CN115196918A - 一种混凝土残渣制成的泵送混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及建筑材料领域，具体公开了一种混凝土残渣制成的泵送混凝土及其制备方法。混凝土残渣制成的泵送混凝土包括以下重量份的原料：水泥280‑400份、粉煤灰50‑70份、矿粉80‑100份、河砂585‑680份、碎石1050‑1110份、水140‑155份、外加剂7‑10.5份、复合纤维8‑12份、混凝土残渣回收复合料50‑80份。本申请的混凝土残渣制成的泵送混凝土具有混凝土残渣利用率高，制成的泵送混凝土易于泵送，抗压强度高，力学性能好的优点。
Description
技术领域
本申请涉及建筑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种混凝土残渣制成的泵送混凝土及其制备方法。
背景技术
由于我国城市化建设发展迅速，乡村转化城镇的工程量不断增多，中国预拌混凝土行业也因此呈现出风起云涌般的增长趋势，但预拌混凝土不断发展的同时也造成了一定程度的环境污染，在混凝土生产、运输、清洗等产生的液态浆体中包括残渣和澄清液，残渣主要为部分未水化的胶凝材料、水化产物和少量石粉、泥等固体颗粒，澄清液为废浆静置一段时间的上层清液，其呈碱性，不能直接排放，其中残渣等固体废弃物的污染最为严重，多数搅拌站将产生的残渣直接排放或者仅仅作为建筑垃圾填埋，对残渣处理缺少硬性要求和认知，不仅造成环境污染和资源浪费，还增加了城市市政单位处理固体废弃物的压力。而将固体残渣直接应用到混凝土中，不能充分发挥其中未水化胶凝材料的活性，因为混凝土废渣的颗粒尺寸大，表面包覆已水化的水泥壳层，活性指数较低，且表面粗糙，孔隙率较高，需水量大，不利于利用过程中工作性能与力学性能的改善。
针对上述中的相关技术，发明人发现目前混凝土残渣直接掺入混凝土中的利用方法，无法改善混凝土的抗压强度等力学性能，从而造成混凝土残渣利用率较低。
发明内容
为了回收利用混凝土残渣，增加混凝土强度，本申请提供一种混凝土残渣制成的泵送混凝土及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种混凝土残渣制成的泵送混凝土，采用如下的技术方案：一种混凝土残渣制成的泵送混凝土，包括以下重量份的原料：水泥280-400份、粉煤灰50-70份、矿粉80-100份、河砂585-680份、碎石1050-1110份、水140-155份、外加剂7-10.5份、复合纤维8-12份、混凝土残渣回收复合料50-80份；
所述混凝土残渣回收复合料的制备方法包括以下步骤：
将混凝土废浆静置，去除上层澄清液，将下层残渣烘干，获得混凝土残渣；
将混凝土残渣和固化剂混合均匀，室温固化1-2h，获得固化物；
将所述固化物粉磨30-60s，获得粉磨残渣；
将所述粉磨残渣和钻井废弃物混合均匀，获得共混物；
将热可逆胶热熔，喷涂在所述共混物上，边喷涂边搅拌，干燥，形成包覆物；
将垃圾焚烧飞灰、水玻璃和水混合均匀，陈化18-20h，成球，过筛后在60-80℃下干燥，升温至960-1000℃，煅烧4-6h，获得颗粒物；
将所述颗粒物、所述包覆物和多孔碳化硅陶瓷微球混合均匀，制得混凝土残渣回收复合料。
通过采用上述技术方案，在混凝土中加入由混凝土废浆等原料制成的混凝土残渣回收复合料，能改善混凝土的抗压强度，改善力学性能，提高混凝土残渣的利用率。
首先将混凝土废浆静置，去除碱性较大的澄清液，然后将下层的混凝土残渣与固化剂混合，将混凝土残渣固化，然后进行粉磨，因混凝土残渣相当于水泥早期水化产物和未水化的水泥颗粒，经粉磨后的残渣中含有大量的C3S和C2S等活性成分，因此粉磨残渣仍具有一定的活性，可以作为矿物掺合料掺入胶凝材料中。
