CN112279584A - 采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域，具体公开了一种采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土及方法，按重量份计，包括以下组分，水泥318～367份，纳米碳酸钙8～10份，自来水厂污泥粉44～51份，快速修补剂70～82份，河砂591～607份，碎石1146～1784份，减水剂6～7份，水153～176份。本发明具有凝结时间较短、强度发展速度较快、原料成本较低和资源化利用较高的特点。

Description

采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土及方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土及方法。

背景技术

水泥混凝土结构仍然是我国目前最常见的路面结构形式之一，水泥混凝土在路面开放交通时，需达到混凝土路面设计强度的70％，而路面质量又受所用材料、施工方法和养护条件等因素的影响。其中水泥混凝土路面的修补会受凝结时间和强度发展速度的制约，一定程度上阻碍了交通的运营；同时，随着混凝土路面服役时间的延长，也会产生一系列强度和耐久性等质量问题，如开裂或断层等。因此设计一种养护周期短、开放交通快的快速修补混凝土材料，对提高道路通行能力，具有很好的社会综合效益。

自来水厂污泥是自来水生产过程的副产物，其与污水污泥、化工厂污泥、商品混凝土搅拌站污泥和河道淤泥等有着本质区别。自来水厂污泥作为一种废弃物，在化学成分、重金属含量及其有机物含量等方面与上述污泥均有不同。在自来水生产过程中使用的混凝剂有铝盐类和铁盐类，其中以铝盐类混凝剂最为常用，由于其产生的自来水厂污泥含有较高的铝元素，因此也常被称为铝污泥。

随着人们对自来水的需求量快速增加，对水质要求的不断提高，越来越多的自来水厂应运而生，相应的自来水厂污泥产量也与日俱增。自来水厂污泥主要是由有机残片、无机颗粒、胶状物体、细菌菌体等非均匀质体组成的半固态或固态物质，污泥中含有大量的有机物、寄生虫、重金属、氮磷有机物等成分，长时间堆积会腐化变臭，还有可能产生有害气体，如果处理方法不当，还可能会对环境造成二次污染，从而加大城市污染。当前，国家提倡建设“无废社会”，提倡加大废弃物的有效资源化，因此必须对自来水厂污泥进行有效利用，以此在减少环境污染的同时，也能够提高废弃物的资源化利用程度。

因此，现有的混凝土，存在凝结时间较长、强度发展速度较慢、原料成本较高和资源化利用较低的问题。

发明内容

本发明为了解决现有混凝土所存在的上述技术问题，提供了一种采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土及方法，它具有凝结时间较短、强度发展速度较快、原料成本较低和资源化利用较高的特点。

本发明的第一种技术方案：采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土，按重量份计，包括以下组分，

水泥318～367份，纳米碳酸钙8～10份，自来水厂污泥粉44～51份，快速修补剂70～82份，河砂591～607份，碎石1146～1784份，减水剂6～7份，水153～176份。

本发明使用自来水厂污泥粉代替部分水泥后，重新完善了制备快速修补混凝土的组分组成和配比，能够最大规模地资源化再生回收利用自来水厂产生的铝污泥，最大程度地实现了自来水厂产生的铝污泥在自密实混凝土中的高附加值利用；本发明由于使用自来水厂污泥粉代替部分水泥，自来水厂污泥粉的使用，减小了自来水厂产生的铝污泥倾倒在环境中产生的环境污染和资源浪费，可以减少水泥的用量，因此具有更低的成本和更好的生态环保效应；本发明由于纳米碳酸钙是一种价格实惠、实用的纳米材料，具有较大的比表面积，通过使用纳米碳酸钙能够起到超细微集料填充作用，有效填充快速修补混凝土中的孔隙，细化了内部孔径，降低了孔隙率，优化了微观结构；同时，纳米碳酸钙能够加速水泥水化，水化产物中的钙矾石也会与碳酸钙反应生成碳铝酸钙，进一步较快速的提高了混凝土的强度；自来水厂污泥粉和纳米碳酸钙在混凝土中都具有活性效应和微集料效应，而各自效应在不同龄期具有不同的侧重点，可以起到很好的效应互补，自来水厂污泥粉的活性效应更为明显；通过使用快速修补剂作为辅助，自来水厂污泥粉和纳米碳酸钙起着超叠加效应，进一步拓宽了自来水厂污泥粉在混凝土中的应用技术和范围，共同保证了快速修补混凝土的高早强，1天开放交通的需求。

