[发明专利]一种废弃粉煤灰蒸压砖胶凝材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种废弃粉煤灰蒸压砖胶凝材料及其制备方法，属于固体废弃物综合利用领域。该胶凝材料按照质量份计含有以下组分：废弃粉煤灰蒸压砖粉60~80份，粉煤灰5~20份，粒化高炉矿渣粉10~30份，石膏5~10份，硅酸钠5~8份，减水剂0.5~1.5份，缓凝剂0.1~0.5份。本发明可以大量处理因废弃破碎后无法被建材化利用的粉磨灰蒸压砖，具有应用范围广、成本低、能耗低、节约资源等特点，且制备方法简单，能耗低、凝结快、强度高，符合国家节能环保、发展低碳经济的要求。

技术领域

本发明属于固体废弃物资源化和建材化领域，涉及一种利用废弃粉煤灰蒸压砖制备胶凝材料及其方法。

背景技术

我国是世界上生产砌块材料最多的国家，近年来产量高峰时已达到700亿块，远远高于其他国家。同时，随着城镇化和新农村建设加快步伐，大量废弃和破损的砖、砌块组成的建筑垃圾使城市陷入浓浓的雾霾，严重威胁人民的生活环境。废弃粘土烧结砖可以作为再生集料、墙体材料和道路材料应用，且现有研究已经探索出多种可持续应用的途径。但是大量废弃粉煤灰蒸压砖在破损后因为颗粒强度较低、粉含量高，一般不能作为再生集料应用。同时，粉煤灰蒸压砖主要是通过粉煤灰（硅质材料）和石灰（钙质材料）等原料经过压制成型，在高压釜中高温高压蒸养而成，粉煤灰蒸压砖成品的合格率通常在95%左右。在成型、蒸养、运输过程中会出现大量不规则状的粉煤灰蒸压砖残次品，这些破损的粉煤灰蒸压砖经过收集、装车、运输、倾倒、填埋等进行堆放，长期占用土地，扬尘也对周围空气与水资源造成严重污染。近年来，虽然现有技术公开了一些废弃粉煤灰蒸压砌块的再生方法，例如CN103396084 B等，但是除了少数被回收再利用制作粉煤灰蒸压砖之外，大部分只能作为地基材料处理，无法实现其大宗量资源化和建材化的再生利用。因此建材化利用废弃粉煤灰蒸压砖具有重要的社会意义，不仅可以保护环境、减少土地占用，也可以降低企业成本，提高市场竞争力。

发明内容

本发明的目的是提供一种废弃粉煤灰蒸压砖制备胶凝材料及其制备方法，该胶凝材料能耗低、固废利用率高、强度高、耐久性好。

实现本发明目的的技术方案是：本发明所述的废弃粉煤灰蒸压砖胶凝材料，按质量份计，包括以下成分：废弃粉煤灰蒸压砖粉60~80份，粉煤灰5~20份，粒化高炉矿渣粉10~30份，石膏5~10份，硅酸钠5~8份，减水剂0.5~1.5份，缓凝剂0.1~0.5份。

进一步的，粉煤灰蒸压砖是由粉煤灰（硅质材料）和石灰（钙质材料）在高压釜中高温高压条件下合成，其主要化学组分是水化硅酸钙（C-S-H）及部分惰性SiO₂组分。

进一步的，所述的硅酸钠的模数n（NaO·nSiO₂）为1.4~2.2。

进一步的，所述的粉煤灰满足GB/T 1596-2017《用于水泥和混凝土的粉煤灰》Ⅲ级灰以上的活性指数要求。

进一步的，所述的粒化高炉矿渣粉满足GB/T 18046-2017《用于水泥、砂浆和混凝土的粒化高炉矿渣粉》中规定的S95级的活性指数和流动度比要求。

进一步的，所述的减水剂优选聚羧酸高效减水剂、萘系高效减水剂中的至少一种。

进一步的，所述的石膏满足GB/T 21371-2008《用于水泥中的工业副产石膏》要求，优选二水石膏。

进一步的，所述的缓凝剂优选葡萄糖酸钠、葡萄糖、葡萄糖酸钙中的至少一种。

上述废弃粉煤灰蒸压砖胶凝材料的制备方法，其步骤如下：

第一步，将块状的废弃粉煤灰蒸压砖在105℃干燥2~4 h，然后用颚式破碎机破碎成直径为2~3 cm的颗粒；

第二步，将废弃粉煤灰蒸压砖颗粒在300~650℃的高温炉内保温1~2 h，然后用超细粉磨机将其磨细至比表面积≥350 m²/kg；