钻井废弃物是石油工业的废弃物，呈胶体状态且腐蚀性强，许多油田井场的钻井废弃物未经处理就直接采用储存坑储存，以对土壤、地表和地下水造成污染，对环境造成影响和破坏，钻井废弃物呈强碱性，因混凝土残渣在固化时，加入了固化剂，所以粉磨残渣与钻井废弃物混合时，固化剂能激发钻井废弃物的潜在活性，但为了防止粉磨残渣表面粗糙，与水泥、水等混合时，造成混凝土的流动性降低，力学强度下降，并且防止钻井废弃物受到粉煤灰的激发固化，本申请中采用热可逆胶将粉磨残渣和钻井废弃物的共混物进行包裹，然后与多孔碳化硅陶瓷微球、以及由垃圾焚烧飞灰煅烧形成的颗粒物混合，多孔碳化硅陶瓷微球的机械强度大，具有较高的比表面积和可调控的孔结构，在与水泥等组分进行机械搅拌时，能引入气泡，改善混凝土的流动性，而垃圾焚烧飞灰以水玻璃为粘结剂，经陈化、成球后煅烧，在高温条件下，结晶水挥发，有机物分解氧化，易挥发碱金属以蒸汽形式挥发，随着温度的升高，粒子扩散逐步加剧，反应有利于充分、完全，颗粒物密实度越来越高，表面有利于光滑细腻，使得混凝土的流动性得到改善。
将混凝土残渣回收复合料掺入混凝土中，当混凝土中水泥发生水化作用，水化热达到热可逆胶的热熔点时，热可逆胶热熔，露出内部的粉磨残渣和钻井废弃物，粉磨残渣能作为矿物掺合料，改善混凝土的强度和耐久性，增进后期强度，改善混凝土的内部结构，提高抗裂性，而钻井废弃物在粉煤灰的激发作用下，使钻井废弃物固化、硬化，进一步提高混凝土的密实性。
可选的，所述混凝土残渣回收复合料的原料重量份如下：5-10份混凝土残渣、1-1.5份固化剂、3-8份钻井废弃物、2-6份多孔碳化硅陶瓷微球、4-8份水玻璃、10-20份垃圾焚烧飞灰、10-20份热可逆胶和1.5-2份水。
通过采用上述技术方案，多孔碳化硅陶瓷微球的导热性能好，在混凝土产生水化热时，能快速在混凝土内部传导，从而使包覆在粉磨残渣和钻井废弃物上的热可逆胶热熔。
可选的，所述每重量份钻井废弃物经以下预处理：
将钻井废弃物、0.1-0.3重量份轻烧氧化镁、0.2-0.5重量份咖啡灰、0.1-0.4重量份六水氯化镁和3-5重量份水混合，充分搅拌后，模压，在室温下养护成型后破碎。
通过采用上述技术方案，钻井废弃物先经轻烧氧化镁和六水氯化镁、咖啡灰预处理，从而使得生成的氯氧镁能大幅度提高钻井废弃物的强度，咖啡灰由于其含有活性氧化铝和二氧化硅等活性物质，且具有较大的比表面积，能减少钻井废弃物中重金属离子的浸出，当热熔胶被水化热的热量热熔后，钻井废弃物露出，与粉煤灰接触，粉煤灰中活性二氧化硅和三氧化二铝在碱性条件下发生硬性反应，水化产物5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O使得混凝土具有较高的抗压强度。
可选的，所述咖啡灰由咖啡残渣在600-650℃下碳化2-3h制成。
通过采用上述技术方案，咖啡渣本身属于天然有机物质，含有多孔隙结构，吸水率较大，且易变质腐败，造成耐久性降低，将咖啡渣经600-650℃碳化后，吸水率降低，消除其中易变质有机物，从而延长混凝土的耐久性，操作工艺简单，适用性强，使咖啡渣得到有效利用。
可选的，所述热可逆胶包括以下重量份的原料：2-5份石蜡、0.2-0.6份月桂酸、0.5-1份卡拉胶、1-3份聚酯纤维、0.8-1.6份异丁基三乙氧基硅烷。
通过采用上述技术方案，石蜡作为热可逆胶，具有一定的粘性，但其热熔点一般在50℃左右，为使热熔胶能在较低温度下热熔，便于内部粉磨残渣和钻井废弃物露出，增大混凝土的早期强度，在热可逆胶中加入月桂酸，以降低其热熔点，卡拉胶能改善石蜡的韧性，避免因月桂酸的加入而导致石蜡的柔韧性较差，难以在粉磨残渣和钻井废弃物上包覆成膜，聚酯纤维表面光滑，能增大被热熔胶的光滑度，降低泵送阻力，提高流动性，异丁基三乙氧基硅烷与混凝土有良好的附着力，且具有较好的渗透性，当热熔胶在水化热的作用下热熔后，在混凝土内部流动，从而带动聚酯纤维和异丁基三乙氧基硅烷功在混凝土内流动，对混凝土的微孔隙进行封堵，改善混凝土的抗折强度和抗压强度。