作为优选，按重量份计，包括以下组分，

水泥325～350份，纳米碳酸钙8.5～9.5份，自来水厂污泥粉46～49份，快速修补剂75～80份，河砂595～603份，碎石1350～1680份，减水剂6.2～6.8份，水160～170份。

作为优选，所述纳米碳酸钙的比表面积≥40000m²/kg，所述纳米碳酸钙中碳酸钙的含量≥96％，所述纳米碳酸钙的粒径范围为30～50nm。通过对纳米碳酸钙的性能要求，让纳米碳酸钙能够起到更好的超细微集料填充作用，更快速的加速水泥水化，从而更快的缩短混凝土的凝结时间，让混凝土快速的达到强度要求。

作为优选，所述纳米碳酸钙的使用方法为，

将纳米碳酸钙和50％的水混合，超声分散5～20min后使用。在超声分散的作用下，能够避免纳米碳酸钙凝聚成团，让整个微集料效应更好，从而明显的改善和增强混凝土的结构强度，提高匀质性和致密性。

作为优选，所述水泥、纳米碳酸钙、自来水厂污泥粉和快速修补剂组成胶凝材料，水胶比为0.3～0.4。通过将纳米碳酸钙、自来水厂污泥粉和快速修补剂当作矿物掺合料取代部分水泥后形成胶凝材料，在胶凝材料中由于各组分颗粒相比于水泥较细，可以起到微集料填充效应，随着龄期地增长，由于胶凝材料中的组分慢慢发挥其活性效应，使得胶凝材料中的活性成分与水泥水化产物生成更多额外的二次水化产物C-S-H、C-A-H和CA-SH等，进一步细化了混凝土内部孔结构，从而更好的改善混凝土性能。

作为优选，所述自来水厂污泥粉的制备，包括以下步骤，

(1)选用自来水厂水处理系统中经混凝-絮凝-沉淀-砂滤工艺过滤处理后的絮凝物；

(2)使用探针型超声破碎均质仪将絮凝物在高能量密度为1W/ml和频率40kHz的条件下超声处理20～40min；

(3)超声完成后将絮凝物取出进行干燥脱水；

(4)将干燥脱水之后的絮凝物在600～800℃的温度条件下煅烧1～3小时；更优选，将干燥脱水之后的絮凝物在650～750℃的温度条件下煅烧1.5～2.5小时；

(5)煅烧完成之后将絮凝物粉磨后制得自来水厂污泥粉。

本发明采用超声波-高温煅烧-粉磨的技术，最大化地提高自来水厂污泥粉的化学活性；首先采用超声波技术处理，改善自来水厂污泥粉的物理、化学和生物学特性；超声预处理能够灭活病原微生物，加速有机物溶解，提高有机物的去除程度，并释放蛋白质和多糖，并且在一定程度上提高了自来水厂污泥的比表面积；在此基础上，经高温煅烧和粉磨进一步提高了自来水厂污泥粉的化学活性，有利地保证了快速修补混凝土的强度，特别是为其后期强度发展提供了“潜力”。

作为优选，所述自来水厂污泥粉的比表面积≥625m²/kg，所述自来水厂污泥粉的28天活性指数≥90％，所述自来水厂污泥粉中Al₂O₃和SiO₂质量分数均≥35％。通过对自来水厂污泥粉的性能要求，从而保证了本发明中的快速修补混凝土具有更好的抗压强度和工作性能。

作为优选，所述河砂的细度模数为2.5～2.8，所述河砂的颗粒级配为II区，所述河砂中的含泥量小于0.5％。更优选，所述河砂的细度模数为2.6～2.7。对河砂的参数设定，是为了保证河砂的颗粒级配，从而使得本发明快速修补混凝土内部结构更加改善，具有更好的抗压强度和工作性能。

