CN113372052A - 利用玻璃态煤渣制备的混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用玻璃态煤渣制备的混凝土及其制备方法，该混凝土包括玻璃态煤渣、砂石骨料、水泥和水，四者的重量比为30‑40：40‑50：8‑10：8‑10；其中玻璃态煤渣是煤在加压气化过程中形成的炉渣；加压气化温度在1450℃以上。本发明将通过玻璃态煤渣进行处理后作为混凝土原料，其不仅可以作为细砂骨料，还能承担一部分水泥的功能，减少胶凝材料的用量，在确保混凝土质量的基础上降低混凝土成本。
Description
技术领域
本发明涉及固废再利用技术领域；具体涉及一种利用玻璃态煤渣制备的混凝土及其制备方法。
背景技术
固体块煤在加压气化生产工艺过程中，会产生大量的煤渣，该煤渣一直作为固废进行填埋处理，该处理方式需要配置相应的填埋处理场，且填埋场堆存的稳定周期长达60年。会造成长周期的土地资源浪费，且处理成本高，对环境存在二次污染风险。
发明内容
本发明提供一种利用玻璃态煤渣制备的混凝土及其制备方法，通过控制一定的气化温度，使得形成玻璃态煤渣，该煤渣可以作为混凝土制备的原料大比例添加，不仅解决了固废处理难题，利用玻璃态煤渣生产混凝土，还能降低混凝土的成本，还能制备高性能混凝土。
本发明的技术方案是，一种利用玻璃态煤渣制备的混凝土，包括玻璃态煤渣、砂石骨料、水泥和水，四者的重量比为30-40：40-50：8-10：8-10；其中玻璃态煤渣是煤在加压气化过程中形成的炉渣；加压气化温度在1450℃以上。
进一步地，所述玻璃态煤渣的粒径在5～10mm，粉碎细化后作为混凝土制备的原材料。
进一步地，玻璃态煤渣作为混凝土制备的原材料时的粒径为0.1～0.2mm，且水分含量在10％以下。
进一步地，所述加压气化温度在1450～1550℃。
进一步地，所述砂石骨料的粒径为4mm-7mm。
进一步地，所述玻璃态煤渣中，按质量百分比计，包括二氧化硅47-50％、三氧化二铝22-25％和碳酸钙21-22％。所述混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1、将玻璃态煤渣进行粉碎，然后干燥至水分含量在10％以下；
S2、将S1所得的煤渣与砂石骨料按配比混合；
S3、将S2所得物料中加入水泥和水，混合均匀，得到所需混凝土。
进一步地，玻璃态煤渣加压气化后进行淬冷，然后粉碎成1-6mm的颗粒。
本发明还涉及玻璃态煤渣在制备混凝土中的应用，其中玻璃态煤渣是煤在加压气化过程中形成的炉渣；加压气化温度在1450℃以上；通过添加玻璃态煤渣减少水泥的用量。
本发明具备以下有益效果：
本发明将通过玻璃态煤渣进行处理后作为混凝土原料，其不仅可以作为细砂骨料，无需再加入其他细骨料及矿粉参掺合料，还能承担一部分水泥的功能，减少胶凝材料的用量，在确保混凝土质量的基础上降低混凝土成本。
附图说明
图1为玻璃态煤渣的照片。
图2为混合玻璃态煤渣混合砂石料后的照片。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。
本发明所指玻璃态煤渣是固体块煤在加压气化生产工艺过程中产生的炉渣，气化温度在1450-1550℃，煤经过充分燃烧形成玻璃态的炉渣，如图1所示。按质量百分数计，含有48.7％的SiO2，23.5％的Al2O3，21.4％的CaCO3和1.9％的Fe2O3。使用前，将玻璃态炉渣进行粉碎筛分，取1-6mm的颗粒，并干燥至含水量在6％。
实施例1：
利用玻璃态煤渣制备的混凝土，其原料为玻璃态煤渣30Kg、砂石骨料50Kg、水泥10Kg和水10Kg。
制备时，先将玻璃态煤渣与砂石骨料按配比混合；然后加入水泥和水，混合均匀，得到所需混凝土。
实施例2：
利用玻璃态煤渣制备的混凝土，其原料为玻璃态煤渣40Kg、砂石骨料40Kg、水泥10Kg和水10Kg。
制备时，先将玻璃态煤渣与砂石骨料按配比混合；然后加入水泥和水，混合均匀，得到所需混凝土。
实施例3：
利用玻璃态煤渣制备的混凝土，其原料为玻璃态煤渣31Kg、砂石骨料50Kg、水泥9Kg和水10Kg。
制备时，先将玻璃态煤渣与砂石骨料按配比混合；然后加入水泥和水，混合均匀，得到所需混凝土。
实施例4：
利用玻璃态煤渣制备的混凝土，其原料为玻璃态煤渣32Kg、砂石骨料50Kg、水泥8Kg和水10Kg。
上述实施例制备时，先将玻璃态煤渣与砂石骨料按配比混合；然后加入水泥和水，混合均匀，得到所需混凝土。
对比例1：
一种混凝土，将玻璃态煤渣用等粒径范围和质量的细砂替代，其余同实施例2。
对比例2：
一种混凝土，将玻璃态煤渣用等粒径范围和质量的细砂替代，水泥用量为14Kg，其余同实施例2。
上述实施例及对比例所得混凝土性能根据GB/T50107-2010标准进行测试，结果如下表1所示。
表1
采用玻璃态煤渣作为混凝土原料，相比采用等量细砂制备的混凝土，不仅不会影响其性能，反而还有一定程度的提高，对比后发现，采用玻璃态煤渣作为骨料，可以降低水泥的用量，降低成本。
Claims (9)
1.一种利用玻璃态煤渣制备的混凝土，其特征在于：包括玻璃态煤渣、砂石骨料、水泥和水，四者的重量比为30-40：40-50：8-10：8-10；其中玻璃态煤渣是煤在加压气化过程中形成的炉渣；加压气化温度在1450℃以上。
2.根据权利要1所述的混凝土，其特征在于：所述玻璃态煤渣的粒径在5~10mm，粉碎细化后作为混凝土制备的原材料。
3.根据权利要1所述的混凝土，其特征在于：玻璃态煤渣作为混凝土制备的原材料时的粒径为0.1~0.2mm，且水分含量在10%以下。
4.根据权利要1所述的混凝土，其特征在于：所述加压气化温度在1450~1550℃。
5.根据权利要1所述的混凝土，其特征在于：所述砂石骨料的粒径为4mm-7mm。
6.根据权利要1~5任意一项所述的混凝土，其特征在于：所述玻璃态煤渣中，按质量百分比计，包括二氧化硅47-50%、三氧化二铝22-25%和碳酸钙21-22%。
7.权利要1~6任意一项所述混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将玻璃态煤渣进行粉碎，然后干燥至水分含量在10%以下；
S2、将S1所得的煤渣与砂石骨料按配比混合；
S3、将S2所得物料中加入水泥和水，混合均匀，得到所需混凝土。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：玻璃态煤渣加压气化后进行淬冷，然后粉碎成1-6mm的颗粒。
9.玻璃态煤渣在制备混凝土中的应用，其中玻璃态煤渣是煤在加压气化过程中形成的炉渣；加压气化温度在1450℃以上；通过添加玻璃态煤渣减少水泥的用量。
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