可选的，所述热可逆胶的制备方法包括以下步骤：。
将聚酯纤维和异丁基三乙氧基硅烷混合均匀，加入石蜡、卡拉胶和月桂酸，升温至50-55℃，搅拌均匀，冷却至室温后粉碎。
通过采用上述技术方案，首先将聚酯纤维用异丁基三乙氧基硅烷浸渍，使聚酯纤维负载异丁基三乙氧基硅烷，然后将石蜡等组分共熔混合，使聚酯纤维在石蜡中分散均匀，在石蜡被水化热熔化时，聚酯纤维能随石蜡在混凝土内流动并相互搭接，改善混凝土的抗折强度和抗压强度。
可选的，所述固化剂包括质量比为6:3.5-4的生石灰和硫酸钙。
可选的，所述外加剂包括质量比为1:1-2.5的硫代硫酸钠和聚羧酸减水剂。
通过采用上述技术方案，硫代硫酸钠作为缓凝剂，能使混凝土具有较好的流动性，便于泵送，聚羧酸减水剂能高效减水和增强，改善混凝土的流动性和泵送性。
可选的，所述复合纤维包括质量比为1:1-2的聚丙烯纤维和芳纶纤维。
通过采用上述技术方案，聚丙烯纤维在机械搅拌下，受到水泥、砂子和碎石的冲击混合，均匀分布到混凝土中，随机分布的纤维能抑制混凝土的塑性收缩龟裂，提高了混凝土的抗裂性，并改善混凝土的抗冲击性和柔韧性，而芳纶纤维不仅能改善混凝土的力学强度，其表面光滑，还能提高混凝土的流动性和泵送性。
可选的，所述粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰，45μm方孔筛筛余量为8-12％，需水量比为95-98％，烧失量为2-4.5％。
通过采用上述技术方案，粉煤灰的活性成分为二氧化硅和三氧化二铝，与水泥和水混合后，能够生成较为稳定的胶凝材料，从而使混凝土具有较高的强度，同时粉煤灰中70％以上的颗粒是无定型的球形玻璃体，主要起到滚珠轴承作用，在混凝土拌合物中发挥润滑作用，改善混凝土拌合物的和易性，且粉煤灰与碎石等构成合理级配，使彼此之间互相填充，能有效增加混凝土密实度，进一步提高混凝土的抗压强度和抗渗性。
可选的，所述矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为400-450m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为99％。
通过采用上述技术方案，矿粉矿物掺和料具有“活性效应”、“界面效应”、“微填效应”和“减水效应”等诸多综合效应，矿粉等矿物掺和料不仅可以改善流变性能，降低水化热，降低坍落度损失，减少离析和泌水，还可以改善混凝土结构的孔结构和力学性能，提高后期强度和耐久性。
可选的，所述多孔碳化硅陶瓷微球的粒径为120-150μm，孔径为50-80μm。
通过采用上述技术方案，多孔碳化硅陶瓷微球的孔径大，在机械搅拌过程中，能引入较多气泡，从而改善混凝土的流变性能，在泵送过程中，通过泵送压力，多孔碳化硅陶瓷微球在混凝土内进一步产生气泡，提高泵送性能。
第二方面，本申请提供一种混凝土残渣制成的泵送混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：
一种混凝土残渣制成的泵送混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将混凝土残渣回收复合料、复合纤维、外加剂和水混合搅拌均匀，制得混合料；
将水泥、粉煤灰和矿粉加入到混合料中，搅拌后制得半混料；
将河砂和碎石加入到半混料中，拌和均匀泵送至模具，经养护后制得混凝土。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用混凝土废浆制备混凝土残渣回收复合料，将澄清液去除获得残渣，然后将残渣固化并粉磨，与钻井废弃物混合后用热可逆胶进行包覆，然后将包覆物与多孔碳化硅陶瓷微球、由垃圾焚烧飞灰煅烧制成的颗粒物混合，不仅回收利用了混凝土残渣，还对钻井废弃物和垃圾焚烧飞灰进行了回收利用，促进混凝土生产行业的绿色环保、可持续发展，并且经过处理的混凝土残渣对新拌混凝土的流动性和力学强度改善效果好。