作为优选，所述碎石的粒径为5～20mm范围内的连续级配，所述碎石中的针片状含量小于碎石总量的4％，所述碎石中的含泥量小于0.4％。对碎石的参数设定，是为了保证碎石的颗粒级配，从而使得本发明快速修补混凝土内部结构更加改善，具有更好的抗压强度和工作性能。

作为优选，所述减水剂为氨基磺酸减水剂，所述减水剂中的固含量≥30％。减水剂总固含量的限定，能够在同样强度要求下，有效的减少水泥的用量，并且能够提高水泥的和易性和施工性，从而保证快速修补混凝土的强度和密实度。

作为优选，所述水泥为P·I的52.5水泥；所述快速修补剂为SBTJK-24型混凝土快速修补剂。

本发明的第二种技术方案：采用自来水厂污泥粉制备快速修补混凝土的方法，包括以下步骤，

(a)将水泥、自来水厂污泥粉、快速修补剂、河砂和碎石置于搅拌锅中，搅拌20s～120s；

(b)将纳米碳酸钙和50％的水超声分散5～20min后，倒入步骤(a)中的搅拌锅内，搅拌20s～120s；

(c)将减水剂和剩余50％的水分散均匀后倒入步骤(b)中的搅拌锅内，搅拌40s～180s。

本发明具有如下有益效果：

(1)使用自来水厂污泥粉代替部分水泥后，重新完善了制备快速修补混凝土的组分组成和配比，能够最大规模地资源化再生回收利用自来水厂产生的铝污泥，最大程度地实现了自来水厂产生的铝污泥在自密实混凝土中的高附加值利用；

(2)由于使用自来水厂污泥粉代替部分水泥，自来水厂污泥粉的使用，减小了自来水厂产生的铝污泥倾倒在环境中产生的环境污染和资源浪费，可以减少水泥的用量，因此具有更低的成本和更好的生态环保效应；

(3)由于纳米碳酸钙是一种价格实惠、实用的纳米材料，具有较大的比表面积，通过使用纳米碳酸钙能够起到超细微集料填充作用，有效填充快速修补混凝土中的孔隙，细化了内部孔径，降低了孔隙率，优化了微观结构；同时，纳米碳酸钙能够加速水泥水化，水化产物中的钙矾石也会与碳酸钙反应生成碳铝酸钙，进一步较快速的提高了混凝土的强度；自来水厂污泥粉和纳米碳酸钙在混凝土中都具有活性效应和微集料效应，而各自效应在不同龄期具有不同的侧重点，可以起到很好的效应互补，自来水厂污泥粉的活性效应更为明显；

(4)通过使用快速修补剂作为辅助，自来水厂污泥粉和纳米碳酸钙起着超叠加效应，进一步拓宽了自来水厂污泥粉在混凝土中的应用技术和范围，共同保证了快速修补混凝土的高早强，1天开放交通的需求；

(5)将自来水厂污泥通过高频率的超声分散，可以使污泥团聚体破碎并分散，较大程度上减少病原性微生物，去除污泥中的有机物，提高一定的比表面积，改善其潜在活性；在此基础上，再经高温煅烧粉磨得到自来水厂污泥粉，进一步提高了其化学活性；同时纳米碳酸钙粉末在液体中的超声分散，可以避免纳米碳酸钙凝聚成团，保证其均匀分散到混凝土中，更好地发挥其微集料效应；超声技术为本发明提供了很好的技术支持，同时拓宽了自来水厂污泥粉在混凝土中的应用技术和范围，是建设“无废城市”的重要措施，为社会带来经济效益的同时，也保护了当地生态环境；养护周期短、开放交通快的快速修补混凝土材料，对提高道路通行能力，具有很好的社会综合效益。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土，按重量份计，包括以下组分，

水泥318～367份，纳米碳酸钙8～10份，自来水厂污泥粉44～51份，快速修补剂70～82份，河砂591～607份，碎石1146～1784份，减水剂6～7份，水153～176份。

采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土，按重量份计，包括以下组分，

水泥325～350份，纳米碳酸钙8.5～9.5份，自来水厂污泥粉46～49份，快速修补剂75～80份，河砂595～603份，碎石1350～1680份，减水剂6.2～6.8份，水160～170份。

