[发明专利]一种油页岩灰渣抗冻砌体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种油页岩灰渣抗冻砌体及其制备方法，属于建筑材料技术领域，原料包括油页岩灰渣、相变材料、水、粉煤灰、石英砂、减水剂、碱激发剂、纳米及水泥；其中相变材料的制备方法为：将一定量的癸酸、十四烷、硬脂酸丁酯和聚乙二醇混合，并将所得混合物溶于乙醇中，加热即可；油页岩抗冻砌体的制作方法包括以下步骤：将油页岩灰渣与相变材料混合，静置，之后与纳米SiO₂混合，然后再与粉煤灰、碱激发剂、部分水混合，最后加入水泥、石英砂、减水剂及剩余的水，混合并成型即可；本发明制备的油页岩灰渣抗冻砌体具有良好的常温抗压性能，且其抗冻性能优异，冻融循环150次后，质量损失率和抗压强度损失率较低。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种油页岩灰渣抗冻砌体及其制备方法。

背景技术

在一些地区，由于冬季比较寒冷，水泥基复合材料做成的砌体在这种环境下会发生类似冻融循环破坏的问题，影响到其安全及寿命，目前需要耗费大量的人力物力对其进行维护，但是维护不仅存在较大困难，维护之后的效果也不尽人意，常常在维护后不久又出现开裂、脱落等现象，因此，为了提高水泥基复合材料砌体的耐久性，需要对其抗冻性能进行提升。

油页岩是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩，它和煤的主要区别是灰分超过40％，与碳质页岩的主要区别是含油率大于3.5％。近年来，油页岩资源的开发利用不断扩大，随之产生的油页岩灰渣的量也不断增加。目前，大多数油页岩灰渣的处理方式都是直接丢弃堆置，不仅会对周围的水源及生物造成污染和危害，还会间接危害人的健康；而且，油页岩灰渣的堆置还占用了大量的土地资源，造成土地资源的浪费，其含有的重金属元素还会造成严重的土壤污染。随着对环境保护的要求不断提高，加强油页岩灰渣的综合利用无疑对于经济的发展和环境的保护均具有重要意义。从其它工业固体废弃物资源化利用经验来看，将油页岩灰渣用于制备建筑材料仍是有效利用这一固体废弃物的最佳途径，特别是制备水泥基建筑材料，目前已有将其用于制备水泥基建筑材料的相关研究，但是采用油页岩灰渣制备抗冻砌体的研究鲜有报道。

发明内容

为解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种油页岩灰渣抗冻砌体及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供了一种油页岩灰渣抗冻砌体，原料按重量份计包括：油页岩灰渣80～90份、相变材料20～30份、水300～350份、粉煤灰220～250份、石英砂280～320份、减水剂5～8份、碱激发剂10～20份、纳米SiO₂ 30～40份及水泥530～580份；

所述相变材料的制备方法为：将质量比为2∶6∶1∶(3～5)的癸酸、十四烷、硬脂酸丁酯和聚乙二醇混合，并将所得混合物按照质量比为1∶(15～20)溶于乙醇中，加热即可。

进一步地，所述水泥为P.O.42.5水泥。

进一步地，所述减水剂的减水率≥20.0％。

进一步地，所述碱激发剂由硅酸钠及氢氧化钠按照质量比为1∶(2～3)组成。

进一步地，所述聚乙二醇为聚乙二醇800。

进一步地，所述乙醇的浓度为20～30wt％，所述加热温度为40～50℃，时间为2～3h。

进一步地，所述石英砂和油页岩灰渣的粒径范围为85～100μm；所述纳米SiO₂的粒径范围为20～40nm。

本发明还提供了一种上述油页岩抗冻砌体的制备方法，包括以下步骤：

(1)将油页岩灰渣与相变材料混合，静置，得到物料A；

(2)将步骤(1)所得物料A与纳米SiO₂混合、搅拌得到物料B；