CN112429984B - 一种利用废弃混凝土制备的再生水泥及其制备方法和应用 - Google Patents

一种利用废弃混凝土制备的再生水泥及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112429984B
CN112429984B CN202011331048.2A CN202011331048A CN112429984B CN 112429984 B CN112429984 B CN 112429984B CN 202011331048 A CN202011331048 A CN 202011331048A CN 112429984 B CN112429984 B CN 112429984B
Authority
CN
China
Prior art keywords
content
waste concrete
cement
raw material
raw materials
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
CN202011331048.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112429984A (zh
Inventor
赵毅
刘玉林
谭琦
程新涛
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.)
Zhengzhou Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources CAGS
Original Assignee
Zhengzhou Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources CAGS
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 Zhengzhou Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources CAGS filed Critical Zhengzhou Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources CAGS
Priority to CN202011331048.2A priority Critical patent/CN112429984B/zh
Publication of CN112429984A publication Critical patent/CN112429984A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112429984B publication Critical patent/CN112429984B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/24—Cements from oil shales, residues or waste other than slag
    • C04B7/246—Cements from oil shales, residues or waste other than slag from waste building materials, e.g. waste asbestos-cement products, demolition waste
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/38—Preparing or treating the raw materials individually or as batches, e.g. mixing with fuel
    • C04B7/42—Active ingredients added before, or during, the burning process
    • C04B7/421—Inorganic materials
    • C04B7/422—Elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/38—Preparing or treating the raw materials individually or as batches, e.g. mixing with fuel
    • C04B7/42—Active ingredients added before, or during, the burning process
    • C04B7/421—Inorganic materials
    • C04B7/424—Oxides, Hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/38—Preparing or treating the raw materials individually or as batches, e.g. mixing with fuel
    • C04B7/42—Active ingredients added before, or during, the burning process
    • C04B7/421—Inorganic materials
