[发明专利]使用固体废弃物人工细骨料制备高性能建筑砂浆的方法

说明书

本发明涉及一种使用固体废弃物人工细骨料制备高性能建筑砂浆的方法。废弃玻璃进行分拣、清洗、晾干、粉碎处理得废弃玻璃细骨料。废弃牡蛎壳清洗、粉碎、研磨、热处理制得粉碎牡蛎壳粉，对牡蛎壳粉进行表面强化处理得强化牡蛎壳粉细骨料。将两种人工细骨料按比例混合作为天然河砂细骨料取代物。建筑砂浆混合物中加入偏高岭土矿物掺和料，制备出完全使用人工细骨料的高性能建筑砂浆。使用人工细骨料减少了天然河砂资源消耗，避免大量开采河砂和传统固体废弃物处理方法对环境产生的负面影响。使用固体废弃物人工细骨料制备高性能建筑砂浆具有比天然河砂高性能建筑砂浆更好的流动性能、力学性能、耐久性能，能产生良好技术、经济、社会、环保效益。

技术领域

本发明涉及固体废弃物循环再生和新型建筑材料制备领域，具体涉及一种使用固体废弃物人工细骨料制备高性能建筑砂浆的方法。

背景技术

进入本世纪以来，随着我国国民经济的快速发展，道路、桥梁、机场、港口码头、海底隧道、跨海大桥等大型基础设施的建设速度不断加快，高性能建筑砂浆作为最广泛使用的土木工程材料，其使用量日益增加。一般来说，高性能建筑砂浆主要是由水泥、矿物掺和料、粗骨料、细骨料、外加剂等组分构成，细骨料在建筑砂浆中主要起填充和骨架作用，一立方米建筑砂浆中细骨料质量占建筑砂浆总质量的50-60％左右，细骨料是构成高性能建筑砂浆的重要部分。据2007年英国地质调查局的统计数据显示，1997-2005年，欧洲各国用于建筑砂浆的细骨料总需要量为13.3-15.6亿吨。2006年细骨料的需求量剧烈增加到30亿吨。2007-2017年，建筑砂浆中的细骨料使用量以每10-12.6％速度增加。作为世界第一建筑材料消费国的中国，2008年全国建筑砂浆中细骨料消费量约为56亿吨，2010年更是达到74亿吨，2011-2012年我国建筑砂浆用细骨料总量已达到84.5-86.8亿吨，2015年更是创纪录的达到100亿吨的规模。一般来说，天然细骨料主要来源为开采矿山产生的石粉和清理河道所产生的河砂。天然细骨料大量使用消耗了天然砂石细骨料资源，致使很多地区优质天然河砂细骨料资源枯竭，细骨料的价格持续上涨。天然细骨料需求量的持续增加也加剧了天然细骨料的开采，这导致了天然绿色植被大量破坏、水土的流失现象严重，更使人担心的是导致山体滑坡，给我国的生态环境造成巨大负担。

近几十年来，世界各国已经开始着手研究解决这个问题的方法。使用固体废弃物制备人工细骨料代替天然细骨料，是解决天然细骨料短缺的很好方法。目前国内外普遍使用的固体废弃物人工细骨料主要包括：粉碎轮胎、废弃玻璃、粉碎贝壳、粉碎椰子壳、粉碎油棕壳等。使用固体废弃物作为人工细骨料，一方面，扩大了细骨料的来源，减少了天然河砂细骨料的使用量和依赖。另一方面，消耗了大量的固体废弃物，减少了固体废弃物堆积而对周围环境造成的负面影响。但是在人工细骨料的实际使用过程中，还存在下面几个问题：(1)人工细骨料与天然细骨料相比有不同的物理与化学性能，制备高性能建筑砂浆时人工细骨料只能部分代替天然细骨料，而不能完全取代天然细骨料；(2)单一种类人工细骨料代替天然细骨料使用在高性能建筑砂浆中，会对材料的相关性能带来负面的影响，如使用废弃玻璃细骨料制备高性能建筑砂浆易发生碱硅酸反应使砂浆膨胀开裂和材料体积稳定性变差，从而导致建筑砂浆的长期性能劣化；单一种类的农业固体废弃物(贝壳、椰子壳、油棕壳)人工细骨料掺加到高性能建筑砂浆中会降低砂浆的力学性能、增加砂浆材料的渗透性能。以上这些不足制约了单一种类固体废弃物人工细骨料在高性能建筑砂浆材料中广泛应用。

发明内容

针对人工细骨料不能完全取代天然细骨料制备高性能建筑砂浆、掺加单一品种人工细骨料的高性能建筑砂浆性能有所降低等难题，本发明公开了一种完全使用固体废弃物复合人工细骨料制备高性能建筑砂浆的方法，此种高性能建筑砂浆以水泥、偏高岭土作为胶凝材料，粉碎玻璃和表面强化的贝壳粉复合人工细骨料取代河砂作为细骨料来制备高性能建筑砂浆。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种使用固体废弃物人工细骨料制备高性能建筑砂浆的方法，包括以下步骤：