[发明专利]一种利用大宗煤矿工业固废制备活性粉末混凝土的方法

说明书

本发明公开了一种利用大宗煤矿工业固废制备活性粉末混凝土的方法，其特点是利用煤矸石、煤间接液化灰渣代替硅灰、粉煤灰和部分水泥，在大宗煤矿工业固废再利用的基础上制备活性粉末混凝土，实现固废规模化消纳与高值化利用兼备的效果，达到了降低造价，减少砂石，节能减排的目的。本发明所制得的混凝土制备工艺简单，成本低，材料来源广泛，大宗固废消纳，抗压强度最高可达120MPa，抗折强度最高可达30MPa，在土木工程建材及装饰材料领域具有广泛用途。

技术领域

本发明属于土木工程建材及装饰材料领域，具体涉及一种利用大宗煤矿工业固废制备活性粉末混凝土的方法。

背景技术

对石油严重匮乏，煤炭液化技术可以从根本上解决原油紧张的问题。因此，走煤炭液化合成油的道路是我国能源战略的一个重要趋势。而随着煤化工行业的快速发展，煤间接液化灰渣的产生亦逐渐增多，其处理处置问题已是当前煤间接液化行业的热点问题。当前，对于固废处理存在就地转化困难，利用效率低、运输不便等问题。大宗煤矿固体废弃物的绿色、高效、高值资源化再利用工艺是当今的重点研究问题。

我国能源结构以煤炭为主，煤炭约占能源消费构成的75％。煤炭在为国民经济发展作出巨大贡献的同时，也给矿区带来严重的生态环境和社会问题。大规模的矿山开采导致矿山废弃物数量的激增，具《中国矿产资源节约与综合利用报告(2019)》显示我国尾矿和废石累积对存量目前已接近600亿吨，其中废石堆放438亿吨，75％为煤矸石和矿山开采产生的废石。在庞大产量中，利用量却十分有限，具环保部数据显示我国固体废弃物综合利用率仅为62.2％。

因此需要一种大宗煤矿工业固废进行有效利用的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种利用大宗煤矿工业固废制备活性粉末混凝土的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种利用大宗煤矿工业固废制备活性粉末混凝土的方法，其特征在于，由以下质量份数的组分制成：工业固废处理料750-1750份、气化细渣75-1382份、脱硫石膏8-53份、水泥75-1382份、纤维10～40份、添加剂6.6～26.4份、水135～525份。

所述工业固废处理料为经过破碎，研磨，过筛处理后的煤矸石、气化粗渣、锅炉渣以及除尘灰，煤矸石为粒径0.25mm～5mm的粗煤矸石或粒径0.075mm～0.25mm的细煤矸石；气化粗渣为粒径为0.25-4.75mm；所述锅炉渣为粒径为0.25-5mm；所述除尘灰为粒径为0.75-0.2mm；依据活性粉末混凝土用途进行优选。

所述气化细渣的粒径为0.075mm～0.25mm。本发明所采用的气化渣中，二氧化硅、氧化铝、氧化铁的含量比较丰富，三者质量之和可达煤间接液化灰渣质量的70％以上，二氧化硅、氧化铝具有一定火山灰活性，使气化细渣可一定程度上替代粉煤灰与硅灰。

所述的纤维为直径为0.15-0.25，长度为10-18mm，抗拉强度大于2850MPa的钢纤维；或为直径为0.18-0.20mm，长度18-25的聚丙烯纤维；或为直径为0.18-0.20μm，长度8-10mm的抗裂纤维；依据活性粉末混凝土用途进行优选。

所述脱硫石膏为二水硫酸钙，含量大于93％的脱硫石膏粉末。

所述的水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥或较高标号水泥。

所述添加剂的主要成分为聚乙烯醇单甲醚、甲基丙烯酸先酯化、甲基丙烯酸、葡萄糖酸钠、糊精、引气剂、消泡剂、硝酸钠、无机盐、醇胺类增强剂和分散剂。能避免纤维在粉体材料凝结成团，加水后形成具有一定粘度和流动度的混合浆料，同时能够减少了建筑材料组分中水的份数，从而提高了建筑材料的密实度，减少了内部孔隙分布，进而提高了建筑材料的强度。

本发明制备包括以下步骤：

(1)对煤矿工业废渣进行破碎、研磨、筛分处理，处理料备用；