CN113072338A - 一种利用fcc废催化剂制备的商品混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用FCC废催化剂制备的商品混凝土及其制备方法，通过商品混凝土配比优化，将FCC废催化剂与砾石、机制砂、水泥、矿物掺合料充分混合，加入适量外加剂和水拌和成商品混凝土。在商品混凝土中FCC废催化剂可以调节改善商品混凝土和易性，同时可以参与水化反应，增加商品混凝土的密实度，提高商品混凝土强度；也为FCC废催化剂的资源化利用提供了一条全新的途径，值得广泛的推广和应用。

Description

一种利用FCC废催化剂制备的商品混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及商品混凝土领域，具体涉及一种利用FCC废催化剂制备的商品混凝土及其制备方法。
背景技术
FCC废催化剂是在石油炼化加工重油或渣油过程中产生的一种固体废弃物，由于不挥发的物质沉积在催化剂上，使得催化剂活性大幅度下降，同时催化剂上的诸多重金属(钒、镍等)量也不断增加。随着现阶段石油资源的重质化和劣质化，催化剂置换周期明显缩短，导致催化剂的重金属污染问题日益突出。目前，国内大多采用填埋法处理等，这类做法势必会造成环境污染和土地资源的浪费。
目前，FCC废催化剂的应用主要局限在磁分离、化学分离、催化剂再生等方面，但大都处于研究探索阶段，适用范围相对较窄，同时FCC废催化剂的处理利用率低，所以寻求一种更高效更经济的利用途径成为现在迫切需要解决的。
商品混凝土是由胶凝材料、矿物掺合料、细集料、粗骨料、水和外加剂按照合适的比例搅拌而成的混合材料。商品混凝土已成为建筑行业不可缺少的产品，随着建设量的增加，势必会增加原材料的需求，商品混凝土中细集料大部分使用机制砂。粗骨料使用钙质砾石。我国砂石行业作为一个长时间以传统粗放模式发展的行业，在现阶段环保督察中受到空前打击。自中央环保督察工作开始后，全国各省市纷纷开展砂石矿山整治、砂石码头及河道治理等环保专项行动，砂石行业受到严重冲击，相关企业出现了大面积的限产停产、关停退出，致使各地砂石价格急速攀升，对下游行业造成了严重冲击。所以寻找商品混凝土原材料替代品也成为了现阶段亟待解决的难题。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供了一种利用FCC废催化剂制备的商品混凝土，通过商品混凝土配比优化，将FCC废催化剂与砾石、机制砂、水泥、I级粉煤灰充分混合，加入适量聚羧酸减水剂和水拌和成商品混凝土。解决了FCC废催化剂的处理问题以及商品混凝土原材料的替代问题，并且利用本发明制备的商品混凝土，其坍落度为180-230mm，28天抗压强度为38-45MPa，经检测无重金属浸出，以上性能都有所提高，在环保日益严格的当下值得广泛的推广和应用。
本发明所述的一种利用FCC废催化剂制备的商品混凝土，以重量份数计，水泥260-340份，I级粉煤灰70-120份，FCC废催化剂30-80份，机制砂730-790份，砾石900-1000份，外加剂6-7份，水为160-180份。
其中所述水泥强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，为山铝牌普通硅酸盐水泥，其主要是通过水化作用将商品混凝土中粗骨料(级配砾石)、细骨料(机制砂)等组分粘结并产生强度，起到胶凝材料的作用。
所述I级粉煤灰为煤粉炉I级粉煤灰，是山东京博集团恒丰热电有限责任公司的煤粉炉I级粉煤灰，主要在商品混凝土中起到增加商品混凝土和易性、耐久性等作用。
所述外加剂为聚羧酸减水剂，由江苏苏博特新材料股份有限公司生产的PCA-1高效聚羧酸减水剂，主要起到降低商品混凝土中用水量、增加商品混凝土和易性及强度的作用。
所述砾石的粒径为0.5-3.0cm的级配石子，含有碳酸钙的质量分数大于等于90％，压碎值大于等于10％，作为商品混凝土骨架支撑材料。
所述机制砂为细度模数为2.8-3.1的钙质机制砂，作为骨架支撑作用的细骨料，可以填充粗骨料砾石的缝隙，提高商品混凝土的密实度。
所述FCC废催化剂的细度为180目筛余18-30％，主要成份为Al2O3、SiO2，含有Al2O3的质量分数大于等于40％，含有SiO2的质量分数大于等于35％。由于所述FCC废催化剂中所含Al2O3、SiO2组分总质量分数大于等于75％，故而可将FCC废催化剂部分代替商品混凝土的胶凝材料，在商品混凝土水泥水化的碱性环境下，Ca(OH)2也可以与FCC废催化剂表面含有的Al2O3、SiO2之间发生反应形成水化硅酸钙和水化铝酸钙，增加胶凝材料与粗细集料之间的结合力，增加商品混凝土产品强度。所述FCC废催化剂表面结构疏松，吸水性较好但浆体不粘稠，也不发生结团，颗粒圆润，在商品混凝土中应用可大大降低商品混凝土粘稠性、增加商品混凝土流动性，从而大大改善商品混凝土的和易性，提高商品混凝土的施工性能。