    • C04B7/427—Silicates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明提出了一种利用废弃混凝土制备的再生水泥及其制备方法和应用，再生水泥由以下质量分数的原料制备：废弃混凝土63.2‑73.9％、青石22.4‑32.0％、硅藻土1.4‑3.3％、精铁粉1.2‑2.8％和氧化铝粉0.2‑2.1％。本发明的方法可快速有效的确定再生水泥的多种原料的最优配比，而且成本低，无需人工费时费力的进行多次尝试，再生水泥废弃混凝土利用率高，性能符合国家标准要求，可用于透水混凝土中。

Description

一种利用废弃混凝土制备的再生水泥及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及建筑垃圾综合利用技术领域，特别是指一种利用废弃混凝土制备的再生水泥及其制备方法和应用。
背景技术
进入二十一世纪，中国的建筑业也相应经进入高速发展阶段，人口基数的不断上涨以及城市更新的不断加速，导致我国建筑业的新陈代谢速度加快，每年产生数量庞大的建筑垃圾。建筑垃圾的大量增加使城市周边形成大量的呆滞堆积占用了宝贵的土地资源，同时对周边土壤、大气带来较大的污染与破坏，成为阻碍城市发展的一大弊端。
建筑垃圾指人们在从事拆迁、建设、装修、修缮等建筑业的生产活动中产生的渣土、废旧混凝土、废旧砖石及其他废弃物的统称。建筑垃圾中对环境危害最大也是最难处理消纳当属在建筑物拆建过程中产生的废旧混凝土和废旧砖石(砖渣)。据统计，我国每年仅拆除旧建筑物产生的废弃混凝土超过5000多万吨，而每年在新浇注混凝土过程中因质量或其他原因排放的废弃混凝土也多达近千万吨。随着对旧混凝土建筑物和工程结构的拆除改造和基础设施建设的进一步发展，预计今后废弃混凝土的发生量仍将逐年增多。而在城市框架扩大过程中伴随着越来越多的城中村及老旧房屋被拆除，这些房屋多为老式的砖混结构。因此，拆迁现场产生大量的以粘土砖瓦、低强度混凝土为主的砖渣型建筑垃圾。
我国目前对建筑垃圾(废旧混凝土，废旧砖石)的综合利用主要还是停留在破碎筛分制备再生骨料，及利用再生骨料生产水泥免烧砖等简单再生建材领域。此种再生建材一方面对建筑垃圾的消纳量有限，另一方面，在生产过程中需要添加水泥做为粘合剂来强化再生建材的力学性能。而每生产1吨水泥要消耗大约1吨石灰石，开采石灰石和粘土矿物也往往给生态植被带来难以恢复的破坏。
现有的制备再生水泥的方法包括多种原料，主要通过人工多次尝试，从而确定最优方案，不仅费时费力，而且成本高。
发明内容
本发明提出一种利用废弃混凝土制备的再生水泥及其制备方法和应用，可快速有效的确定再生水泥的多种原料的最优配比，而且成本低，无需人工费时费力的进行多次尝试，再生水泥废弃混凝土利用率高，性能符合国家标准要求。
本发明的技术方案是这样实现的：一种利用废弃混凝土制备的再生水泥，由以下质量分数的原料制备：废弃混凝土63.2-73.9％、青石22.4-32.0％、硅藻土1.4-3.3％、精铁粉1.2-2.8％和氧化铝粉0.2-2.1％。
进一步地，水泥熟料组成中，硅酸率SM为1.5-2.7，铝氧率IM为1.0-1.8和石灰饱和系数KH为0.85-0.97。
进一步地，废弃混凝土73.9％、青石22.7％、硅藻土1.6％、精铁粉1.3％和氧化铝粉0.5％，水泥熟料组成中，硅酸率SM为2.457，铝氧率IM为1.638和石灰饱和系数KH为0.874。
进一步地，废弃混凝土的粒径为-4.9mm。
一种利用废弃混凝土制备再生水泥的方法，包括以下步骤：
(1)再生水泥由n种原料制备，则n种原料的元素含量矩阵为
Figure GDA0003466084250000021
Mati＝[Sii Cai Ali Fei Solidi R2Oi] (2)
其中，n＝5，MAT为5×6的数字矩阵MAT为n×6的数字矩阵，Mati为第i原料的行向量，该行向量为该原料的化学成分含量值，Sii为第i种原料中SiO2的含量，Cai为第i种原料中CaO的含量，Ali为第i种原料中Al2O3的含量，Solidi为第i中原料烧失后的残余质量，R2Oi为第i种原料中Na2O与K2O含量的加和；
(2)再生水泥熟料率值约束与元素守恒的约束方程如下：
Figure GDA0003466084250000031
x＝[x1，x2，...，xn] (4)
其中，sm为预设的水泥熟料的硅率，im为预设的熟料中的铝率，kh为预设的熟料中的饱和石灰系数，x代表n种原料质量分数的行向量，MATck代表原料矩阵MAT第k个列向量，xi为第i种原料的质量分数；
输入kh、sm和im的设定值，通过遍历x1从0到1，通过公式(3)可以分别计算出剩余原料的含量值，然后利用0≤xi≤1的约束过滤掉无效配方，获得n种原料的配方集
Figure GDA0003466084250000037
(3)再生水泥熟料的组成含量的计算
Figure GDA0003466084250000032
Figure GDA0003466084250000033
Figure GDA0003466084250000034
Figure GDA0003466084250000035
Figure GDA0003466084250000036
将步骤(2)的获得每一组配方a＝[a1,a2,...,an]带入公式(5)中，获得熟料中c3s,c2c,c3a,c4af以及r2o的质量分数,对于其中满足熟料中各物相组份含量要求的配方予以保留，获得n种原料的有效配方，通过筛选其中废弃混凝土利用率最大的那一组配方为im，sm，kh率值组合的优化配方；