2、本申请中优选采用石蜡、聚酯纤维、月桂酸、异丁基三乙氧基硅烷等成分制备热可逆胶，月桂酸能降低石蜡的热熔温度，使早期强度增大，且聚酯纤维不仅能增大混凝土的抗裂性，还能改善包覆物的光滑度，进而改善混凝土的流动性，异丁基三乙氧基硅烷能在混凝土内部渗透，改善混凝土的抗压强度。
具体实施方式
混凝土残渣回收复合料的制备例1-12
制备例1：S1、将混凝土废浆静置，去除上层澄清液，将下层残渣烘干，获得含水量为60％的混凝土残渣；
S2、将10kg混凝土残渣和1kg固化剂混合均匀，室温固化1h，获得固化物，固化剂包括质量比为6:4的生石灰和硫酸钙；
S3、将获得的固化物粉磨60s，获得粒径为12μm的粉磨残渣；
S4、将所得粉磨残渣和8kg钻井废弃物混合均匀，获得共混物；
S5、将20kg热可逆胶热熔，喷涂在共混物上，边喷涂边搅拌，干燥，形成包覆物，热可逆胶为石蜡；
S6、将20kg垃圾焚烧飞灰、8kg水玻璃和2kg水混合均匀，陈化20h，成球，过筛后在80℃下干燥，升温至960℃，煅烧6h，获得粒径为0.5mm的颗粒物；
S7、将所得颗粒物和包覆物与6kg多孔碳化硅陶瓷微球、4kg增稠剂混合均匀，制得混凝土残渣回收复合料，多孔碳化硅陶瓷微球的粒径为150μm，孔径为80μm。
制备例2：S1、将混凝土废浆静置，去除上层澄清液，将下层残渣烘干，获得含水量为60％的混凝土残渣；
S2、将5kg混凝土残渣和1.5kg固化剂混合均匀，室温固化1h，获得固化物，固化剂包括质量比为6:3.5的生石灰和硫酸钙；
S3、将获得的固化物粉磨30s，获得粒径为15μm的粉磨残渣；
S4、将所得粉磨残渣和3kg钻井废弃物混合均匀，获得共混物；
S5、将10kg热可逆胶热熔，喷涂在共混物上，边喷涂边搅拌，干燥，形成包覆物，热可逆胶为石蜡；
S6、将10kg垃圾焚烧飞灰、4kg水玻璃和1.5kg水混合均匀，陈化18h，成球，过筛后在60℃下干燥，升温至1000℃，煅烧4h，获得粒径为0.35mm的颗粒物；
S7、将所得颗粒物和包覆物与2kg多孔碳化硅陶瓷微球混合均匀，制得混凝土残渣回收复合料，多孔碳化硅陶瓷微球的粒径为120μm，孔径为50μm。
制备例3：与制备例1的区别在于，热可逆胶由以下方法制成：将3kg聚酯纤维和1.6kg异丁基三乙氧基硅烷混合均匀，加入5kg石蜡、1kg卡拉胶和0.6kg月桂酸，升温至55℃，搅拌均匀，冷却至室温后粉碎。
制备例4：与制备例1的区别在于，热可逆胶由以下方法制成：将1kg聚酯纤维和0.8kg异丁基三乙氧基硅烷混合均匀，加入2kg石蜡、0.5kg卡拉胶和0.2kg月桂酸，升温至50℃，搅拌均匀，冷却至室温后粉碎。
制备例5：与制备例4的区别在于，未添加聚酯纤维。
制备例6：与制备例4的区别在于，未添加异丁基三乙氧基硅烷。
制备例7：与制备例4的区别在于，未添加月桂酸。
制备例8：与制备例1的区别在于，未添加多孔碳化硅陶瓷微球。
制备例9：与制备例1的区别在于，未添加钻井废弃物，将热可逆胶热熔后均匀喷涂在粉磨残渣上。
制备例10：与制备例1的区别在于，垃圾焚烧飞灰、水玻璃和水混合后不经煅烧，与包覆物和多孔碳化硅陶瓷微球直接混合。
制备例11：与制备例1的区别在于，未添加热可逆胶，将共混物与颗粒物、多孔碳化硅陶瓷微球混合均匀。
制备例12：与制备例1的区别在于，将混凝土废浆静置，去除上层澄清液，将下层残渣烘干，获得含水量为60％的混凝土残渣，将5kg混凝土残渣、0.5kg固化剂、3kg钻井废弃物、10kg热可逆胶、10kg垃圾焚烧飞灰、4kg水玻璃、1.5kg水、2kg多孔碳化硅陶瓷微球混合均匀，制得混凝土残渣回收复合料。
实施例
实施例1：一种混凝土残渣制成的泵送混凝土，原料用量如表1所示，表1中水泥为P.042.5硅酸盐水泥，砂子的细度模数为2.2，碎石为粒径范围2-25mm级配碎石，粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰，45μm方孔筛筛余量为8％，需水量比为95％，烧失量为2％，矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为450m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为99％，外加剂包括质量比为1:2.5的硫代硫酸钠和HSP-2005新型聚羧酸高效减水剂，复合纤维包括质量比为1:1的聚丙烯纤维和芳纶纤维，混凝土残渣回收复合料由制备例1制成。
上述混凝土残渣制成的泵送混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将混凝土残渣回收复合料、复合纤维、外加剂和水混合搅拌均匀，制得混合料；
将水泥、粉煤灰和矿粉加入到混合料中，搅拌后制得半混料；
将河砂和碎石加入到半混料中，拌和均匀泵送至模具，经养护后制得混凝土。
表1实施例1-3中混凝土的原料配比
实施例2-3：一种混凝土残渣制成的泵送混凝土，与实施例1的区别在于，原料用量如表1所示。
实施例4：一种混凝土残渣制成的泵送混凝土，与实施例1的区别在于，混凝土残渣回收复合料由制备例2制成。
实施例5：一种混凝土残渣制成的泵送混凝土，与实施例1的区别在于，混凝土残渣回收复合料由制备例3制成。
实施例6：一种混凝土残渣制成的泵送混凝土，与实施例1的区别在于，混凝土残渣回收复合料由制备例4制成。
实施例7：一种混凝土残渣制成的泵送混凝土，与实施例1的区别在于，混凝土残渣回收复合料由制备例5制成。
实施例8：一种混凝土残渣制成的泵送混凝土，与实施例1的区别在于，混凝土残渣回收复合料由制备例6制成。
实施例9：一种混凝土残渣制成的泵送混凝土，与实施例1的区别在于，混凝土残渣回收复合料由制备例7制成。
实施例10：一种混凝土残渣制成的泵送混凝土，与实施例6的区别在于，每千克钻井废弃物经过以下预处理：将1kg钻井废弃物、0.1kg轻烧氧化镁、0.2kg咖啡灰、0.1kg六水氯化镁和3kg水混合，充分搅拌后，模压，在室温下养护成型后破碎，咖啡灰由咖啡残渣在600℃下碳化3h制成。
实施例11：一种混凝土残渣制成的泵送混凝土，与实施例6的区别在于，每千克钻井废弃物经过以下预处理：将1kg钻井废弃物、0.3kg轻烧氧化镁、0.5kg咖啡灰、0.4kg六水氯化镁和5kg水混合，充分搅拌后，模压，在室温下养护成型后破碎，咖啡灰由咖啡残渣在650℃下碳化2h制成。
实施例12：一种混凝土残渣制成的泵送混凝土，与实施例11的区别在于，每千克钻井废弃物经过以下预处理：将1kg钻井废弃物、0.3kg轻烧氧化镁、0.4kg六水氯化镁和5kg水混合，充分搅拌后，模压，在室温下养护成型后破碎。
对比例
对比例1：一种混凝土残渣制成的泵送混凝土，与实施例1的区别在于，混凝土残渣回收复合料由制备例8制成。
对比例2：一种混凝土残渣制成的泵送混凝土，与实施例1的区别在于，混凝土残渣回收复合料由制备例9制成。
对比例3：一种混凝土残渣制成的泵送混凝土，与实施例1的区别在于，混凝土残渣回收复合料由制备例10制成。
对比例4：一种混凝土残渣制成的泵送混凝土，与实施例1的区别在于，混凝土残渣回收复合料由制备例11制成。
对比例5：一种混凝土残渣制成的泵送混凝土，与实施例1的区别在于，混凝土残渣回收复合料由制备例12制成。
对比例6：一种混凝土残渣制成的泵送混凝土，与实施例1的区别在于，使用等量混凝土废浆粉替代混凝土残渣回收复合材料，混凝土废浆粉为混凝土搅拌站沉淀池中废浆，经烘干、打散后，其中值粒径D50在10-30um、比表面积不小于300kg/m3的固体废渣粉。
性能检测试验
按照实施例和对比例的方法制备混凝土，并参照以下方法对混凝土的性能进行检测，将检测结果记录于表2中。
1、抗压强度：按照GB/T50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》进行检测；2、抗折强度：按照GB/T50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》进行检测；
4、输送管堵塞时间：采用实施例或对比例制备的混凝土拌合浆料25kg进行泵送，限定泵送出口压力为20MPa，泵送时间1小时，浇筑1，立方米的区域，在输送混凝土拌合浆料时，观察输送管是否堵塞，并记录初次堵塞时间，输送管堵塞的情况是：随着输送压力逐渐增大达到限定值时，管口不出料，输送泵发生震动，管路伴有强烈震动和位移。
表2混凝土性能检测结果
实施例1-3中采用不同原料用量制备混凝土，且使用制备例1制成的混凝土残渣回收复合料，表2内显示，实施例1-3制成的混凝土抗压强度大，抗折强度好，且具有良好的可泵性，不容易堵塞输送管。
实施例4中采用制备例2制成的混凝土残渣回收复合料，实施例4的检测结果与实施例1检测结果相近。
实施例5和实施例6中分别采用制备例3和制备例4制成的混凝土残渣回收复合料，因其中热可逆胶中不仅含有石蜡，还含有聚酯纤维、月桂酸、异丁基三乙氧基硅烷等成分，与实施例1相比，实施例5和实施例6制成的混凝土的抗压强度和抗折强度得到进一步的改善。
实施例7与实施例1相比，使用制备例5制成的混凝土残渣回收复合料，制备例5中热可逆胶中未添加聚酯纤维，表2内显示，热可逆胶中未添加聚酯纤维时，混凝土的抗折强度降低，且在泵送时产生了堵塞现象，说明热可逆胶中的聚酯纤维不仅仅能增大混凝土的抗压强度和抗折强度，还能改善混凝土的泵送性能。
实施例8中使用制备例6制成的混凝土残渣回收复合料，与实施例1相比，热可逆胶中未添加异丁基三乙氧基硅烷，实施例8制成的混凝土的抗压强度显著降低，抗折强度变化不明显，且未出现堵管现象，泵送性不受影响。
实施例9与实施例1相比，使用制备例7制成的混凝土残渣回收复合料，表2内显示，实施例9制成的混凝土抗压强度降低，抗折强度减弱，说明在热可逆胶中添加月桂酸能降低热可逆胶的热熔温度，从而使内部包覆的混凝土残渣和钻井废弃物能在产生水化热时就释放，从而快速提高混凝土的抗压强度。
实施例10和实施例11与实施例6相比，不仅使用了制备例4制成的混凝土残渣回收复合料，还对钻井废弃物进行了预处理，表2内数据显示，实施例10和实施例11制成的混凝土的抗压强度和抗折强度有所提升，且不影响混凝土的泵送性。
实施例12与实施例11相比，对钻井废弃物进行预处理时，未使用咖啡灰，表2内数据显示，实施例12制备的混凝土抗压强度和抗折强度与实施例11相比均有所下降，说明咖啡灰的加入能有效改善混凝土的力学强度。
对比例1与实施例1相比，使用制备例8制成的混凝土残渣回收复合料，其中未添加多孔碳化硅陶瓷微球，混凝土的抗压强度有所降低，且易出现泵管堵塞现象。
对比例2使用制备例9制成的混凝土残渣回收复合料，制备例9中未添加钻井废弃物，与实施例1相比，对比例2制成的混凝土，抗压强度减弱，混凝土的抗折强度降低，泵送性能影响不大。
对比例3中使用制备例10制成的混凝土残渣回收复合料，因制备例10中垃圾焚烧飞灰与水玻璃等未经煅烧，直接与多孔碳化硅陶瓷微球混合，制成的混凝土抗压强度减弱，且泵送性能降低，易出现输送管堵塞情况。
对比例4与实施例1相比，使用制备例11制成的混凝土残渣回收复合料，制备例11中未添加热可逆胶，将粉磨残渣和钻井废弃物的共混物，与颗粒物、多孔碳化硅陶瓷材料共混，未经热可逆胶的包覆，粉磨残渣等组分与混凝土浆液接触，混凝土的力学强度检测结果降低，且出现泵管堵塞现象。
对比例5中使用制备例12制成的混凝土残渣回收复合料，制备例12中将混凝土残渣、固化剂、钻井废弃物、垃圾焚烧飞灰等组分直接混合制备混凝土残渣回收复合料，与实施例1相比，对比例5制备的混凝土抗压强度、抗折强度等降低，且泵送时出现堵塞现象。
对比例6与实施例1相比，使用等量混凝土废浆经干燥制得的固体废渣粉替代混凝土残渣回收复合料，表2内显示，对比例6制成的混凝土的机械强度下降，泵送性降低。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种混凝土残渣制成的泵送混凝土，其特征在于，包括以下重量份的原料：水泥280-400份、粉煤灰50-70份、矿粉80-100份、河砂585-680份、碎石1050-1110份、水140-155份、外加剂7-10.5份、复合纤维8-12份、混凝土残渣回收复合料50-80份；
所述混凝土残渣回收复合料的制备方法包括以下步骤：
将混凝土废浆静置，去除上层澄清液，将下层残渣烘干，获得混凝土残渣；
将混凝土残渣和固化剂混合均匀，室温固化1-2h，获得固化物；
将所述固化物粉磨30-60s，获得粉磨残渣；
将所述粉磨残渣和钻井废弃物混合均匀，获得共混物；
将热可逆胶热熔，喷涂在所述共混物上，边喷涂边搅拌，干燥，形成包覆物；
将垃圾焚烧飞灰、水玻璃和水混合均匀，陈化18-20h，成球，过筛后在60-80℃下干燥，升温至960-1000℃，煅烧4-6h，获得颗粒物；
将所述颗粒物、所述包覆物和多孔碳化硅陶瓷微球混合均匀，制得混凝土残渣回收复合料。
2.根据权利要求1所述的混凝土残渣制成的泵送混凝土，其特征在于：所述混凝土残渣回收复合料的原料重量份如下：5-10份混凝土残渣、1-1.5份固化剂、3-8份钻井废弃物、2-6份多孔碳化硅陶瓷微球、4-8份水玻璃、10-20份垃圾焚烧飞灰、10-20份热可逆胶和1.5-2份水。
3.根据权利要求1所述的混凝土残渣制成的泵送混凝土，其特征在于：所述每重量份钻井废弃物经以下预处理：
将钻井废弃物、0.1-0.3重量份轻烧氧化镁、0.2-0.5重量份咖啡灰、0.1-0.4重量份六水氯化镁和3-5重量份水混合，充分搅拌后，模压，在室温下养护成型后破碎。
4.根据权利要求3所述的混凝土残渣制成的泵送混凝土，其特征在于，所述咖啡灰由咖啡残渣在600-650℃下碳化2-3h制成。
5.根据权利要求1所述的混凝土残渣制成的泵送混凝土，其特征在于，所述热可逆胶包括以下重量份的原料：2-5份石蜡、0.2-0.6份月桂酸、0.5-1份卡拉胶、1-3份聚酯纤维、0.8-1.6份异丁基三乙氧基硅烷。
6.根据权利要求5所述的混凝土残渣制成的泵送混凝土，其特征在于，所述热可逆胶的制备方法包括以下步骤：
将聚酯纤维和异丁基三乙氧基硅烷混合均匀，加入石蜡、卡拉胶和月桂酸，升温至50-55℃，搅拌均匀，冷却至室温后粉碎。
7.根据权利要求1所述的混凝土残渣制成的泵送混凝土，其特征在于，所述固化剂包括质量比为6:3.5-4的生石灰和硫酸钙。
8.根据权利要求1所述的混凝土残渣制成的泵送混凝土，所述外加剂包括质量比为1:1-2.5的硫代硫酸钠和聚羧酸减水剂。
9.根据权利要求1所述的混凝土残渣制成的泵送混凝土，所述复合纤维包括质量比为1:1-2的聚丙烯纤维和芳纶纤维。
10.权利要求1-9任一项所述的混凝土残渣制成的泵送混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将混凝土残渣回收复合料、复合纤维、外加剂和水混合搅拌均匀，制得混合料；
将水泥、粉煤灰和矿粉加入到混合料中，搅拌后制得半混料；
将河砂和碎石加入到半混料中，拌和均匀泵送至模具，经养护后制得混凝土。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210798497.0A CN115196918A (zh) | 2022-07-08 | 2022-07-08 | 一种混凝土残渣制成的泵送混凝土及其制备方法 |
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