CN111847923A - 一种水利工程用水泥熟料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水利工程用水泥熟料的制备方法，以废弃砌块为主要原料，还包含改性污泥、石灰石和石膏。废弃砌块原料来源广、成本低廉，本发明可以有效利用城市建筑垃圾，符合国家节能减排的行业要求。本发明通过采用改性污泥对废弃砌块微粉进行包裹，不但可以填充砌块微粉中的空隙，提升材料强度，而且包裹后经过焙烧和煅烧两步烧制，云母粉、污泥可以与废弃砌块微粉更好的熔合，故经过煅烧后的水泥熟料，不但强度高，而且防水性能非常好，可以广泛应用于水利工程。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种水利工程用水泥熟料的制备方法。
背景技术
砌块是一种比粘土砖体型大的块状建筑制品。其原材料来源广、品种多，可就地取材，价格便宜。按尺寸大小分为大型、中型、小型三类。目前中国以生产中小型砌块为主。块高在380-940mm者为中型; 块高小于380mm者为小型。按材料分为混凝土、水泥砂浆、加气混凝土、粉煤灰硅酸盐、煤矸石、人工陶粒、矿渣废料等砌块。按结构构造砌块分为密实的和空心的两种，空心的又有圆孔、方孔、椭圆孔、单排孔、多排孔等空心砌块。密实的或空心的砌块，都能作承重墙和隔断作用。中国是采用砌块较早的国家之一，早在20世纪30年代，上海便用小型空心砌块建造住宅。50年代，北京、上海等地利用水泥、砂石、炉渣、石灰等生产了中小型砌块。60年代上海等地利用粉煤灰、石灰、石膏和炉渣等制成粉煤灰硅酸盐中型砌块，同时还研制了砌块成型机和轻型吊具，推动了砌块建筑的发展。
目前砌块已经广泛应用于房屋建筑、隔墙甚至水利工程等多种领域，但是由于砌块成本低廉，故其废弃物再利用一直是建筑废物利用的难点，而我国近年来对水利工程的重视程度越来越高，而水利工程需要大量使用水泥产品，故有必要研究一种以废弃砌块为主要原料的水利工程用水泥熟料的制备方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种水利工程用水泥熟料的制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种水利工程用水泥熟料的制备方法，包括以下步骤：
A、将废弃砌块采用重物压榨法进行反复粉碎，并过120目筛，得到废弃砌块细粉；
B、将废弃砌块细粉加改性污泥，搅拌均匀后，通过造粒机，得到改性颗粒物；
C、将改性颗粒物在220-250℃焙烧2-3h；冷却至室温后粉碎，并与石灰石、石膏混合后制成生料，磨细至80μm方孔筛的筛余为8-12%，制成生料粉；
D、在1280±50℃的温度下烧制30-45min，即可得到水泥熟料。
优选的，所述的步骤A中，所述的废弃砌块的主要原料为：水泥、聚苯乙烯颗粒、减水剂、粉煤灰、石膏和硅砂。
进一步优选的，所述的废弃砌块中，水泥的含量不低于20%。
优选的，所述的步骤B中，所述的改性污泥为通过氨基脲改性的污泥。
优选的，所述的步骤B中，所述的改性污泥的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：在水中加入10-15%的尿素，在常温常压下搅拌使尿素全部溶解于水中， 然后加入超氧化钾， 加入量为尿素重量的2-3%；然后加入含量80%的水合肼，加入量为尿素重量的65-70%；继续边搅拌边加热到90-95℃，保温1-1.5小时，然后停止搅拌，得到氨基脲为主组分的改性剂；
步骤二、将污泥脱水至含水量为45-55%；
步骤三、将步骤一中的改性剂、步骤二中脱水后的的污泥以及云母粉混合搅拌均匀后，即可得到改性污泥。
优选的，所述的改性污泥中，改性剂、云母粉与污泥的质量比分别为：（8-12）：100和（3-6）：100。
优选的，所述的水泥熟料中，各原料的重量百分比成分为：废弃砌块 55-70%、改性污泥 15-22%、石灰石 8-12%和石膏 余量。
本发明的有益之处在于：本发明的水泥熟料以废弃砌块为主要原料，还包含改性污泥、石灰石和石膏。废弃砌块原料来源广、成本低廉，本发明可以有效利用城市建筑垃圾，符合国家节能减排的行业要求。本发明通过采用改性污泥对废弃砌块微粉进行包裹，不但可以填充砌块微粉中的空隙，提升材料强度，而且包裹后经过焙烧和煅烧两步烧制，云母粉、污泥可以与废弃砌块微粉更好的熔合，故经过煅烧后的水泥熟料，不但强度高，而且防水性能非常好，可以广泛应用于水利工程。
