CN108178533B - 高强再生胶凝材料制品的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强再生胶凝材料制品的制备方法，技术方案包括：将废弃混凝土破碎、分离与粉磨得到废弃水泥石粉末；将所述废弃水泥石粉末加热至400‑1000℃后冷却至室温，得到再生胶凝材料；将再生胶凝材料加入砂石和水搅拌均匀，然后压制成型，最后碳化得到高强再生胶凝材料制品。本发明工艺简单、生产成本低、生产周期短、性能稳定。

Description

高强再生胶凝材料制品的制备方法
技术方案
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种高强再生胶凝材料 制品的制备方法。
背景技术
水泥混凝土是最大宗的建筑与结构工程材料，伴随着正在进行的 大规模基础设施建设，近年来废弃混凝土产生量急剧增——这些废弃 混凝土如果不加以利用将占用大量宝贵的土地资源，并且严重污染环 境，已经成为不容忽视的社会、经济和环保问题。因而，如何充分、 高效、经济的利用建筑垃圾，特别是废弃混凝土已经成为许多国家共 同研究的一个课题。
目前国内外对废弃混凝土的再生资源化利用技术方法主要集中 在两个方面：一是将废弃混凝土破碎后用作路基或低强度建筑制品如 砌块等的填充材料；二是再生集料混凝土技术。但是对废弃混凝土中 水泥石研究较少，并没有解决废弃混凝土中经济成本最高、环境负荷 最重的组分水泥石的高附加值再生资源化。
《硅酸盐学报》公开了一种“利用废弃混凝土制备再生胶凝材料”， 指出不同煅烧温度下制备得到的再生胶凝材料矿物组成及其结构不 同，使其水化活性存在差异。其中在650℃煅烧得到的再生胶凝材料 以不完全结晶的β-C2S矿物相为主要成分，具有优良的水化胶凝能力。 将煅烧后的胶凝材料加水成型后进行标准养护。该方案强调了煅烧温 度可以提高胶凝材料的水化活性，但不同的温度下水化活性差异性 大，且强度偏低。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺简单、生 产成本低、生产周期短、在较宽的煅烧温度范围下仍能获得性能稳定 的高强再生胶凝材料制品。
本发明技术方案包括以下步骤：
1）将废弃混凝土破碎、分离与粉磨得到废弃水泥石粉末；
2）将所述废弃水泥石粉末加热至400-1000℃后冷却至室温，得到再生胶凝材料；
3）将再生胶凝材料加入砂石和水搅拌均匀，然后压制成型，最后碳化得到高强再生胶凝材料制品。
所述步骤1）中，破碎、分离与粉磨得到废弃水泥石粉末过80μm方孔筛筛余不大于10%。
所述步骤2）中，加热时，在最高温度下保温1-3h，然后急冷或随炉自然冷却至室温。
所述步骤3）中，再生胶凝材料、水和砂石三者的质量比为1:0.15-0.30：1-3；将再生胶凝材料加水熟化0.5-2h，熟化同时或熟化后加入砂石和余量水搅拌均匀，再压制成型；碳化条件为：CO2浓度不小于99%，CO2压力不小于0.2MPa，碳化时间不小于2h。
针对背景技术中存在的问题，发明人对在400-1000℃之间不同加 热温度下的再生胶凝材料进行了深入分析发现：经高温处理后得到的 再生胶凝材料中f-CaO、Ca(OH)2、β-C2S与γ-C2S均具有很高的碳化活 性，将上述材料加水和砂石压制成型后进行加速碳化，制备的建材制 品具有极为优异的力学性能。而采用碳化工艺还能大幅缩短工艺周 期，具有工艺简单、生产成本低、性能稳定的优点。
本发明中设置的高温处理温度比较宽，为400-1000℃，同时限制 对高温处理后的胶凝材料必需进行熟化，这是基于发明人发现如果将 胶凝材料不经熟化直接加水和砂石压制成型后进行碳化，会由于 f-CaO与水反应产生膨胀，导致制品膨胀开裂问题的发生，而加水熟 化的过程能够使f-CaO与水预反应，从而使碳化期间与后期无f-CaO安 定性不良的问题，也进一步解决了背景技术中存在的不同煅烧温度下 性能不稳定的问题、易开裂的问题。所述熟化时间优选控制在0.5-2h， 熟化时间过短f-CaO未反应完全，后期会出现安定性不良的问题，过 长则增加了生产周期，生产成本提高。
进一步的，加热时在最高温度下保温1-3h，其目的是使水泥石内 外温度一致，且反应完全充分，保温时间过短则存在温度梯度，反应 不完全，过长会增加能耗。
进一步的，为了提高制品强度，限定了碳化条件为CO2浓度不小 于99％，CO2压力不小于0.2MPa，碳化时间不小于2h。
本方法废弃混凝土利用率高，工艺简单，条件宽松，再生胶凝材 料制备再生混凝土养护周期短，无二次污染，减少了自然资源与能源 的消耗，制得的制品具有良好的力学性能与体积稳定性，抗压强度 >50MPa、表面质量好且无开裂问题发生。
具体实施方式
工艺实施例1-6：
1)将废弃混凝土破碎、分离与粉磨得到废弃水泥石粉末，破碎、 分离与粉磨得到废弃水泥石粉末过80μm方孔筛筛余不大于10％。；
2)将所述废弃水泥石粉末加热至400-1000℃，在最高温度下保温 1-3h，然后急冷或随炉自然冷却至室温得到再生胶凝材料；
3)将胶凝材料加水熟化0.5-2h，熟化同时或熟化后加入砂石和余 量水拌均匀，然后压制成型，最后碳化得到再生胶凝材料制品；其中， 再生胶凝材料、水和砂石三者的质量比为1:0.15-0.30：1-3；碳化条件 为：CO2浓度不小于99％，CO2压力0.3MPa，碳化时间8h。
实施例1-6的具体参数及性能指标见表1
表1
Figure BDA0001532769190000041
上表可看出：上述实施例1-6中所制备的高强再生胶凝材料技术 指标满足设计要求，具有良好的力学性能与体积稳定性。
实施例7
废弃水泥石粉末加热温度900℃，保温时间2h，随炉冷却，再生 胶凝材料、水和砂石三者的质量比为1:0.25：1，熟化时间2h，碳化 条件为CO2浓度大于99％，碳化压力为0.2MPa，碳化时间8h。制品 抗压强度63MPa，无开裂。
实施例8
废弃水泥石粉末加热温度900℃，保温时间2h，随炉冷却，再生 胶凝材料、水和砂石三者的质量比为1:0.25：1，熟化时间2h，碳化 条件为CO2浓度大于99％，碳化压力为0.3MPa，碳化时间2h，。制 品抗压强度66MPa，无开裂。
实施例9
废弃水泥石粉末加热温度900℃，保温时间2h，随炉冷却，再生 胶凝材料、水和砂石三者的质量比为1:0.25：1，熟化时间2h，碳化 条件为CO2浓度大于99％，碳化压力为0.3MPa，碳化时间10h。制 品抗压强度72MPa，无开裂。

