CN109437698B - 一种使用察尔汗盐湖溶液和矿渣、粉煤灰制备胶凝材料的方法 - Google Patents

一种使用察尔汗盐湖溶液和矿渣、粉煤灰制备胶凝材料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109437698B
CN109437698B CN201811549648.9A CN201811549648A CN109437698B CN 109437698 B CN109437698 B CN 109437698B CN 201811549648 A CN201811549648 A CN 201811549648A CN 109437698 B CN109437698 B CN 109437698B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fly ash
salt lake
solution
slag
preparing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811549648.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109437698A (zh
Inventor
宋强
朱绘美
胡亚茹
王倩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian University of Architecture and Technology
Original Assignee
Xian University of Architecture and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian University of Architecture and Technology filed Critical Xian University of Architecture and Technology
Priority to CN201811549648.9A priority Critical patent/CN109437698B/zh
Publication of CN109437698A publication Critical patent/CN109437698A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109437698B publication Critical patent/CN109437698B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/006Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mineral polymers, e.g. geopolymers of the Davidovits type
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00017Aspects relating to the protection of the environment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00732Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for soil stabilisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0075Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength

Abstract

一种使用察尔汗盐湖溶液和矿渣、粉煤灰制备胶凝材料的方法,属于矿物掺合料活性激发制备胶凝材料领域,利用察尔汗盐湖溶液或模拟察尔汗盐湖中卤水的种类与含量配置同等离子浓度的盐溶液与粒化高炉矿渣微粉、粉煤灰微粉混合配制胶凝材料,所得胶凝材料具有良好的力学性能和流变性能,能够满足非承重性结构胶凝材料的使用要求,可替代察尔汗盐湖地区低标号水泥基材料,具有因地制宜、节能环保、节约资源和可工业化应用的优点。