具体实施方式
实施例1
一种水利工程用水泥熟料的制备方法，包括以下步骤：
A、将废弃砌块采用重物压榨法进行反复粉碎，并过120目筛，得到废弃砌块细粉；
B、将废弃砌块细粉加改性污泥，搅拌均匀后，通过造粒机，得到改性颗粒物；
C、将改性颗粒物在230℃焙烧2.5h；冷却至室温后粉碎，并与石灰石、石膏混合后制成生料，磨细至80μm方孔筛的筛余为10%，制成生料粉；
D、在1285℃的温度下烧制40min，即可得到水泥熟料。
所述的步骤A中，所述的废弃砌块的主要原料为：水泥、聚苯乙烯颗粒、减水剂、粉煤灰、石膏和硅砂。所述的废弃砌块中，水泥的含量为25%。
所述的步骤B中，所述的改性污泥为通过氨基脲改性的污泥。
所述的步骤B中，所述的改性污泥的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：在水中加入12%的尿素，在常温常压下搅拌使尿素全部溶解于水中， 然后加入超氧化钾，加入量为尿素重量的2.5%；然后加入含量80%的水合肼，加入量为尿素重量的68%；继续边搅拌边加热到92℃，保温1.2小时，然后停止搅拌，得到氨基脲为主组分的改性剂；
步骤二、将污泥脱水至含水量为50%；
步骤三、将步骤一中的改性剂、步骤二中脱水后的的污泥以及云母粉混合搅拌均匀后，即可得到改性污泥。
所述的改性污泥中，改性剂、云母粉与污泥的质量比分别为10：100和5：100。
所述的水泥熟料中，各原料的重量百分比成分为：废弃砌块 60%、改性污泥 18%、石灰石 10%和石膏 余量。
实施例2
一种水利工程用水泥熟料的制备方法，包括以下步骤：
A、将废弃砌块采用重物压榨法进行反复粉碎，并过120目筛，得到废弃砌块细粉；
B、将废弃砌块细粉加改性污泥，搅拌均匀后，通过造粒机，得到改性颗粒物；
C、将改性颗粒物在250℃焙烧2h；冷却至室温后粉碎，并与石灰石、石膏混合后制成生料，磨细至80μm方孔筛的筛余为12%，制成生料粉；
D、在1280℃的温度下烧制45min，即可得到水泥熟料。
所述的步骤A中，所述的废弃砌块的主要原料为：水泥、聚苯乙烯颗粒、减水剂、粉煤灰、石膏和硅砂。所述的废弃砌块中，水泥的含量为21.5%。
所述的步骤B中，所述的改性污泥为通过氨基脲改性的污泥。
所述的步骤B中，所述的改性污泥的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：在水中加入15%的尿素，在常温常压下搅拌使尿素全部溶解于水中， 然后加入超氧化钾，加入量为尿素重量的2%；然后加入含量80%的水合肼，加入量为尿素重量的70%；继续边搅拌边加热到90℃，保温1.5小时，然后停止搅拌，得到氨基脲为主组分的改性剂；
步骤二、将污泥脱水至含水量为45%；
步骤三、将步骤一中的改性剂、步骤二中脱水后的的污泥以及云母粉混合搅拌均匀后，即可得到改性污泥。
所述的改性污泥中，改性剂、云母粉与污泥的质量比分别为12：100和3：100。
所述的水泥熟料中，各原料的重量百分比成分为：废弃砌块 70%、改性污泥 15%、石灰石 12%和石膏 余量。
实施例3
一种水利工程用水泥熟料的制备方法，包括以下步骤：
A、将废弃砌块采用重物压榨法进行反复粉碎，并过120目筛，得到废弃砌块细粉；
B、将废弃砌块细粉加改性污泥，搅拌均匀后，通过造粒机，得到改性颗粒物；
C、将改性颗粒物在220℃焙烧3h；冷却至室温后粉碎，并与石灰石、石膏混合后制成生料，磨细至80μm方孔筛的筛余为8%，制成生料粉；
D、在1330℃的温度下烧制30min，即可得到水泥熟料。
所述的步骤A中，所述的废弃砌块的主要原料为：水泥、聚苯乙烯颗粒、减水剂、粉煤灰、石膏和硅砂。所述的废弃砌块中，水泥的含量不低于27%。
所述的步骤B中，所述的改性污泥为通过氨基脲改性的污泥。
所述的步骤B中，所述的改性污泥的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：在水中加入10%的尿素，在常温常压下搅拌使尿素全部溶解于水中， 然后加入超氧化钾，加入量为尿素重量的3%；然后加入含量80%的水合肼，加入量为尿素重量的65%；继续边搅拌边加热到95℃，保温1小时，然后停止搅拌，得到氨基脲为主组分的改性剂；