纳米碳酸钙的比表面积≥40000m²/kg，纳米碳酸钙中碳酸钙的含量≥96％，纳米碳酸钙的粒径范围为30～50nm。

纳米碳酸钙的使用方法为，

将纳米碳酸钙和50％的水混合，超声分散5～20min后使用。

水泥、纳米碳酸钙、自来水厂污泥粉和快速修补剂组成胶凝材料，水胶比为0.3～0.4。

自来水厂污泥粉的制备，包括以下步骤，

(1)选用自来水厂水处理系统中经混凝-絮凝-沉淀-砂滤工艺过滤处理后的絮凝物；

(2)使用探针型超声破碎均质仪将絮凝物在高能量密度为1W/ml和频率40kHz的条件下超声处理20～40min；

(3)超声完成后将絮凝物取出进行干燥脱水；

(4)将干燥脱水之后的絮凝物在600～800℃的温度条件下煅烧1～3小时；

(5)煅烧完成之后将絮凝物粉磨后制得自来水厂污泥粉。

自来水厂污泥粉的比表面积≥625m²/kg，自来水厂污泥粉的28天活性指数≥90％，自来水厂污泥粉中Al₂O₃和SiO₂质量分数均≥35％。

河砂的细度模数为2.5～2.8，河砂的颗粒级配为II区，河砂中的含泥量小于0.5％。

碎石的粒径为5～20mm范围内的连续级配，碎石中的针片状含量小于碎石总量的4％，碎石中的含泥量小于0.4％。

减水剂为氨基磺酸减水剂，减水剂中的固含量≥30％。

水泥为P·I的52.5水泥；快速修补剂为SBTJK-24型混凝土快速修补剂。

采用自来水厂污泥粉制备快速修补混凝土的方法，包括以下步骤，

(a)将水泥、自来水厂污泥粉、快速修补剂、河砂和碎石置于搅拌锅中，搅拌20s～120s；

(b)将纳米碳酸钙和50％的水超声分散5～20min后，倒入步骤(a)中的搅拌锅内，搅拌20s～120s；

(c)将减水剂和剩余50％的水分散均匀后倒入步骤(b)中的搅拌锅内，搅拌40s～180s。

实施例1：

采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土，按重量份计，包括以下组分，

水泥318份，纳米碳酸钙8份，自来水厂污泥粉44份，快速修补剂70份，河砂607份，碎石1784份，减水剂6份，水176份。

纳米碳酸钙的比表面积≥40000m²/kg，纳米碳酸钙中碳酸钙的含量≥96％，纳米碳酸钙的粒径范围为30～50nm。

纳米碳酸钙的使用方法为，

将纳米碳酸钙和50％的水混合，超声分散5min后使用。

水泥、纳米碳酸钙、自来水厂污泥粉和快速修补剂组成胶凝材料，水胶比为0.4。

自来水厂污泥粉的制备，包括以下步骤，

(1)选用自来水厂水处理系统中经混凝-絮凝-沉淀-砂滤工艺过滤处理后的絮凝物；

(2)使用探针型超声破碎均质仪将絮凝物在高能量密度为1W/ml和频率40kHz的条件下超声处理20min；

(3)超声完成后将絮凝物取出进行干燥脱水；

(4)将干燥脱水之后的絮凝物在600℃的温度条件下煅烧1小时；

(5)煅烧完成之后将絮凝物粉磨后制得自来水厂污泥粉。

自来水厂污泥粉的比表面积≥625m²/kg，自来水厂污泥粉的28天活性指数≥90％，自来水厂污泥粉中Al₂O₃和SiO₂质量分数均≥35％。

河砂的细度模数为2.5，河砂的颗粒级配为II区，河砂中的含泥量小于0.5％。

碎石的粒径为5～20mm范围内的连续级配，碎石中的针片状含量小于碎石总量的4％，碎石中的含泥量小于0.4％。

减水剂为氨基磺酸减水剂，减水剂中的固含量≥30％。

水泥为P·I的52.5水泥；快速修补剂为SBTJK-24型混凝土快速修补剂。

本实施例1天的抗压强度为31.3MPa，抗折强度为4.2MPa。

实施例2：

采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土，按重量份计，包括以下组分，

水泥367份，纳米碳酸钙10份，自来水厂污泥粉51份，快速修补剂82份，河砂591份，碎石1146份，减水剂7份，水153份。