Description

一种使用察尔汗盐湖溶液和矿渣、粉煤灰制备胶凝材料的 方法
技术领域
本发明属于胶凝材料制备技术领域,特别涉及一种使用察尔汗盐湖溶液和矿渣、粉煤灰制备胶凝材料的方法。
背景技术
混凝土构筑物在我国西部盐湖地区的服役时间普遍较低,这是由于普通胶凝材料制备的混凝土难以适应盐湖地区复盐中多种离子的侵蚀性环境。
同时,粒化高炉矿渣和粉煤灰是大宗的工业固体废弃物,将矿渣、粉煤灰、碱性激发剂和水共同混合后可制备一定强度的胶凝浆体,具有低水化热、耐高温和耐久性好等优点,但是其存在着凝结时间过快、收缩变形大、强度倒缩和易产生裂缝等问题,限制了该类胶凝材料的生产应用。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种使用察尔汗盐湖溶液和矿渣、粉煤灰制备胶凝材料的方法,以粒化高炉矿渣微粉和粉煤灰微粉为原料,以察尔汗盐湖溶液或者与察尔汗盐湖溶液中相同离子种类和浓度的盐溶液作为拌和溶液,制备净浆、砂浆或混凝土。本方法具有因地制宜,就地取材,节能环保,资源化循环利用,控制方便,便于工业化应用的优点。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种使用察尔汗盐湖溶液和矿渣、粉煤灰制备胶凝材料的方法,包括如下步骤:
步骤一,取察尔汗盐湖溶液;或者,模拟察尔汗盐湖中卤水的种类与含量配置同等离子浓度的盐溶液,以替代所述察尔汗盐湖溶液,将配置好的盐溶液在密封环境下静置一昼夜后使用。所述察尔汗盐湖溶液的组份及浓度为:KCl:1~17g/L,NaCl:1~109g/L,CaCl2:1~52g/L,MgCl2:1~68g/L,MgSO4:1~38g/L。
步骤二,将粒化高炉矿渣破碎粉磨得到粒化高炉矿渣微粉,粉煤灰粉磨得到粉煤灰微粉;
步骤三,将步骤二中制备的粒化高炉矿渣微粉与粉煤灰微粉按质量比1:1进行干拌,拌和均匀后将混合料与步骤一中察尔汗盐湖溶液按照液料质量比(0.3-0.5):1在搅拌机中湿拌后制得均匀的流态浆体;
步骤四,将所制备的浆体放置于标准养护箱进行养护。
所述粒化高炉矿渣微粉比表面积大于350m2/kg,所述硅灰微粉比表面积大于400m2/kg。
所述粒化高炉矿渣微粉胶凝活性指数达到S95级,粉煤灰微粉各项性能指标满足一级粉煤灰标准。
以质量百分数计,所述粒化高炉矿渣和粉煤灰的化学成分如下:
粒化高炉矿渣:0-5%的烧失量,35-41%的CaO,25-31%的SiO2,10-16%Al2O3,5-10%的MgO,0-3%的RO相;
粉煤灰:0-5%的烧失量,45-50%的SiO2,25-30%的Al2O3,3-5%的CaO,5-10%的Fe2O3,1-5%的RO相。
所述粒化高炉矿渣微粉和粉煤灰微粉混合料中还加入了聚羧酸高效减水剂。
所述步骤三中,干拌时间为120s,湿拌时间为5min.
所述步骤四中,将所制备的浆体注入规格为100mm×100mm×100mm的模具中,然后将模具置于温度20℃,湿度95%的标准养护箱中进行养护,养护时间至7d、28d、56d后分别进行力学性能测试。
本发明所得胶凝材料可用于空气中含盐量高、盐渍土或盐湖地区附近的路面平整、土地固化以及非承重性构件的浇筑或预制。
与现有技术相比,本发明所得胶凝材料具有良好的力学性能和流变性能,能够满足非承重性结构胶凝材料的使用要求,可替代察尔汗盐湖地区低标号水泥基材料,且实现了工业固体废弃物的综合再利用,可以节约自然资源,同时可以适应盐湖地区的环境,具有因地制宜、节能环保、经济实用、节约资源和可工业化应用等优点。
附图说明
图1是本发明试验中所用粒化高炉矿渣的粒度分布图。
图2是本发明试验中所用粉煤灰的粒度分布图。
图3是本发明试验所用原料与所得产物的XRD衍射图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
一种使用察尔汗盐湖溶液和矿渣、粉煤灰制备胶凝材料的方法,包括如下步骤:
1、配置盐卤溶液:每1L水中加入KCl:11g,NaCl:90g,CaCl2:12g,MgCl2:60g,MgSO4:30g,以模拟察尔汗盐湖溶液,溶液配置完成后密封环境下静置一昼夜后备用。
2、将粒化高炉矿渣磨细至400±5m2/kg,测定7天活性指数为95%,28天活性指数为115%,粉煤灰磨细至450±5m2/kg,各项指数达到一级粉煤灰标准,粉磨后的矿渣与粉煤灰粒度分布分别如图1、2所示,由图中可以看出矿渣和粉煤灰粒径分别集中分布在23μm和15μm,已经达到使用要求。
3、将粒化高炉矿渣与粉煤灰按照质量比1:1倒入搅拌机中慢速搅拌120s,干拌均匀后向搅拌机中加入备用的盐湖溶液,然后慢速搅拌1min再快速搅拌4min,待胶凝浆体均匀后,注入规格为100mm×100mm×100mm的模具中,然后将模具置于标准养护箱(温度:20℃,湿度:95%)中进行养护,养护时间至7d、28d、56d后分别进行力学性能测试。
4、根据上述步骤制备的试样测试的7d、28d、56d抗压强度如下表所示,由下表可以看出随着养护龄期的增加试样的抗压强度逐渐提高,养护龄期为7d、28d、56d时抗压强度平均值分别为20.1MPa、36.9MPa、50.2MPa,28d、56d时抗压强度较7d增长了83.6%、149.8%。后期强度增长较大,可以代替素混凝土中低标号水泥基胶凝材料使用。
标注:表中1#代表1号试样,以此类推分别代表2号、3号、4号、5号试样。
5、粒化高炉矿渣(SL)、粉煤灰(FA)与其所制备的试样(sample)XRD衍射图如图3所示,从图中可以看出矿渣中晶体物相为钙镁硅酸盐,26~34°具有明显的包峰,说明矿渣具有较高的活性,粉煤灰中除了少量的石英外,莫来石的衍射峰较高,其次粉煤灰在18~28°也存在明显的包峰,说明粉煤灰中也含有大量的活性物质,根据上述步骤制备的试样XRD可以看出试样中除了少量盐溶液的析出晶体NaCl外,物相中还含有托贝莫来石、钙的水化硅酸盐,说明制备的试样具有很好的胶凝性。

Claims (7)

