CN112851232A - 一种水泥基干硬性混凝土 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水泥基干硬性混凝土，由重量份计，包括250～300份水泥、1450～1610份骨料、0.5～1.5份减水剂、0.3～0.5份粘合剂、180～220份水，所述骨料包括砂和废泥，其中废泥的重量为砂屑重量的5～25％，所述废泥为氢氧化镁进行烟气脱硫之后产生的废水经过沉淀、晾晒、破碎、筛分所得到，所述粘合剂包括聚乙烯醇和聚偏氟乙烯，其中聚偏氟乙烯的重量为聚乙烯醇重量的25～50％。本发明废泥可被用来替代水泥基干硬性混凝土生产中所需的部分骨料，其28天抗折强度和28天抗压强度均得到较大幅度提升，这种处置方法不仅能够填补砂、石的短缺，保护天然资源，同时也能够较好的处置氢氧化镁进行烟气脱硫之后产生的废水，使其被合理再利用，减轻给环境带来的危害和负担。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，尤其涉及一种水泥基干硬性混凝土。
背景技术
混凝土，简称为砼，是由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称，其用水泥作为胶凝材料，砂、石作为集料，可与水、外加剂等按一定比例配合，经搅拌而得，广泛应用于土木工程。随着科学技术的发展和公路结构形式的多样化，越来越多的建筑材料得到了广泛的应用，各种混凝土层出不穷，品种繁多，其中干硬性混凝土的制品的种类日渐丰富。混凝土拌合物的坍落度小于10mm、维勃稠度值在10-30s范围内的混凝土称之为干硬性混凝土。
随着我国基础建设规模的不断扩大，城市化水平的不断提高，近年来，天然砂、石资源逐渐紧缺，很多砂、石资源匮乏的地区用于制备干硬性混凝土的原料已出现供给不足。
鉴于世界性能源问题，人们为了降低燃料成本，推行使用经济的高燃料，如广泛使用重油、石油、沥青或煤炭等。由于这些燃料的使用，必然会产生大量的二氧化硫和烟粉尘，对大气造成严重的污染，一般企业都是对排烟进行脱硫处理。使用廉价的氢氧化镁作为吸收剂进行烟气脱硫目前已成为实用的主流技术之一。氢氧化镁进行烟气脱硫之后其产生的废水不能直接向大自然排放，目前较普遍的是将其送入氧化塔进行氧化，但是此过程较为繁琐。因此，需要寻求另外一种处理此废水的方法，
发明内容
本发明的目的是提供一种水泥基干硬性混凝土，既能够填补砂、石的短缺，也能够较好的处理氢氧化镁进行烟气脱硫之后产生的废水。
为实现上述目的，本发明采用的一个技术方案是：一种水泥基干硬性混凝土，由重量份计，包括250～300份水泥、1450～1610份骨料、0.5～1.5份减水剂、0.3～0.5份粘合剂、180～220份水，所述骨料包括砂和废泥，其中废泥的重量为砂屑重量的5～25％，所述废泥为氢氧化镁进行烟气脱硫之后产生的废水经过沉淀、晾晒、破碎、筛分所得到，所述粘合剂包括聚乙烯醇和聚偏氟乙烯，其中聚偏氟乙烯的重量为聚乙烯醇重量的25～50％。
进一步，所述废泥按重量份计，包括29～31份SiO2、18～20份MgO、14～16份Al2O3、4～5份CaO、2～4份SO3、1～2份Fe2O3、0.4～0.6份Na2O、0.2～0.4份K2O。
进一步，所述废泥的重量为所述砂重量的15％。
进一步，所述粘合剂的重量份为0.4份。
进一步，所述聚偏氟乙烯的重量为所述聚乙烯醇重量的38％。
进一步，所述废泥的粒径为6mm～30mm。
进一步，所述水泥为海螺P.O42.5普通硅酸盐水泥，所述砂为天然硬质中粗砂，细度模数为2.6～3.0，所述减水剂主要成份为β-萘磺酸甲醛高缩合物。
与现有技术相比，本发明一种水泥基干硬性混凝土的有益效果在于：氢氧化镁进行烟气脱硫之后产生的废水经过沉淀、晾晒、破碎、筛分所得到的废泥可被用来替代水泥基干硬性混凝土生产中所需的部分骨料，其28天抗折强度和28天抗压强度均得到较大幅度提升，这种处置方法不仅能够填补砂、石的短缺，保护天然资源，同时也能够较好的处置氢氧化镁进行烟气脱硫之后产生的废水，使其被合理再利用，减轻给环境带来的危害和负担。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种水泥基干硬性混凝土，由重量份计，包括250～300份水泥、1450～1610份骨料、0.5～1.5份减水剂、0.3～0.5份粘合剂、180～220份水，骨料包括砂和废泥，其中废泥的重量为砂屑重量的5～25％，废泥为氢氧化镁进行烟气脱硫之后产生的废水经过沉淀、晾晒、破碎、筛分所得到，粘合剂包括聚乙烯醇和聚偏氟乙烯，其中聚偏氟乙烯的重量为聚乙烯醇重量的25～50％。
进一步，废泥按重量份计，包括29～31份SiO2、18～20份MgO、14～16份Al2O3、4～5份CaO、2～4份SO3、1～2份Fe2O3、0.4～0.6份Na2O、0.2～0.4份K2O。
进一步，废泥的重量为所述砂重量的15％。
进一步，粘合剂的重量份为0.4份。
进一步，聚偏氟乙烯的重量为聚乙烯醇重量的38％。
进一步，废泥的粒径为6mm～30mm。
进一步，水泥为海螺P.O42.5普通硅酸盐水泥，砂为天然硬质中粗砂，细度模数为2.6～3.0，减水剂主要成份为β-萘磺酸甲醛高缩合物。
以下实施例中废泥为某发电厂排出的烟气经氢氧化镁进行烟气脱硫之后产生的废水，经过沉淀、晾晒、破碎、筛分所得到，其粒径为6mm～30mm。该废泥按重量份计，包括29～31份SiO2、18～20份MgO、14～16份Al2O3、4～5份CaO、2～4份SO3、1～2份Fe2O3、0.4～0.6份Na2O、0.2～0.4份K2O。
以下实施例中，所选用的以下材料均来自于市售，其中：
水泥为海螺P.O42.5普通硅酸盐水泥；
粉煤灰为天津产F类级粉煤灰，细度7.9％，需水量93％，烧失量3.05％；
砂为天然硬质中粗砂，细度模数为2.6～3.0；
减水剂为市售高效减水剂，主要成份为β-萘磺酸甲醛高缩合物。减水剂可节省拌和用水量，增加混凝土的流动性，改善混凝土的和易性，缩短工期，还可节省工程水泥用量，同时还可以增强混凝土的强度。
实施例1：
一种水泥基干硬性混凝土，按重量份计，由270份水泥、1530份骨料(其中200份废泥、1330份砂)、1份减水剂、0.4份粘合剂(其中0.29份聚乙烯醇、0.11聚偏氟乙烯)、200份水混合搅拌均匀、并经过成型、28天养护制得。
实施例2：
一种水泥基干硬性混凝土，按重量份计，由270份水泥、1530份骨料(其中73份废泥、1457份砂)、1份减水剂、0.4份粘合剂(其中0.29份聚乙烯醇、0.11聚偏氟乙烯)、200份水混合搅拌均匀、并经过成型、28天养护制得。
实施例3：
一种水泥基干硬性混凝土，按重量份计，由270份水泥、1530份骨料(其中306份废泥，1224份石屑)、1份减水剂、0.4份粘合剂(其中0.29份聚乙烯醇、0.11聚偏氟乙烯)、200份水混合搅拌均匀、并经过成型、28天养护制得。
实施例4：
一种水泥基干硬性混凝土，按重量份计，由270份水泥、1450份骨料(其中190份废泥、1260份石屑)、1份减水剂、0.4份粘合剂(其中0.29份聚乙烯醇、0.11聚偏氟乙烯)、200份水混合搅拌均匀、并经过成型、28天养护制得。
实施例5：
一种水泥基干硬性混凝土，按重量份计，由270份水泥、1610份骨料(其中210份废泥，1400份石屑)、1份减水剂、0.4份粘合剂(其中0.29份聚乙烯醇、0.11聚偏氟乙烯)、200份水混合搅拌均匀、并经过成型、28天养护制得。
实施例6：
一种水泥基干硬性混凝土，按重量份计，由270份水泥、1530份骨料(其中200份废泥、1330份砂)、0.5份减水剂、0.4份粘合剂(其中0.29份聚乙烯醇、0.11聚偏氟乙烯)、200份水混合搅拌均匀、并经过成型、28天养护制得。