纳米碳酸钙的比表面积≥40000m²/kg，纳米碳酸钙中碳酸钙的含量≥96％，纳米碳酸钙的粒径范围为30～50nm。

纳米碳酸钙的使用方法为，

将纳米碳酸钙和50％的水混合，超声分散20min后使用。

水泥、纳米碳酸钙、自来水厂污泥粉和快速修补剂组成胶凝材料，水胶比为0.3。

自来水厂污泥粉的制备，包括以下步骤，

(1)选用自来水厂水处理系统中经混凝-絮凝-沉淀-砂滤工艺过滤处理后的絮凝物；

(2)使用探针型超声破碎均质仪将絮凝物在高能量密度为1W/ml和频率40kHz的条件下超声处理40min；

(3)超声完成后将絮凝物取出进行干燥脱水；

(4)将干燥脱水之后的絮凝物在800℃的温度条件下煅烧3小时；

(5)煅烧完成之后将絮凝物粉磨后制得自来水厂污泥粉。

自来水厂污泥粉的比表面积≥625m²/kg，自来水厂污泥粉的28天活性指数≥90％，自来水厂污泥粉中Al₂O₃和SiO₂质量分数均≥35％。

河砂的细度模数为2.8，河砂的颗粒级配为II区，河砂中的含泥量小于0.5％。

碎石的粒径为5～20mm范围内的连续级配，碎石中的针片状含量小于碎石总量的4％，碎石中的含泥量小于0.4％。

减水剂为氨基磺酸减水剂，减水剂中的固含量≥30％。

水泥为P·I的52.5水泥；快速修补剂为SBTJK-24型混凝土快速修补剂。

本实施例1天的抗压强度为37.7MPa，抗折强度为5.5MPa。

实施例3：

采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土，按重量份计，包括以下组分，

水泥325份，纳米碳酸钙8.5份，自来水厂污泥粉46份，快速修补剂75份，河砂607份，碎石1178份，减水剂6.2份，水160份。

纳米碳酸钙的比表面积≥40000m²/kg，纳米碳酸钙中碳酸钙的含量≥96％，纳米碳酸钙的粒径范围为30～50nm。

纳米碳酸钙的使用方法为，

将纳米碳酸钙和50％的水混合，超声分散10min后使用。

水泥、纳米碳酸钙、自来水厂污泥粉和快速修补剂组成胶凝材料，水胶比为0.35。

自来水厂污泥粉的制备，包括以下步骤，

(1)选用自来水厂水处理系统中经混凝-絮凝-沉淀-砂滤工艺过滤处理后的絮凝物；

(2)使用探针型超声破碎均质仪将絮凝物在高能量密度为1W/ml和频率40kHz的条件下超声处理20min；

(3)超声完成后将絮凝物取出进行干燥脱水；

(4)将干燥脱水之后的絮凝物在700℃的温度条件下煅烧1.5小时；

(5)煅烧完成之后将絮凝物粉磨后制得自来水厂污泥粉。

自来水厂污泥粉的比表面积≥625m²/kg，自来水厂污泥粉的28天活性指数≥90％，自来水厂污泥粉中Al₂O₃和SiO₂质量分数均≥35％。

河砂的细度模数为2.6，河砂的颗粒级配为II区，河砂中的含泥量小于0.5％。

碎石的粒径为5～20mm范围内的连续级配，碎石中的针片状含量小于碎石总量的4％，碎石中的含泥量小于0.4％。

减水剂为氨基磺酸减水剂，减水剂中的固含量≥30％。

水泥为P·I的52.5水泥；快速修补剂为SBTJK-24型混凝土快速修补剂。

本实施例1天的抗压强度为33.6MPa，抗折强度为4.8MPa。

实施例4：

采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土，按重量份计，包括以下组分，

水泥350份，纳米碳酸钙9.5份，自来水厂污泥粉44.5份，快速修补剂70份，河砂597份，碎石1159份，减水剂6.3份，水170份。

纳米碳酸钙的比表面积≥40000m²/kg，纳米碳酸钙中碳酸钙的含量≥96％，纳米碳酸钙的粒径范围为30～50nm。

纳米碳酸钙的使用方法为，

将纳米碳酸钙和50％的水混合，超声分散10min后使用。

水泥、纳米碳酸钙、自来水厂污泥粉和快速修补剂组成胶凝材料，水胶比为0.36。

自来水厂污泥粉的制备，包括以下步骤，

(1)选用自来水厂水处理系统中经混凝-絮凝-沉淀-砂滤工艺过滤处理后的絮凝物；

(2)使用探针型超声破碎均质仪将絮凝物在高能量密度为1W/ml和频率40kHz的条件下超声处理40min；

(3)超声完成后将絮凝物取出进行干燥脱水；

(4)将干燥脱水之后的絮凝物在750℃的温度条件下煅烧2小时；

(5)煅烧完成之后将絮凝物粉磨后制得自来水厂污泥粉。

自来水厂污泥粉的比表面积≥625m²/kg，自来水厂污泥粉的28天活性指数≥90％，自来水厂污泥粉中Al₂O₃和SiO₂质量分数均≥35％。

河砂的细度模数为2.55，河砂的颗粒级配为II区，河砂中的含泥量小于0.5％。

碎石的粒径为5～20mm范围内的连续级配，碎石中的针片状含量小于碎石总量的4％，碎石中的含泥量小于0.4％。

减水剂为氨基磺酸减水剂，减水剂中的固含量≥30％。

水泥为P·I的52.5水泥；快速修补剂为SBTJK-24型混凝土快速修补剂。

本实施例1天的抗压强度为33.4MPa，抗折强度为4.4MPa。

实施例5：

采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土，按重量份计，包括以下组分，

水泥331份，纳米碳酸钙9份，自来水厂污泥粉46份，快速修补剂74份，河砂605份，碎石1779份，减水剂6.4份，水161份。

纳米碳酸钙的比表面积≥40000m²/kg，纳米碳酸钙中碳酸钙的含量≥96％，纳米碳酸钙的粒径范围为30～50nm。

纳米碳酸钙的使用方法为，

将纳米碳酸钙和50％的水混合，超声分散10min后使用。

水泥、纳米碳酸钙、自来水厂污泥粉和快速修补剂组成胶凝材料，水胶比为0.35。

自来水厂污泥粉的制备，包括以下步骤，

(1)选用自来水厂水处理系统中经混凝-絮凝-沉淀-砂滤工艺过滤处理后的絮凝物；

(2)使用探针型超声破碎均质仪将絮凝物在高能量密度为1W/ml和频率40kHz的条件下超声处理30min；

(3)超声完成后将絮凝物取出进行干燥脱水；

(4)将干燥脱水之后的絮凝物在700℃的温度条件下煅烧2.5小时；

(5)煅烧完成之后将絮凝物粉磨后制得自来水厂污泥粉。

自来水厂污泥粉的比表面积≥625m²/kg，自来水厂污泥粉的28天活性指数≥90％，自来水厂污泥粉中Al₂O₃和SiO₂质量分数均≥35％。

河砂的细度模数为2.65，河砂的颗粒级配为II区，河砂中的含泥量小于0.5％。

碎石的粒径为5～20mm范围内的连续级配，碎石中的针片状含量小于碎石总量的4％，碎石中的含泥量小于0.4％。

减水剂为氨基磺酸减水剂，减水剂中的固含量≥30％。

水泥为P·I的52.5水泥；快速修补剂为SBTJK-24型混凝土快速修补剂。

本实施例1天的抗压强度为34.3MPa，抗折强度为4.7MPa。

实施例6：

采用自来水厂污泥粉制备快速修补混凝土的方法，包括以下步骤，

(a)将水泥、自来水厂污泥粉、快速修补剂、河砂和碎石置于搅拌锅中，慢搅拌30s；

(b)将纳米碳酸钙和50％的水超声分散5min后，倒入步骤(a)中的搅拌锅内，搅拌20s；

(c)将减水剂和剩余50％的水分散均匀后倒入步骤(b)中的搅拌锅内，搅拌60s。

实施例7：

采用自来水厂污泥粉制备快速修补混凝土的方法，其特征是：包括以下步骤，

(a)将水泥、自来水厂污泥粉、快速修补剂、河砂和碎石置于搅拌锅中，慢搅拌120s；

(b)将纳米碳酸钙和50％的水超声分散20min后，倒入步骤(a)中的搅拌锅内，搅拌120s；

(c)将减水剂和剩余50％的水分散均匀后倒入步骤(b)中的搅拌锅内，搅拌180s。

实施例8：

采用自来水厂污泥粉制备快速修补混凝土的方法，其特征是：包括以下步骤，

(a)将水泥、自来水厂污泥粉、快速修补剂、河砂和碎石置于搅拌锅中，搅拌30s；

(b)将纳米碳酸钙和50％的水超声分散10min后，倒入步骤(a)中的搅拌锅内，搅拌30s；

(c)将减水剂和剩余50％的水分散均匀后倒入步骤(b)中的搅拌锅内，搅拌60s。

Claims (10)

1.采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土，其特征是：按重量份计，包括以下组分，

水泥318～367份，纳米碳酸钙8～10份，自来水厂污泥粉44～51份，快速修补剂70～82份，河砂591～607份，碎石1146～1784份，减水剂6～7份，水153～176份。

2.根据权利要求1所述的采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土，其特征是：按重量份计，包括以下组分，

水泥325～350份，纳米碳酸钙8.5～9.5份，自来水厂污泥粉46～49份，快速修补剂75～80份，河砂595～603份，碎石1350～1680份，减水剂6.2～6.8份，水160～170份。

3.根据权利要求1所述的采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土，其特征是：所述纳米碳酸钙的比表面积≥40000m²/kg，所述纳米碳酸钙中碳酸钙的含量≥96％，所述纳米碳酸钙的粒径范围为30～50nm；

所述纳米碳酸钙的使用方法为，

将纳米碳酸钙和50％的水混合，超声分散5～20min后使用。

4.根据权利要求1所述的采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土，其特征是：所述水泥、纳米碳酸钙、自来水厂污泥粉和快速修补剂组成胶凝材料，水胶比为0.3～0.4。

5.根据权利要求1所述的采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土，其特征是：所述自来水厂污泥粉的制备，包括以下步骤，

(1)选用自来水厂水处理系统中经混凝-絮凝-沉淀-砂滤工艺过滤处理后的絮凝物；

(2)使用探针型超声破碎均质仪将絮凝物在高能量密度为1W/ml和频率40kHz的条件下超声处理20～40min；

(3)超声完成后将絮凝物取出进行干燥脱水；

(4)将干燥脱水之后的絮凝物在600～800℃的温度条件下煅烧1～3小时；

(5)煅烧完成之后将絮凝物粉磨后制得自来水厂污泥粉。

6.根据权利要求1所述的采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土，其特征是：所述自来水厂污泥粉的比表面积≥625m²/kg，所述自来水厂污泥粉的28天活性指数≥90％，所述自来水厂污泥粉中Al₂O₃和SiO₂质量分数均≥35％。

7.根据权利要求1所述的采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土，其特征是：所述河砂的细度模数为2.5～2.8，所述河砂的颗粒级配为II区，所述河砂中的含泥量小于0.5％。

8.根据权利要求1所述的采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土，其特征是：所述碎石的粒径为5～20mm范围内的连续级配，所述碎石中的针片状含量小于碎石总量的4％，所述碎石中的含泥量小于0.4％。

9.根据权利要求1所述的采用自来水厂污泥粉制备的快速修补混凝土，其特征是：所述减水剂为氨基磺酸减水剂，所述减水剂中的固含量≥30％；所述水泥为P·I的52.5水泥；所述快速修补剂为SBTJK-24型混凝土快速修补剂。

10.采用自来水厂污泥粉制备快速修补混凝土的方法，其特征是：包括以下步骤，

(a)将水泥、自来水厂污泥粉、快速修补剂、河砂和碎石置于搅拌锅中，搅拌20s～120s；

(b)将纳米碳酸钙和50％的水超声分散5～20min后，倒入步骤(a)中的搅拌锅内，搅拌20s～120s；

(c)将减水剂和剩余50％的水分散均匀后倒入步骤(b)中的搅拌锅内，搅拌40s～180s。