1.一种使用察尔汗盐湖溶液和矿渣、粉煤灰制备胶凝材料的方法,其特征在于,所述胶凝材料用于空气中含盐量高、盐渍土或盐湖地区附近的路面平整、土地固化以及非承重性构件的浇筑或预制,制备包括如下步骤:
步骤一,取察尔汗盐湖溶液,所述察尔汗盐湖溶液的组份及浓度为:KCl:1~17g/L,NaCl:1~109g/L,CaCl2:1~52g/L,MgCl2:1~68g/L,MgSO4:1~38g/L;
步骤二,将粒化高炉矿渣破碎粉磨得到粒化高炉矿渣微粉,粉煤灰粉磨得到粉煤灰微粉,以质量百分数计,所述粒化高炉矿渣和粉煤灰的化学成分如下:
粒化高炉矿渣:0-5%的烧失量,35-41%的CaO,25-31%的SiO2,10-16%Al2O3,5-10%的MgO,0-3%的RO相;
粉煤灰:0-5%的烧失量,45-50%的SiO2,25-30%的Al2O3,3-5%的CaO,5-10%的Fe2O3,1-5%的RO相;
步骤三,将步骤二中制备的粒化高炉矿渣微粉与粉煤灰微粉按质量比1:1进行干拌,拌和均匀后将混合料与步骤一中察尔汗盐湖溶液按照液料质量比(0.3-0.5):1在搅拌机中湿拌后制得均匀的流态浆体;
步骤四,将所制备的浆体放置于标准养护箱进行养护。
2.根据权利要求1所述使用察尔汗盐湖溶液和矿渣、粉煤灰制备胶凝材料的方法,其特征在于,所述步骤一中,模拟察尔汗盐湖中卤水的种类与含量配置同等离子浓度的盐溶液,以替代所述察尔汗盐湖溶液,将配置好的盐溶液在密封环境下静置一昼夜后使用。
3.根据权利要求1所述使用察尔汗盐湖溶液和矿渣、粉煤灰制备胶凝材料的方法,其特征在于,所述粒化高炉矿渣微粉比表面积大于350m2/kg。
4.根据权利要求1所述使用察尔汗盐湖溶液和矿渣、粉煤灰制备胶凝材料的方法,其特征在于,所述粒化高炉矿渣微粉胶凝活性指数达到S95级,粉煤灰微粉各项性能指标满足一级粉煤灰标准。
5.根据权利要求1所述使用察尔汗盐湖溶液和矿渣、粉煤灰制备胶凝材料的方法,其特征在于,所述粒化高炉矿渣微粉和粉煤灰微粉混合料中还加入了聚羧酸高效减水剂。
6.根据权利要求1所述使用察尔汗盐湖溶液和矿渣、粉煤灰制备胶凝材料的方法,其特征在于,所述步骤三中,干拌时间为120s,湿拌时间为5min。
7.根据权利要求1所述使用察尔汗盐湖溶液和矿渣、粉煤灰制备胶凝材料的方法,其特征在于,所述步骤四中,将所制备的浆体注入规格为100mm×100mm×100mm的模具中,然后将模具置于温度20℃,湿度95%的标准养护箱中进行养护,养护时间至7d、28d、56d后分别进行力学性能测试。
CN201811549648.9A 2018-12-18 2018-12-18 一种使用察尔汗盐湖溶液和矿渣、粉煤灰制备胶凝材料的方法 Active CN109437698B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811549648.9A CN109437698B (zh) 2018-12-18 2018-12-18 一种使用察尔汗盐湖溶液和矿渣、粉煤灰制备胶凝材料的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811549648.9A CN109437698B (zh) 2018-12-18 2018-12-18 一种使用察尔汗盐湖溶液和矿渣、粉煤灰制备胶凝材料的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109437698A CN109437698A (zh) 2019-03-08
CN109437698B true CN109437698B (zh) 2021-03-16