步骤二、将污泥脱水至含水量为55%；
步骤三、将步骤一中的改性剂、步骤二中脱水后的的污泥以及云母粉混合搅拌均匀后，即可得到改性污泥。
所述的改性污泥中，改性剂、云母粉与污泥的质量比分别为8：100和6：100。
所述的水泥熟料中，各原料的重量百分比成分为：废弃砌块 55%、改性污泥 22%、石灰石 8%和石膏 余量。
对比例1
将实施例1中的改性污泥替换为未改性的污泥，其余配比和制备方法不变。
以下对实施例1-3和对比例1制备的水泥熟料进行检测，得到如下检测结果（检测方法为GB/T17671-1999），具体结果见表1。
表1：实施例1-3和对比例1制备的水泥熟料的检测数据；
| 比表面积（m<sup>2</sup>/kg） | 3d抗压强度（MPa） | 28d抗压强度（MPa） | 透水压力比（28d，%） | |
| 实施例1 | 595.5 | 38.1 | 55.7 | 719 |
| 实施例2 | 592.1 | 37.5 | 54.2 | 715 |
| 实施例3 | 593.7 | 38.1 | 53.9 | 707 |
| 对比例1 | 512.9 | 24.2 | 34.6 | 319 |
由以上测试数据可以知道，本发明制备的水泥熟料不但强度高，而且比表面积大、透水压力比高，可以广泛应用于水利工程建设中。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种水利工程用水泥熟料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将废弃砌块采用重物压榨法进行反复粉碎，并过120目筛，得到废弃砌块细粉；
B、将废弃砌块细粉加改性污泥，搅拌均匀后，通过造粒机，得到改性颗粒物；
C、将改性颗粒物在220-250℃焙烧2-3h；冷却至室温后粉碎，并与石灰石、石膏混合后制成生料，磨细至80μm方孔筛的筛余为8-12%，制成生料粉；
D、在1280±50℃的温度下烧制30-45min，即可得到水泥熟料。
2.如权利要求1所述的水利工程用水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述的步骤A中，所述的废弃砌块的主要原料为：水泥、聚苯乙烯颗粒、减水剂、粉煤灰、石膏和硅砂。
3.如权利要求1所述的水利工程用水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述的废弃砌块中，水泥的含量不低于20%。
4.如权利要求1所述的水利工程用水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述的步骤B中，所述的改性污泥为通过氨基脲改性的污泥。
5.如权利要求1所述的水利工程用水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述的步骤B中，所述的改性污泥的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：在水中加入10-15%的尿素，在常温常压下搅拌使尿素全部溶解于水中， 然后加入超氧化钾， 加入量为尿素重量的2-3%；然后加入含量80%的水合肼，加入量为尿素重量的65-70%；继续边搅拌边加热到90-95℃，保温1-1.5小时，然后停止搅拌，得到氨基脲为主组分的改性剂；
步骤二、将污泥脱水至含水量为45-55%；
步骤三、将步骤一中的改性剂、步骤二中脱水后的的污泥以及云母粉混合搅拌均匀后，即可得到改性污泥。
6.如权利要求1所述的水利工程用水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述的改性污泥中，改性剂、云母粉与污泥的质量比分别为：（8-12）：100和（3-6）：100。
7. 如权利要求1所述的水利工程用水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述的水泥熟料中，各原料的重量百分比成分为：废弃砌块 55-70%、改性污泥 15-22%、石灰石 8-12%和石膏 余量。
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