(4)通过步骤(3)获得优化配方进行再生水泥的制备。
进一步地，步骤(1)中，n种原料包括废弃混凝土、青石、硅藻土、精铁粉和氧化铝粉。
进一步地，步骤(2)中，x1为废弃混凝土，水泥熟料组成中，设定硅酸率SM为1.5-2.7，铝氧率IM为1.0-1.8和石灰饱和系数KH为0.85-0.97。
进一步地，步骤(2)中，n种原料的有效配方为废弃混凝土63.2-73.9％、青石22.4-32.0％、硅藻土1.4-3.3％、精铁粉1.2-2.8％和氧化铝粉0.2-2.1％。
进一步地，步骤(3)中，优化配方为废弃混凝土73.9％、青石22.7％、硅藻土1.6％、精铁粉1.3％和氧化铝粉0.5％，水泥熟料组成中，硅酸率SM为2.457，铝氧率IM为1.638和石灰饱和系数KH为0.874。
一种利用废弃混凝土制备的再生水泥在透水混凝土中的应用。
本发明的有益效果：
本发明的制备方法可快速有效的确定再生水泥的多种原料的最优配比，而且成本低，无需人工费时费力的进行多次尝试。本发明确定的优化方案制备的再生水泥，废弃混凝土利用率高，最高可达到70％以上，其平均抗压强度最高可达50.4MPa，高于市面水泥的强度，水泥中f-CaO含量为0.1％w，含有水泥熟料所要求的C3S，C2S，C3A及C4AF等有效胶凝成分，符合国家标准要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为步骤(2)中，获得再生水泥配方集的流程图；
图2为步骤(3)中，获得最优配方的流程图；
图3为本发明再生水泥XRD数据的叠加图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种利用废弃混凝土制备再生水泥的方法，包括以下步骤：
(1)再生水泥由n种原料制备，则n种原料的元素含量矩阵为
Figure GDA0003466084250000051
Mati＝[Sii Cai Ali Fei Solidi R2Oi] (2)
其中，n＝5，MAT为5×6的数字矩阵，Mati为第i种原料的行向量，该行向量为该原料的化学成分含量值，Sii为第i种原料中SiO2的含量，Cai为第i种原料中CaO的含量，Ali为第i种原料中Al2O3的含量，Solidi为第i中原料烧失后的残余质量，R2Oi为第i种原料中Na2O与K2O含量的加和；
(2)再生水泥熟料率值约束与元素守恒的约束方程如下：
Figure GDA0003466084250000052
x＝[x1，x2，...，xn] (4)
其中，sm为预设的水泥熟料的硅率，im为预设的熟料中的铝率，kh为预设的熟料中的饱和石灰系数，x代表n种原料质量分数的行向量，MATck代表原料矩阵MAT第k个列向量，xi为第i种原料的质量分数；
输入kh、sm和im的设定值，通过遍历x1从0到1，通过公式(3)可以分别计算出剩余原料的含量值，然后利用0≤xi≤1的约束过滤掉无效配方，获得n种原料的配方集
Figure GDA0003466084250000053
(3)再生水泥熟料的组成含量的计算
Figure GDA0003466084250000061
Figure GDA0003466084250000062
Figure GDA0003466084250000063
Figure GDA0003466084250000064
Figure GDA0003466084250000065
将步骤(2)的获得每一组配方a＝[a1,a2,...,an]带入公式(5)中，获得熟料中c3s,c2c,c3a,c4af以及r2o的质量分数,对于其中满足熟料中各物相组份含量要求的配方予以保留，获得n种原料的有效配方，通过筛选其中废弃混凝土利用率最大的那一组配方为im，sm，kh率值组合的优化配方；
Wc3s,Wc2c,Wc3a,Wc4af依次为再生水泥熟料中硅酸三钙,硅酸二钙,铝酸三钙及铁铝酸四钙四种有效胶凝成份的理论含量值(质量分数)。Wr2o为Na2O与K2O含量的加和。
(4)通过步骤(3)获得优化配方进行再生水泥的制备。
具体实施例如下：
步骤(1)中，n为5，5种原料包括废弃混凝土、青石、硅藻土、精铁粉和氧化铝粉。
废弃混凝土原料取自郑州某钢混结构建筑拆迁现场，废混凝土块由于没有细破因此其直径>100mm，须经经过破碎筛分分级，其中9.5-4.9mm粒级的再生骨料，小于4.9mm的再生混凝土机制砂做为再生水泥的原料，其化学组成见表1。
表1废弃混凝土化学元素常规七项分析表
Figure GDA0003466084250000066
制备再生水泥所需的钙质原料来自洛阳偃师某铝土矿的青石围岩。其化学组成见表2。
表2青石围岩的化学元素分析结果
Figure GDA0003466084250000071
制备再生水泥所需的铁质调节剂来自河北省承德市的某磁铁矿精矿。其中Fe2O3含量为93％wt。
制备再生水泥所需的铝质调节剂来自市售高纯氧化铝粉末，其纯度>99.99％wt。
制备再生水泥所需的生料粘合剂取自吉林省长白地区的硅藻土原矿。其化学组成见表3
表3硅藻土原矿的化学元素分析结果
Figure GDA0003466084250000072
步骤(2)中，在设计水泥熟料组成中，硅酸率(SM)，铝氧率(IM)和石灰饱和系数(KH)为控制性的三大因素。对于5五元物料系统，约束方程组由3个率值方程，1个物料守恒方程以及5个物料边界约束方程构成。五个物料变量，四个等式方程，通过遍历废弃混凝土含量x1从0到1，可以分别解算出其他配料的含量值，利用物料含量的0≤xi≤1约束进一步过滤掉无效配方，获得有效配方。