Family

ID=65559987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811549648.9A Active CN109437698B (zh) 2018-12-18 2018-12-18 一种使用察尔汗盐湖溶液和矿渣、粉煤灰制备胶凝材料的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109437698B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112679191B (zh) * 2020-12-30 2022-06-24 中国建筑第五工程局有限公司 废弃黏土砖与盐湖化工镁渣制备胶凝材料的方法及应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1069958A (zh) * 1992-06-20 1993-03-17 轻工业部制盐工业科学研究所 一种可用于盐田(池)的材料
JP2000247719A (ja) * 1999-02-26 2000-09-12 Chugoku Electric Power Co Inc:The 硬化体製造方法及び硬化体組成物
CN102863164B (zh) * 2012-09-26 2014-04-02 西安建筑科技大学 使用盐湖溶液提高氢氧化钠激发矿渣胶凝材料强度的方法
CN105541138A (zh) * 2015-12-23 2016-05-04 山东大学 一种处理盐渍土地基的地聚合物及其制备方法与应用
CN105884235A (zh) * 2016-02-19 2016-08-24 中冶节能环保有限责任公司 一种利用粒化高炉矿渣制备超高强胶凝材料的方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050109507A1 (en) * 2003-11-21 2005-05-26 Halliburton Energy Services, Inc. Methods of using cement compositions having long-term slurry-state stability
US7077203B1 (en) * 2005-09-09 2006-07-18 Halliburton Energy Services, Inc. Methods of using settable compositions comprising cement kiln dust
RU2433974C1 (ru) * 2010-04-14 2011-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) Бетонная смесь
CN102795798B (zh) * 2012-07-18 2013-08-14 西安建筑科技大学 使用氯化钠提高氢氧化钠激发矿渣胶凝材料强度的方法
CN103145354B (zh) * 2013-02-26 2015-09-16 河南农业大学 一种无熟料复合型尾砂固结剂及其制备方法和应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1069958A (zh) * 1992-06-20 1993-03-17 轻工业部制盐工业科学研究所 一种可用于盐田(池)的材料
JP2000247719A (ja) * 1999-02-26 2000-09-12 Chugoku Electric Power Co Inc:The 硬化体製造方法及び硬化体組成物
CN102863164B (zh) * 2012-09-26 2014-04-02 西安建筑科技大学 使用盐湖溶液提高氢氧化钠激发矿渣胶凝材料强度的方法
CN105541138A (zh) * 2015-12-23 2016-05-04 山东大学 一种处理盐渍土地基的地聚合物及其制备方法与应用
CN105884235A (zh) * 2016-02-19 2016-08-24 中冶节能环保有限责任公司 一种利用粒化高炉矿渣制备超高强胶凝材料的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
矿渣-粉煤灰地质聚合物制备及力学性能研究;尚建丽等;《硅酸盐通报》;20110615(第03期);全文 *
矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土的基本性能研究;范飞林等;《混凝土》;20080615(第06期);全文 *
粉煤灰-矿渣复合基地质聚合物力学性能的影响因素;宋学锋等;《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》;20160228(第01期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109437698A (zh) 2019-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104230243B (zh) 一种免烧免蒸尾矿砖及其制备方法
CN106007613B (zh) 一种自保温墙体用石膏基复合材料及其制备方法
CN109336637B (zh) 基于硅酸盐-硅铝酸盐复合胶材的泡沫混凝土及制备方法
CN108726908B (zh) 一种泡沫混凝土用人造复合轻骨料的制备方法及人造复合轻骨料
CN108821671B (zh) 一种全工业固废高强度即用型发泡混凝土材料及制备方法
CN108558350B (zh) 一种粉煤灰注浆材料及其制备方法
CN109437699B (zh) 一种使用复合盐溶液和矿渣、粉煤灰制备胶凝材料的方法
CN111205060B (zh) 一种工业废渣多元复合盾构隧道壁后注浆材料及其制备方法
CN105645904A (zh) 一种利用锂渣和镍渣制备的免蒸压加气混凝土及其制备方法
CN111574166B (zh) 一种碱激发胶凝材料及其制备方法
CN103613294A (zh) 井下充填用的胶凝材料及其制备方法
CN103864455A (zh) 一种黄磷炉渣基加气砌块的方法
CN110294611B (zh) 一种常温弱碱地聚物激发水泥土及其制备工艺
CN104150815B (zh) 一种建筑用轻体砖及其制造方法
CN113880516A (zh) 一种免蒸压粉煤灰加气混凝土保温砌块及其制备方法
CN109437698B (zh) 一种使用察尔汗盐湖溶液和矿渣、粉煤灰制备胶凝材料的方法
CN109437610B (zh) 一种使用察尔汗盐湖溶液和矿渣、硅灰制备胶凝材料的方法
WO2016134551A1 (zh) 一种无机胶凝材料及其制备方法
CN114605121A (zh) 一种钨尾矿蒸压加气混凝土及其制备方法
CN109574700A (zh) 一种分散纤维泡沫混凝土及其制备方法
CN109553317B (zh) 一种使用复盐溶液和矿渣、硅灰粉制备胶凝材料的方法
CN112441765B (zh) 碱激发剂、碱激发凝胶材料、混凝土和混凝土的制备方法
CN101746976B (zh) 利用粉煤灰生产硅铝胶凝材料及其应用方法
CN112358265A (zh) 以废加气混凝土为原料的泡沫混凝土及其制备方法
CN107840586B (zh) 一种富硅镁质镍渣无熟料不收缩水泥及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant