CN115772013A - 一种含淤泥粉和固碳化电石渣的混凝土 - Google Patents
一种含淤泥粉和固碳化电石渣的混凝土 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种含淤泥粉和固碳化电石渣的混凝土，涉及混凝土技术领域。本发明是利用淤泥粉、固碳化电石渣、高岭土、细骨料、粗骨料和水为原料制成混凝土，其中固碳化电石渣是将水和电石渣混合后，置于碳化箱中进行碳化后制备而成。本发明实现了对二氧化碳、淤泥以及电石渣的资源化利用，同时本发明的混凝土还具有成本低的特点，利用本发明的混凝土制成的试件具有优异的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，特别是涉及一种含淤泥粉和固碳化电石渣的混凝土。
背景技术
随着社会经济的不断发展，以淤泥为代表的废弃污染物产量巨大，对水生态坏境造成了不容小视的负面影响。同时在生产乙炔气、PVC、PVA等产品的过程中会产出大量的废渣，即电石渣。由于电石渣产量巨大，运输成本高，不仅占用土地，还会造成二次污染。
将淤泥和电石渣加工成混凝土不仅可以实现淤泥和电石渣的资源化利用，同时也能降低混凝土的制备成本，但是现有研究中，淤泥以及电石渣直接加工成的混凝土，其性能无法与传统混凝土相比，无法满足施工需要。因此如何对淤泥以及电石渣进行处理，并加工成满足施工需要的混凝土是目前研究的热点。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种含淤泥粉和固碳化电石渣的混凝土，该混凝土能够满足施工需要，具有优异的力学性能。
本发明是采用以下技术手段实现的：
一种含淤泥粉和固碳化电石渣的混凝土，其特征在于，包括以下重量份的原料：
淤泥粉45~55份，
固碳化电石渣5~15份，
高岭土30~50份，
细骨料119份，
粗骨料231份，
水42份；
所述固碳化电石渣是将水和电石渣按质量比为0.12:1混合后，置于湿度为80%，二氧化碳浓度为20%的碳化箱中进行碳化4h；碳化后取出物料进行烘干，最后球磨后得到固碳化电石渣。
优选的，所述淤泥粉的制备方法如下：
第一步，将含水量为40~60%的淤泥进行烘干脱水，至恒重；
第二步，将脱水后的淤泥进行球磨形成淤泥灰；
第三步，在淤泥灰中加入浓度为3mol/L的氢氧化钠溶液，其中氢氧化钠固体与淤泥灰的质量比为1:3~4，密封升温至150~300℃下活化4h；
第四步，冷却至室温后，将活化后的淤泥灰进行烘干至恒重；
第五步，球磨得到淤泥粉。
更优选的，第一步和第四步的烘干温度为105℃。
更优选的，第二步和第五步的球磨时间为10min。
优选的，所述细骨料是细度模数为2.3~3.0的中砂。
优选的，所述粗骨料是粒径为5~30mm连续级配的碎石或河卵石。
与现有技术相比，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种含淤泥以及固碳化电石渣的混凝土，该混凝土实现了对二氧化碳、淤泥以及电石渣的资源化利用，同时混凝土还具有成本低的特点。利用本发明混凝土制成的试件具有优异的力学性能。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明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做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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明以下不同实施例采用相同的细骨料和粗骨料，其中细骨料为细度模数是2.8的中砂，粗骨料为平均粒径25mm的碎石。
实施例1
一种含淤泥以及固碳化电石渣的混凝土，其是利用以下重量份的原料构成：
淤泥粉45份，
固碳化电石渣5份，
高岭土50份，
细骨料119份，
粗骨料231份，
水42份；
其中淤泥粉的制备方法如下：
第一步，将含水量为50%的淤泥在温度为105℃进行烘干脱水，至恒重；
第二步，将脱水后的淤泥进行球磨30min形成淤泥灰；
第三步，在淤泥灰中加入浓度为3mol/L的氢氧化钠溶液，其中氢氧化钠固体与淤泥灰的质量比为1:3，密封升温至150℃下活化4h；
第四步，冷却至室温后，将活化后的淤泥灰在温度为105℃进行烘干至恒重；
第五步，球磨10min得到淤泥粉。
其中，固碳化电石渣是将水和电石渣按质量比为0.12:1混合后，置于湿度为80%，二氧化碳浓度为20%的碳化箱中进行碳化4h；碳化后取出物料进行烘干，最后球磨后制备而成。
按上述比例称取原料，混合均匀后制成混凝土，再将上述混凝土注入150mm立方体模具中，室温下养护24h，脱模后放入养护室，按照温度20±2℃，相对湿度大于95%，养护至28d，得到混凝土试件，经测试，该混凝土试件的抗压强度为55.6MPa。
实施例2
与实施例1相同，不同点在于实施例2所述混凝土是利用以下重量份的原料构成：
淤泥粉50份，
固碳化电石渣10份，
高岭土40份，
细骨料119份，
粗骨料231份，
水42份。
按上述比例称取原料，混合均匀后制成混凝土，再将上述混凝土注入150mm立方体模具中，室温下养护24h，脱模后放入养护室，按照温度20±2℃，相对湿度大于95%，养护至28d，得到混凝土试件，经测试，该混凝土试件的抗压强度为53.6MPa。
实施例3
与实施例1相同，不同点在于实施例2所述混凝土是利用以下重量份的原料构成：
淤泥粉55份，
固碳化电石渣15份，
高岭土30份，
细骨料119份，
粗骨料231份，
水42份。
按比例称取原料，混合均匀后制成混凝土，再将上述混凝土注入150mm立方体模具中，室温下养护24h，脱模后放入养护室，按照温度20±2℃，相对湿度大于95%，养护至28d，得到混凝土试件，经测试，该混凝土试件的抗压强度为52.1MPa。
实施例4
一种含淤泥以及固碳化电石渣的混凝土，其所采用的淤泥粉与实施例1不同，其余原料以及原料配比均与实施例1相同，其中实施例4中的淤泥粉是按照以下步骤制备而成：
第一步，将含水量为50%的淤泥在温度为105℃进行烘干脱水，至恒重；
第二步，将脱水后的淤泥进行球磨30min形成淤泥灰；
第三步，在淤泥灰中加入浓度为3mol/L的氢氧化钠溶液，其中氢氧化钠固体与淤泥灰的质量比为1:4，密封升温至150℃下活化4h；
第四步，冷却至室温后，将活化后的淤泥灰在温度为105℃进行烘干至恒重；
第五步，球磨10min得到淤泥粉。
按比例称取原料，混合均匀后制成混凝土，再将上述混凝土注入150mm立方体模具中，室温下养护24h，脱模后放入养护室，按照温度20±2℃，相对湿度大于95%，养护至28d，得到混凝土试件，经测试，该混凝土试件的抗压强度为60.3MPa。
实施例5
一种含淤泥以及固碳化电石渣的混凝土，其是采用实施例4中淤泥粉以及固碳化电石渣制备而成，其原料的重量份如下：
淤泥粉50份，
固碳化电石渣10份，
高岭土40份，
细骨料119份，
粗骨料231份，
水42份。
按比例称取原料，混合均匀后制成混凝土，再将上述混凝土注入150mm立方体模具中，室温下养护24h，脱模后放入养护室，按照温度20±2℃，相对湿度大于95%，养护至28d，得到混凝土试件，经测试，该混凝土试件的抗压强度为58.7MPa。
实施例6
一种含淤泥以及固碳化电石渣的混凝土，其是采用实施例4中淤泥粉以及固碳化电石渣制备而成，其原料的重量份如下：
淤泥粉55份，
固碳化电石渣15份，
高岭土30份，
细骨料119份，
粗骨料231份，
水42份。
按上述比例称取原料，混合均匀后制成混凝土，再将上述混凝土注入150mm立方体模具中，室温下养护24h，脱模后放入养护室，按照温度20±2℃，相对湿度大于95%，养护至28d，得到混凝土试件，经测试，该混凝土试件的抗压强度为58.3MPa。
实施例7
一种含淤泥以及固碳化电石渣的混凝土，其所采用的淤泥粉与实施例1不同，其余原料以及原料配比均与实施例1相同，其中实施例7中的淤泥粉是按照以下步骤制备而成：
第一步，将含水量为50%的淤泥在温度为105℃进行烘干脱水，至恒重；
第二步，将脱水后的淤泥进行球磨30min形成淤泥灰；
第三步，在淤泥灰中加入浓度为3mol/L的氢氧化钠溶液，其中氢氧化钠固体与淤泥灰的质量比为1:3，密封升温至250℃下活化4h；
第四步，冷却至室温后，将活化后的淤泥灰在温度为105℃进行烘干至恒重；
第五步，球磨10min得到淤泥粉。
按上述比例称取原料，混合均匀后制成混凝土，再将上述混凝土注入150mm立方体模具中，室温下养护24h，脱模后放入养护室，按照温度20±2℃，相对湿度大于95%，养护至28d，得到混凝土试件，经测试，该混凝土试件的抗压强度为58.7MPa。
实施例8
一种含淤泥以及固碳化电石渣的混凝土，其是采用实施例7中淤泥粉以及固碳化电石渣制备而成，其原料的重量份如下：
淤泥粉50份，
固碳化电石渣10份，
高岭土40份，
细骨料119份，
粗骨料231份，
水42份。
按上述比例称取原料，混合均匀后制成混凝土，再将上述混凝土注入150mm立方体模具中，室温下养护24h，脱模后放入养护室，按照温度20±2℃，相对湿度大于95%，养护至28d，得到混凝土试件，经测试，该混凝土试件的抗压强度为56.5MPa。
实施例9
一种含淤泥以及固碳化电石渣的混凝土，其是采用实施例7中淤泥粉以及固碳化电石渣制备而成，其原料的重量份如下：
淤泥粉55份，
固碳化电石渣15份，
高岭土30份，
细骨料119份，
粗骨料231份，
水42份。
按上述比例称取原料，混合均匀后制成混凝土，再将上述混凝土注入150mm立方体模具中，室温下养护24h，脱模后放入养护室，按照温度20±2℃，相对湿度大于95%，养护至28d，得到混凝土试件，经测试，该混凝土试件的抗压强度为54.6MPa。
实施例10
一种含淤泥以及固碳化电石渣的混凝土，其所采用的淤泥粉与实施例1不同，其余原料以及原料配比均与实施例1相同，其中实施例10中的淤泥粉是按照以下步骤制备而成：
第一步，将含水量为50%的淤泥在温度为105℃进行烘干脱水，至恒重；
第二步，将脱水后的淤泥进行球磨30min形成淤泥灰；
第三步，在淤泥灰中加入浓度为3mol/L的氢氧化钠溶液，其中氢氧化钠固体与淤泥灰的质量比为1:4，密封升温至250℃下活化4h；
第四步，冷却至室温后，将活化后的淤泥灰在温度为105℃进行烘干至恒重；
第五步，球磨10min得到淤泥粉。
按上述比例称取原料，混合均匀后制成混凝土，再将上述混凝土注入150mm立方体模具中，室温下养护24h，脱模后放入养护室，按照温度20±2℃，相对湿度大于95%，养护至28d，得到混凝土试件，经测试，该混凝土试件的抗压强度为64.8MPa。
实施例11
一种含淤泥以及固碳化电石渣的混凝土，其是采用实施例10中淤泥粉以及固碳化电石渣制备而成，其原料的重量份如下：
淤泥粉50份，
固碳化电石渣10份，
高岭土40份，
细骨料119份，
粗骨料231份，
水42份。
按上述比例称取原料，混合均匀后制成混凝土，再将上述混凝土注入150mm立方体模具中，室温下养护24h，脱模后放入养护室，按照温度20±2℃，相对湿度大于95%，养护至28d，得到混凝土试件，经测试，该混凝土试件的抗压强度为63.4MPa。
实施例12
一种含淤泥以及固碳化电石渣的混凝土，其是采用实施例10中淤泥粉以及固碳化电石渣制备而成，其原料的重量份如下：
淤泥粉55份，
固碳化电石渣15份，
高岭土30份，
细骨料119份，
粗骨料231份，
水42份。
本发明上述实施例中采用的淤泥为疏浚淤泥，其主要矿物成分为：石英、长石、白云母、方解石，并含有大量有机质。
按上述比例称取原料，混合均匀后制成混凝土，再将上述混凝土注入150mm立方体模具中，室温下养护24h，脱模后放入养护室，按照温度20±2℃，相对湿度大于95%，养护至28d，得到混凝土试件，经测试，该混凝土试件的抗压强度为60.3MPa。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种含淤泥粉和固碳化电石渣的混凝土，其特征在于，包括以下重量份的原料：
淤泥粉45~55份，
固碳化电石渣5~15份，
高岭土30~50份，
细骨料119份，
粗骨料231份，
水42份；
所述固碳化电石渣是将水和电石渣按质量比为0.12:1混合后，平铺于湿度为80%，二氧化碳浓度为20%的碳化箱中并进行碳化4h；碳化后取出物料进行烘干，最后球磨后得到固碳化电石渣。
2.根据权利要求1所述含淤泥粉和固碳化电石渣的混凝土，其特征在于，所述淤泥粉的制备方法如下：
第一步，将含水量为40~60%的淤泥进行烘干脱水，至恒重；
第二步，将脱水后的淤泥进行球磨形成淤泥灰；
第三步，在淤泥灰中加入浓度为3mol/L的氢氧化钠溶液，其中氢氧化钠固体与淤泥灰的质量比为1:3~4，密封升温至150~300℃下活化4h；
第四步，冷却至室温后，将活化后的淤泥灰进行烘干至恒重；
第五步，球磨得到淤泥粉。
3.根据权利要求2所述含淤泥粉和固碳化电石渣的混凝土，其特征在于，第一步和第四步的烘干温度为105℃。
4.根据权利要求2所述含淤泥粉和固碳化电石渣的混凝土，其特征在于，第二步和第五步的球磨时间为10min。
5.根据权利要求1所述含淤泥粉和固碳化电石渣的混凝土，其特征在于，所述细骨料是细度模数为2.3~3.0的中砂。
6.根据权利要求1所述含淤泥粉和固碳化电石渣的混凝土，其特征在于，所述粗骨料是粒径为5~30mm连续级配的碎石或河卵石。
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