设定SM控制在1.5-2.7之间，IM控制在1.0-1.8之间，KH值控制在0.85-0.97之间。在不同率值条件下，通过步骤(2)的约束方程，获得废弃混凝土，青石，硅藻土，精铁矿和氧化铝添加量。
对KH，SM，IM的波动范围进行三因素五水平的正交试验设计。其中KH的均匀分布水平分别为：0.8500、0.8743、0.9100、0.9457、0.9700；SM因子设定水平为：1.5000、1.7432、2.1000、2.4568、2.7000；IM因子设定水平为：1.00001.1622、1.4000、1.6378、1.8000。上述设定值经步骤(2)获得配方集，配方集经步骤(3)得到通过中心点设计的率值参数的组合以及对应的有效配方，如表4，从表4中可以看出实施例4为本申请的最优配方。
表4基于率值的试验设计及对应的有效配方
Figure GDA0003466084250000081
实验验证如下：
(1)废弃混凝土和青石两种物料的粒度较大，首先利用高速粉碎机破碎至80目以下以备使用；
(2)按照表4称取废弃混凝土、青石、硅藻土、精铁粉和氧化铝粉，放入不锈钢行星球磨罐中，加入适量自来水进行研磨，行星球磨机的研磨参数设定如下：转速700rpm，研磨时间：30分钟；
(3)把研磨好的生料料浆用自来水洗出，通过325目筛网过滤料浆和研磨球并用自来水清洗研磨罐和研磨球；所得料浆放入鼓风干燥箱在105℃下进行干燥12小时，待完全脱水后得到干燥生料块；
(4)将生料块打粉，每150g为一个单元，加入55ml的自来水进行混合，搅拌均匀制成约3cm×5cm×8cm的生料块并在鼓风干燥箱105℃干燥至恒重，然后煅烧得到熟料块，煅烧温度为1328-1365℃，本申请实施例采用1350℃，烧成的熟料块在风扇极速冷却至室温后采用密封塑料袋包装后，利用高频振动磨对熟料块进行超细粉碎，得到的水泥粉经过45um筛析后，得到再生水泥。
本发明制备的生料块在在受热过程中经历了从741-902℃的吸热过程对应物料中碳酸盐的分解，以及1328-1365℃的放热过程对应了物相中水泥熟料胶凝成分的形成结晶过程。
对实施例1至15采用所述方法制备的再生水泥进行性能测试：
(1)对实施例1至15的再生水泥熟料粉进行XRD分析，如图3所示，利用衍射分析软件对样品衍射数据的物相分析并确定硅酸三钙，硅酸二钙，铝酸三钙及铁铝酸四钙四种物质为图谱主要匹配物质，其与水泥熟料成分C3S，C2S，C3A及C4AF相对应；证明了利用废弃混凝土制备的再生水泥中有效胶凝成分明确存在。
(2)再生水泥中的游离氧化钙(f-Cao)含量指标为水泥质量控制的重要指标之一，再生水泥中游离氧化钙含量测定采用GB/T 176-2017《水泥化学分析方法》中所述的乙二醇法，滴定分析采用基于机器视觉的游离钙自动滴定装置(见专利CN201810575796.1-可溶性氧化铝自动滴定分析方法)。
表5再生水泥中游离氧化钙含量测试数据表
Figure GDA0003466084250000091
Figure GDA0003466084250000101
根据GB/T21372-2008《硅酸盐水泥熟料》标准中要求水泥熟料中游离氧化钙含量小于等于1.5％。标准样的游离钙含量控制范围0.5％～2.0％之间，加权平均值1.1％左右。可以看出除了实施例15中游离氧化钙含量超过1.5％的上限范围外，其余样品中游离氧化钙含量均达标。
(3)再生水泥的抗压强度采用GB17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》所述配方比例进行水泥砂浆的调配，并对再生水泥样品进行50×50×50mm3的试样制备。为了使再生水泥的力学强度具有可参比性，本试验采用市售江南-小野田P.O52.5试验硅酸盐水泥作为参比。所有样品采用统一的制备、养护与测试方法进行抗压强度测试。
表6再生水泥样品胶砂试样抗压强度测试结果(50方试样，14天养护)
试验编号 抗压强度(MPa) 备注
参比例 42.8 P.O52.5参比样品
实施例1 46.60
实施例2 49.00
实施例3 45.83
实施例4 50.40
实施例5 46.20
实施例6 33.43
实施例7 49.20
实施例8 48.95
实施例9 46.25
实施例10 46.45
实施例11 42.03
实施例12 43.60
实施例13 40.00
实施例14 42.43
实施例15 45.93
经过测试对比，绝对大数试验配方制备的试块抗压强度在40-50MPa之间波动，参比例的P.O52.5水泥其14天抗压强度为42.8MPa。进一步说明了，利用废弃混凝土制备的再生水泥具有优异的力学性能表现。
综上所述，实施例4为利用废弃混凝土制备再生水泥的优选配方：
Figure GDA0003466084250000111
实施例16
一种利用废弃混凝土制备的再生水泥在全固废透水混凝土中的应用，具体制备方法及原料配比同专利-CN201911102064.1一种利用砖渣再生骨料制备的透水混凝土及其制备方法，只需将普硅525水泥替换成本专利的再生水泥。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种利用废弃混凝土制备再生水泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）再生水泥由n种原料制备，则n种原料的元素含量矩阵为
Figure DEST_PATH_IMAGE002
（1）
Figure DEST_PATH_IMAGE004
（2）
其中，n=5，MAT为5×6的数字矩阵，Mati为第i种原料的行向量，该行向量为该原料的化学成分含量值，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
为第i种原料中SiO2的含量，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
为第i种原料中CaO的含量，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为第i种原料中Al2O3的含量，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
为第i中原料烧失后的残余质量，
Figure DEST_PATH_IMAGE014
为第i种原料中Na2O与K2O含量的加和；
（2）再生水泥熟料率值约束与元素守恒的约束方程如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE016
（3）
Figure DEST_PATH_IMAGE018
（4）
其中，sm为预设的水泥熟料的硅率，im为预设的熟料中的铝率，kh为预设的熟料中的饱和石灰系数，x代表n种原料质量分数的行向量，MATck代表原料矩阵MAT第k个列向量，
Figure DEST_PATH_IMAGE020
为第i种原料的质量分数；
输入kh、sm和im的设定值，通过遍历x1从0到1，通过公式（3）可以分别计算出剩余原料的含量值，然后利用
Figure DEST_PATH_IMAGE022
的约束过滤掉无效配方，获得n种原料的配方集
Figure DEST_PATH_IMAGE024
；
（3）再生水泥熟料的组成含量的计算
Figure DEST_PATH_IMAGE026
（5）
将步骤（2）的获得每一组配方
Figure DEST_PATH_IMAGE028
带入公式（5）中，获得熟料中c3s,c2c,c3a,c4af以及r2o的质量分数,对于其中满足熟料中各物相组份含量要求的配方予以保留，获得n种原料的有效配方，通过筛选其中废弃混凝土利用率最大的那一组配方为im，sm，kh率值组合的优化配方，c3s ,c2c ,c3a ,c4af依次为再生水泥熟料中的硅酸三钙 ,硅酸二钙 ,铝酸三钙及铁铝酸四钙，r2o为Na2O与K2O；
（4）通过步骤（3）获得优化配方进行再生水泥的制备；
步骤（1）中，n种原料包括废弃混凝土、青石、硅藻土、精铁粉和氧化铝粉；
步骤（2）中，x1为废弃混凝土，水泥熟料组成中，设定硅酸率SM为1.5-2.7，铝氧率IM为1.0-1.8和石灰饱和系数KH为0.85-0.97；
步骤（3）中，n种原料的有效配方为废弃混凝土63.2-73.9%、青石22.4-32.0%、硅藻土1.4-3.3%、精铁粉1.2-2.8%和氧化铝粉0.2-2.1%。
2.根据权利要求1所述的利用废弃混凝土制备再生水泥的方法，其特征在于，步骤（3）中，优化配方为废弃混凝土73.9%、青石22.7%、硅藻土1.6%、精铁粉1.3%和氧化铝粉0.5%，水泥熟料组成中，硅酸率SM为2.457，铝氧率IM为1.638和石灰饱和系数KH为0.874。
CN202011331048.2A 2020-11-24 2020-11-24 一种利用废弃混凝土制备的再生水泥及其制备方法和应用 Active CN112429984B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011331048.2A CN112429984B (zh) 2020-11-24 2020-11-24 一种利用废弃混凝土制备的再生水泥及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011331048.2A CN112429984B (zh) 2020-11-24 2020-11-24 一种利用废弃混凝土制备的再生水泥及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112429984A CN112429984A (zh) 2021-03-02
CN112429984B true CN112429984B (zh) 2022-04-12

Family

ID=74692934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011331048.2A Active CN112429984B (zh) 2020-11-24 2020-11-24 一种利用废弃混凝土制备的再生水泥及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112429984B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU95104420A (ru) * 1995-03-24 1997-01-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Баргузин" Способ получения цементного клинкера с использованием отходов бетонных изделий
CN102503196A (zh) * 2011-10-12 2012-06-20 重庆大学 用废弃混凝土制备水泥熟料的方法