实施例7：
一种水泥基干硬性混凝土，按重量份计，由270份水泥、1530份骨料(其中200份废泥、1330份砂)、1.5份减水剂、0.4份粘合剂(其中0.29份聚乙烯醇、0.11聚偏氟乙烯)、200份水混合搅拌均匀、并经过成型、28天养护制得。
实施例8：
一种水泥基干硬性混凝土，按重量份计，由270份水泥、1530份骨料(其中200份废泥、1330份砂)、1份减水剂、0.4份粘合剂(其中0.32份聚乙烯醇、0.08聚偏氟乙烯)、200份水混合搅拌均匀、并经过成型、28天养护制得。
实施例9：
一种水泥基干硬性混凝土，按重量份计，由270份水泥、1530份骨料(其中200份废泥、1330份砂)、1份减水剂、0.4份粘合剂(其中0.2份聚乙烯醇、0.2聚偏氟乙烯)、200份水混合搅拌均匀、并经过成型、28天养护制得。
实施例10：
一种水泥基干硬性混凝土，按重量份计，由270份水泥、1530份骨料(其中200份废泥、1330份砂)、1份减水剂、0.3份粘合剂(其中0.22份聚乙烯醇、0.08聚偏氟乙烯)、200份水混合搅拌均匀、并经过成型、28天养护制得。
实施例11：
一种水泥基干硬性混凝土，按重量份计，由270份水泥、1530份骨料(其中200份废泥、1330份砂)、1份减水剂、0.5份粘合剂(其中0.36份聚乙烯醇、0.14聚偏氟乙烯)、200份水混合搅拌均匀、并经过成型、28天养护制得。
实施例12：
一种水泥基干硬性混凝土，按重量份计，由250份水泥、1530份骨料(其中200份废泥、1330份砂)、1份减水剂、0.4份粘合剂(其中0.29份聚乙烯醇、0.11聚偏氟乙烯)、200份水混合搅拌均匀、并经过成型、28天养护制得。
实施例13：
一种水泥基干硬性混凝土，按重量份计，由300份水泥、1530份骨料(其中200份废泥、1330份砂)、1份减水剂、0.4份粘合剂(其中0.29份聚乙烯醇、0.11聚偏氟乙烯)、200份水混合搅拌均匀、并经过成型、28天养护制得。
实施例14：
一种水泥基干硬性混凝土，按重量份计，由270份水泥、1530份骨料(其中200份废泥、1330份砂)、1份减水剂、0.4份粘合剂(其中0.29份聚乙烯醇、0.11聚偏氟乙烯)、180份水混合搅拌均匀、并经过成型、28天养护制得。
实施例15：
一种水泥基干硬性混凝土，按重量份计，由270份水泥、1530份骨料(其中200份废泥、1330份砂)、1份减水剂、0.4份粘合剂(其中0.29份聚乙烯醇、0.11聚偏氟乙烯)、220份水混合搅拌均匀、并经过成型、28天养护制得。
对比例1：
一种水泥基干硬性混凝土，按重量份计，由270份水泥、1530份砂、1份减水剂、0.4份粘合剂(其中0.29份聚乙烯醇、0.11聚偏氟乙烯)、200份水混合搅拌均匀、并经过成型、28天养护制得。
对比例2：
一种水泥基干硬性混凝土，按重量份计，由270份水泥、1530份骨料(其中200份废泥、1330份砂)、0.4份粘合剂(其中0.29份聚乙烯醇、0.11聚偏氟乙烯)、200份水混合搅拌均匀、并经过成型、28天养护制得。
对比例3：
一种水泥基干硬性混凝土，按重量份计，由270份水泥、1530份骨料(其中200份废泥、1330份砂)、1份减水剂、200份水混合搅拌均匀、并经过成型、28天养护制得。
实验结果及实验数据
分别对实施例1-15和对比例1-3的水泥基干硬性混凝土进行观察，发现其表面完整，未出现气泡、变形、鼓起和裂纹等现象，且在制备水泥基干硬性混凝土过程中，该废泥容易搅拌均匀。
根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2002)分别对实施例1-15和对比例1-3的水泥基干硬性混凝土进行力学性能测试，测试结果如表1、表2。
