰硼泥，15重量份低锰硼泥，50重量份水。

其制备的砂浆试块的28天抗折强度达到30MPa，满足建筑物内、外墙力学性能要求。

实施例7

与实施例1不同的是，原料：100重量份水泥(P.O 42.5MPa)，260重量份标准砂，40重量份高锰硼泥，0.4重量份聚羧酸减水剂，50重量份水。

其制备的砂浆试块比原有砂浆试块的28天抗压强度平均可以提高5MPa，抗折强度提高0.3MPa。

实施例8

与实施例1不同的是，在原有原料重量不变的前提下，掺入10重量份的粉煤灰，得到较高力学强度的水泥砂浆试块。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种利用硼泥制备砂浆试块的方法，其特征在于，所用原料包括：水泥、硼泥和水。

2.根据权利要求1所述的利用硼泥制备砂浆试块的方法，其特征在于，所述硼泥包括高锰硼泥和/或低锰硼泥，高锰硼泥的锰元素含量大于25％质量分数，低锰硼泥的锰元素含量小于1％质量分数。

3.根据权利要求1或2所述的利用硼泥制备砂浆试块的方法，其特征在于，所用原料还包括砂子、减水剂、粉煤灰和/或石子。

4.根据权利要求2所述的利用硼泥制备砂浆试块的方法，其特征在于，所用原料按重量份数计为：水泥80-100份、高锰硼泥130-150份、水40-60份。

5.根据权利要求3所述的利用硼泥制备砂浆试块的方法，其特征在于，水泥为普通硅酸盐水泥，标号为P.O 32.5-P.O 52.5；砂子为标准砂，平均粒径为0.4-0.5mm；减水剂为聚羧酸减水剂，相对分子质量为3000-20000。

6.根据权利要求3所述的利用硼泥制备砂浆试块的方法，其特征在于，所用原料按重量份数计为：水泥80-100份、砂子200-350份、高锰硼泥0-50份、低锰硼泥0-30份、水40-60份。

7.根据权利要求6所述的利用硼泥制备砂浆试块的方法，其特征在于，所用原料按重量份数计还包括：减水剂0.4-0.6份、粉煤灰8-10份。

8.根据权利要求3所述的利用硼泥制备砂浆试块的方法，其特征在于，制备过程包括如下步骤：

(1)准备各种原料；

(2)将除水以外的原料倒入搅拌桶内进行混合，干拌一段时间；

(3)将水倒入搅拌桶内，搅拌均匀；

(4)将搅拌桶放在搅拌机上充分搅拌；搅拌完成迅速将其倒入模具，制成具有一定规则形状的砂浆试块；

(5)将试模放在振捣器上充分振捣，然后将模具上方抹平。

(6)模具放在20±2℃，相对空气湿度大于90％的条件下进行养护，养护一段时间后脱模，在养护室内不同养护龄期制备出砂浆试块，并测其抗压强度和抗折强度。

9.根据权利要求8所述的利用硼泥制备砂浆试块的方法，其特征在于，原料混合温度为-5～40℃，砂浆试块养护龄期为3-28天。