CN102515584A (zh) * 2011-11-21 2012-06-27 武汉理工大学 再生水泥及其制造方法
CN105130221A (zh) * 2015-07-09 2015-12-09 湖南省小尹无忌环境能源科技开发有限公司 综合利用废弃混凝土和污泥制生态熟料的方法
CN108218263A (zh) * 2016-12-21 2018-06-29 大连理工大学 一种利用废弃混凝土全组分制备的水泥生料
CN109956686A (zh) * 2017-12-22 2019-07-02 广西华润红水河水泥有限公司 建筑废弃物中建筑渣土的处理方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5597467B2 (ja) * 2010-07-23 2014-10-01 東京電力株式会社 再生コンクリートの製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU95104420A (ru) * 1995-03-24 1997-01-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Баргузин" Способ получения цементного клинкера с использованием отходов бетонных изделий
CN102503196A (zh) * 2011-10-12 2012-06-20 重庆大学 用废弃混凝土制备水泥熟料的方法
CN102515584A (zh) * 2011-11-21 2012-06-27 武汉理工大学 再生水泥及其制造方法
CN105130221A (zh) * 2015-07-09 2015-12-09 湖南省小尹无忌环境能源科技开发有限公司 综合利用废弃混凝土和污泥制生态熟料的方法
CN108218263A (zh) * 2016-12-21 2018-06-29 大连理工大学 一种利用废弃混凝土全组分制备的水泥生料
CN109956686A (zh) * 2017-12-22 2019-07-02 广西华润红水河水泥有限公司 建筑废弃物中建筑渣土的处理方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
废弃混凝土代替天然石灰石煅烧水泥熟料实验;万朝均等;《重庆大学学报》;20080930;第31卷(第9期);第1012-1017页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112429984A (zh) 2021-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shao et al. Study on the pozzolanic reaction of clay brick powder in blended cement pastes
CN110041028A (zh) 一种利用建筑垃圾的再生混凝土及其制备方法
CN105777008B (zh) 一种免压蒸预应力高强管桩混凝土及管桩制备方法
CN110218051A (zh) 一种高强轻集料混凝土及其制备工艺
Peng et al. Preparation, characterization, and application of an eco-friendly sand-fixing material largely utilizing coal-based solid waste
CN111205003B (zh) 一种再生胶凝材料的制备方法
CN104446041B (zh) 一种铜冶炼二次渣生产矿渣微粉的方法
CN111943535A (zh) 一种由建筑垃圾和污染土生产通用硅酸盐水泥的方法
CN105130220B (zh) 用废弃混凝土和污泥制生态水泥和活性砂的方法
CN110104984B (zh) 一种基于改性复合脱水相的磷石膏矿渣水泥早强促凝剂
CN114920481B (zh) 一种改性钢渣矿物掺合料的制备方法、混凝土与应用
CN106278102B (zh) 一种利用镍渣进行石膏增韧的方法及其制品
CN108675657A (zh) 一种利用废渣制备硅酸盐-硫铝酸盐复合体系熟料的方法
CN105130221A (zh) 综合利用废弃混凝土和污泥制生态熟料的方法
CN114292081B (zh) 一种无水泥低碳混凝土及其制备方法
CN101412595A (zh) 一种利用高岭土尾砂制备混凝土掺合料的方法
CN110395954A (zh) 一种电解锰渣轻骨料空心砌砖及其制备方法
CN105129745B (zh) 一种磷石膏制硫酸联产水泥生料集成粉磨的方法
CN112279532B (zh) 一种矿物掺合料及其制备方法
CN106587675B (zh) 一种高活性镍渣基水泥混合材及其制备方法
CN1331795C (zh) 一种低碱水泥的生产方法
CN112429984B (zh) 一种利用废弃混凝土制备的再生水泥及其制备方法和应用
CN110482925A (zh) 一种高强混凝土及其制备工艺
CN114477810B (zh) 一种基于废弃混凝土的低碳低热高贝利特水泥熟料及其制备方法
CN1733641A (zh) 硅酸盐水泥及其制造方法

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