表1
| 水泥基干硬性混凝土 | 28天抗折强度(MPa) | 28天抗压强度(MPa) |
| 实施例1 | 12.8 | 50.2 |
| 实施例2 | 11.5 | 48.2 |
| 实施例3 | 11.8 | 48.6 |
| 实施例4 | 12.6 | 49.9 |
| 实施例5 | 12.5 | 49.6 |
| 实施例6 | 12.6 | 49.8 |
| 实施例7 | 12.3 | 49.3 |
| 实施例8 | 11.9 | 48.8 |
| 实施例9 | 11.6 | 48.6 |
| 实施例10 | 11.8 | 48.7 |
| 实施例11 | 11.7 | 48.5 |
| 实施例12 | 12.1 | 49.4 |
| 实施例13 | 12.2 | 49.6 |
| 实施例14 | 12.5 | 49.7 |
| 实施例15 | 12.4 | 49.5 |
| 对比例1 | 8.2 | 36.6 |
| 对比例2 | 8.3 | 38.8 |
| 对比例3 | 8.5 | 38.9 |
表2
由表1和表2中数据可以得出：
1、骨料中废泥和石屑的比重对水泥基干硬性混凝土的28天抗折强度和28天抗压强度影响最大，其废泥的重量为石屑重量的15％时，该水泥基干硬性混凝土的28天抗折强度和28天抗压强度较高，其28天抗折强度均达到11.5MPa以上，28天抗压强度均达到48.5MPa以上；
2、废泥的重量为砂重量的15％时，粘合剂的重量份为0.4份，且聚偏氟乙烯的重量为聚乙烯醇重量的38％时，该水泥基干硬性混凝土的28天抗折强度均达到12MPa以上，28天抗压强度均达到49MPa以上。
本发明氢氧化镁进行烟气脱硫之后产生的废水经过沉淀、晾晒、破碎、筛分所得到的废泥可被用来替代水泥基干硬性混凝土生产中所需的部分骨料，其28天抗折强度和28天抗压强度均得到较大幅度提升，这种处置方法不仅能够填补砂、石的短缺，保护天然资源，同时也能够较好的处置氢氧化镁进行烟气脱硫之后产生的废水，使其被合理再利用，减轻给环境带来的危害和负担。
当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求的范围内。
Claims (7)
1.一种水泥基干硬性混凝土，其特征在于：由重量份计，包括250～300份水泥、1450～1610份骨料、0.5～1.5份减水剂、0.3～0.5份粘合剂、180～220份水，所述骨料包括砂和废泥，其中废泥的重量为砂屑重量的5～25％，所述废泥为氢氧化镁进行烟气脱硫之后产生的废水经过沉淀、晾晒、破碎、筛分所得到，所述粘合剂包括聚乙烯醇和聚偏氟乙烯，其中聚偏氟乙烯的重量为聚乙烯醇重量的25～50％。
2.如权利要求1所述的水泥基干硬性混凝土，其特征在于：所述废泥按重量份计，包括29～31份SiO2、18～20份MgO、14～16份Al2O3、4～5份CaO、2～4份SO3、1～2份Fe2O3、0.4～0.6份Na2O、0.2～0.4份K2O。
3.如权利要求2所述的水泥基干硬性混凝土，其特征在于：所述废泥的重量为所述砂重量的15％。
4.如权利要求3所述的水泥基干硬性混凝土，其特征在于：所述粘合剂的重量份为0.4份。
5.如权利要求4所述的水泥基干硬性混凝土，其特征在于：所述聚偏氟乙烯的重量为所述聚乙烯醇重量的38％。
6.如权利要求2所述的水泥基干硬性混凝土，其特征在于：所述废泥的粒径为6mm～30mm。
7.如权利要求1-6任意一项所述的水泥基干硬性混凝土，其特征在于：所述水泥为海螺P.O42.5普通硅酸盐水泥，所述砂为天然硬质中粗砂，细度模数为2.6～3.0，所述减水剂主要成份为β-萘磺酸甲醛高缩合物。
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