[发明专利]一种油页岩渣混凝土及其制备方法

说明书

本发明提供了一种油页岩渣混凝土及其制备方法，属于土木工程材料领域。本发明油页岩渣混凝土由水泥、硅粉、油页岩渣、碎石、河砂、减水剂、净用水、预湿用水按质量比350～600：10～30：0～900：0～1200：650～750：10～30：130～200：0～160组成，其中，油页岩渣为粗骨料，其密度较普通混凝土小且造价低，同时，油页岩渣疏松多孔的结构特性使其具有保温隔热的性能。本发明对油页岩渣进行固体废弃物建材资源化利用，是一种将建材工业的发展同节约能源和资源、保护生态环境、治理污染有机结合起来的有效措施。

技术领域

本发明属于土木工程材料领域，具体涉及一种油页岩渣混凝土及其制备方法。

背景技术

由于油页岩含油率低，而采用干馏和燃烧的形式利用油页岩，留下了大量油页岩渣，不仅占用了宝贵的土地资源、影响美丽乡村的建设，甚至对水源和土地造成严重污染，使土壤毒化、农作物受损等一系列环境问题，严重威胁着居民的健康安全。长期以来，环境化工领域、建筑材料的专家学者对油页岩渣的回收利用进行了研究，他们多从油页岩渣中提取化学元素、将其磨细(粗磨和细磨)作掺合料使用等，但仍未有效解决油页岩渣所带来的环境与安全问题。

油页岩渣疏松多孔的结构，使其具有保温、隔热、吸声、隔音、轻质等特性，且还含有活性成分。众所周知混凝土是目前土木工程中用量最大的建筑材料，每年需要消耗巨量骨料。混凝土是木材、钢、水泥、铝等常规建筑材料中生产能耗最低的建材，是消耗油页岩渣的有效处置方式(A Alcorn.Embodied energy and CO2 coefficients for NZ buildingmaterials,Centre for Building Performance Research Report[R].VictoriaUniversity of Wellington,New Zealand,2003.)。而Raado L M和Hain T等(RAADO L M,HAIN T,KUUSIK E R,et al.Composition and Properties of Oil Shale Ash Concrete[J].Oil Shale,2014,31(2):147-160.)将油页岩渣磨细后，以胶凝材料的形式制备了混凝土，但此类混凝土28d抗压强度普遍小于5MPa，难以实现其在工程中的应用。基于此，本发明将油页岩渣作为骨料制备成油页岩渣混凝土，用作低层结构、墙体材料、垫层等，实现油页岩渣的建筑资源化利用，其研发与应用对节约资源、保护环境、治理污染和降低建筑成本具有重大意义。

油页岩渣吸水率高，实测干馏所得的油页岩渣吸水率为22.5％，若按制备混凝土的常规方法，制备的油页岩渣混凝土工作性能不佳，难以满足工程应用要求。本发明提出以油页岩渣饱和面干需水量为基准计算预湿用水量，加入减水剂，并提出将骨料拌和后用预湿用水进行润湿处理，制备出工作性能优的油页岩渣混凝土。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种油页岩渣混凝土及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种油页岩渣混凝土，包括以下质量份的制备原料：

其中，所述油页岩渣混凝土的粗骨料由碎石、油页岩渣中的至少一种组成，即当所述油页岩渣混凝土的制备原料包括碎石而不包括油页岩渣时，油页岩渣构成粗骨料；当述油页岩渣混凝土的制备原料包括油页岩渣而不包括碎石时，碎石构成粗骨料；当油页岩渣混凝土的制备原料包括油页岩渣和碎石时，油页岩渣和碎石构成粗骨料。所述净用水不包含粗骨料吸收的水，所述预湿用水为油页岩渣由气干状态到某一预湿程度所吸收的水。所述油页岩渣混凝土的坍落度为30～235mm，抗压强度为11.3～47.8MPa，密度小于2395kg/m³。另外，将油页岩渣作为粗骨料，相比将其作为细骨料，在制备混凝土时其消耗量更大，便于其资源化利用，且得到制得的混凝土密度更小，抗压强度更大。