本发明所述FCC废催化剂是指石油硫化催化裂解完成后因为重金属离子导致中毒后的催化剂，使用完成后成分基本一致。所述FCC废催化剂中含有NiO、V2O5等重金属，通过本发明所述的方法，将FCC废催化剂应用于商品混凝土中可以很好的将其所含的重金属固封，最大化的降低FCC废催化剂对于环境带来的危害。
所述利用FCC废催化剂商品混凝土的制备方法，具体步骤如下：
(1)按照配比将水泥、I级粉煤灰、FCC废催化剂、机制砂、砾石加入搅拌机内搅拌1-3min；
(2)将外加剂首先与水混合均匀，然后启动搅拌机加入外加剂和水的混合液，继续搅拌2-3min，使其拌和成均匀浆体；
(3)将物料从搅拌机内卸出，测试其塌落度，并做试模测试28d抗压强度。
所得的商品混凝土塌落度范围为180-230mm，28天抗压强度为38-45MPa。
本发明所述利用FCC废催化剂制备的商品混凝土，降低了FCC废催化剂处理成本的同时还降低了FCC废催化剂对环境的污染，为商品混凝土找到了一种优良的原材料替代品，可降低商品混凝土成本约3元/m3，并且利用本发明制备的商品混凝土，其密实度、强度和施工性能都有所提高，在环保日益严格的当下值得广泛的推广和应用。
具体实施方式
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容做进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围，除特殊说明外，下述实施例中均采用常规现有技术完成。
发明人对所述FCC废催化剂组成成分进行了荧光光谱分析，结果显示：所述FCC废催化剂中含有的主要成份有Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3、NiO和V2O5。
实施例1-4
利用FCC废催化剂制备的商品混凝土，以重量份数计为，水泥260-340份，I级粉煤灰70-120份，FCC废催化剂30-80份，机制砂730-790份，砾石900-1000份，外加剂6-7份，水为160-180份。
所述水泥强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。
所述外加剂为聚羧酸减水剂。
所述砾石的粒径为0.5-3.0cm的级配石子，含有碳酸钙的质量分数大于等于90％，压碎值大于等于10％。
所述机制砂为细度模数为2.8-3.1的钙质机制砂。
所述FCC废催化剂的细度为180目筛余18-30％，含有Al2O3的质量分数大于等于40％，含有SiO2的质量分数大于等于35％。
制备上述商品混凝土的方法，具体步骤如下：(1)按照配比将水泥、I级粉煤灰、FCC废催化剂、机制砂、砾石加入搅拌机内搅拌1-3min；(2)将外加剂首先与水混合均匀，然后启动搅拌机加入外加剂和水的混合液，继续搅拌2-3min，使其拌和成均匀浆体；(3)将物料从搅拌机内卸出，测试其塌落度，并做试模测试28d抗压强度。
所得的商品混凝土塌落度范围为180-230mm，28天抗压强度为38-45MPa。
表1为实施例1-4所述配方，其中实施例5和6为不掺加FCC废催化剂的对比案例，对比的商品混凝土制备方法与实施例1-4一致。
表1实施例1-6所述商品混凝土的配比
Figure BDA0002998541390000041
表2为实施例1-6所得商品混凝土相关性能检测结果。
表2所制备的商品混凝土的性能
塌落度/mm 28d抗压强度/MPa 重金属浸出/mg/L
实施例1 185 38.9 未检出
实施例2 225 39.7 未检出
实施例3 215 44.3 未检出
实施例4 183 44.8 未检出
实施例5 170 35.5 未检出
实施例6 160 41.1 未检出
从实施例1-6的试验结果对比可以看出，FCC废催化剂在商品混凝土中的应用可以提高商品混凝土的流动性，同时提高商品混凝土的强度。运用ICP发射光谱分析法对各个实施例1-4样品进行重金属离子浸出实验检测，结果表明FCC废催化剂中重金属可以被商品混凝土完全固封，环境效益显著。
对于商品混凝土的配比而言，商品混凝土中很多性能包括施工性能和物理性能是相互关联甚至是相互矛盾的，同时还要考虑到经济性，所以上述实施例均是在配方范围内、不同应用场景下的最优配比，在掺加FCC废催化剂后各方面的性能都有一定程度的提升。

Claims (9)

1.一种利用FCC废催化剂制备的商品混凝土，其特征在于：以重量份数计，水泥260-340份，I级粉煤灰70-120份，FCC废催化剂30-80份，机制砂730-790份，砾石900-1000份，外加剂6-7份，水为160-180份。
2.根据权利要求1所述的商品混凝土，其特征在于：所述水泥强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的商品混凝土，其特征在于：所述外加剂为聚羧酸减水剂。
4.根据权利要求1所述的商品混凝土，其特征在于：所述砾石的粒径为0.5-3.0cm的级配石子，含有碳酸钙的质量分数大于等于90％，压碎值大于等于10％。
5.根据权利要求1所述的商品混凝土，其特征在于：所述机制砂为细度模数为2.8-3.1的钙质机制砂。
6.根据权利要求1所述的商品混凝土，其特征在于：所述FCC废催化剂的细度为180目筛余18-30％，含有Al2O3的质量分数大于等于40％，含有SiO2的质量分数大于等于35％。
7.制备如权利要求1所述商品混凝土的方法，其特征在于：具体步骤如下：
(1)按照配比将水泥、I级粉煤灰、FCC废催化剂、机制砂、砾石加入搅拌机内搅拌1-3min；
(2)将外加剂首先与水混合均匀，然后启动搅拌机加入外加剂和水的混合液，继续搅拌2-3min，使其拌和成均匀浆体；
(3)将物料从搅拌机内卸出，测试其塌落度，并做试模测试28d抗压强度。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述商品混凝土的配方，以重量份数计为，水泥260-340份，I级粉煤灰70-120份，FCC废催化剂30-80份，机制砂730-790份，砾石900-1000份，外加剂6-7份，水为160-180份。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所得的商品混凝土塌落度范围为180-230mm，28天抗压强度为38-45MPa。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023075686A3 (en) * 2021-11-01 2023-07-06 Nanyang Technological University A cementitious binder, method, and products thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101525223A (zh) * 2009-03-20 2009-09-09 武汉大学 一种高掺粉煤灰的商品混凝土或预搅拌混凝土
WO2013076014A1 (de) * 2011-11-22 2013-05-30 Steag Power Minerals Gmbh Baustoffmischung sowie ein verfahren zu deren herstellung und deren verwendung
CN105174847A (zh) * 2015-09-18 2015-12-23 河南省基本建设科学实验研究院有限公司 一种利用黄河泥沙的商品混凝土
CN110540435A (zh) * 2019-09-25 2019-12-06 山东京博环保材料有限公司 一种利用废fcc催化剂制备的蒸压加气混凝土及其制备方法
CN112125599A (zh) * 2020-08-28 2020-12-25 同济大学 一种混凝土装饰板的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101525223A (zh) * 2009-03-20 2009-09-09 武汉大学 一种高掺粉煤灰的商品混凝土或预搅拌混凝土
WO2013076014A1 (de) * 2011-11-22 2013-05-30 Steag Power Minerals Gmbh Baustoffmischung sowie ein verfahren zu deren herstellung und deren verwendung
CN105174847A (zh) * 2015-09-18 2015-12-23 河南省基本建设科学实验研究院有限公司 一种利用黄河泥沙的商品混凝土
CN110540435A (zh) * 2019-09-25 2019-12-06 山东京博环保材料有限公司 一种利用废fcc催化剂制备的蒸压加气混凝土及其制备方法
CN112125599A (zh) * 2020-08-28 2020-12-25 同济大学 一种混凝土装饰板的制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023075686A3 (en) * 2021-11-01 2023-07-06 Nanyang Technological University A cementitious binder, method, and products thereof

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