Claims (4)

1.一种高强再生胶凝材料制品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将废弃混凝土破碎、分离与粉磨得到废弃水泥石粉末过80μm方孔筛筛余不大于10%；
2）将所述废弃水泥石粉末加热至400-1000℃后冷却至室温，得到再生胶凝材料；
3）将再生胶凝材料加水熟化0.5-2h，熟化同时或熟化后加入砂石和余量水拌均匀，然后压制成型，最后碳化得到高强再生胶凝材料制品。
2.如权利要求1所述的高强再生胶凝材料制品的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中，加热时，在最高温度下保温1-3h，然后急冷或随炉自然冷却至室温。
3.如权利要求1所述的高强再生胶凝材料制品的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中，再生胶凝材料、水和砂石三者的质量比为1:0.15-0.30：1-3。
4.如权利要求1所述的高强再生胶凝材料制品的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中，碳化条件为：CO2浓度不小于99%，CO2压力不小于0.2MPa，碳化时间不小于2h。
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CN112079583A (zh) * 2020-08-26 2020-12-15 武汉理工大学 一种基于再生胶凝材料快速碳化的建材制品及其制备方法
CN114014566A (zh) * 2021-11-29 2022-02-08 盐城工业职业技术学院 一种利用废弃混凝土制备再生胶凝材料的方法
CN114751663B (zh) * 2022-04-08 2023-04-07 哈尔滨工业大学（深圳） 一种再生胶凝材料及其制备方法、混凝土材料及其制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100335721C (zh) * 2005-07-05 2007-09-05 武汉理工大学 一种利用废弃混凝土制备再生胶凝材料的方法
KR100713686B1 (ko) * 2006-04-06 2007-05-02 주식회사 하이셈텍 폐콘크리트 미분을 이용한 다공성 규산칼슘 경화체
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