[发明专利]利用工业废渣的低收缩混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种利用工业废渣的低收缩混凝土，其特征在于组成为水泥200～400kg/m³，锂渣粉50～100kg/m³，固硫灰渣50～100kg/m³，纳米氧化镁1～2kg/m³，十二烷基硫酸钠0.2～0.5kg/m³，石灰石粉20～50kg/m³，可再分散乳胶粉3～5kg/m³，碎石950～1050kg/m³，机制砂800～950kg/m³，减水剂5～10kg/m³，水155～170kg/m³；本发明利用锂渣粉和固硫灰渣本身的特点克服了二者单独直接应用在混凝土所带来的技术问题，所得产品工作性好，保水能力强，混凝土收缩小，具有较强的抗裂能力，同时无需高温煅烧膨胀剂工艺，可大量推广应用。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种混凝土及其制备方法。

背景技术

我国拥有丰富的锂辉石精矿，主要采用浓硫酸—碳酸钙发来提炼碳酸锂，而锂渣是硫酸法制备碳酸锂工艺的副产物、锂辉石经过1200℃高温煅烧后加入浓硫酸焙烧，经充分反应，酸化后的酸化料，再加入清水洗水，并用单飞粉(CaCO₃)中和残酸，得到料浆。料浆搅拌浸出的得到浸出液进行下一步处理，剩下的便是浸出渣锂渣。，在使用锂辉石生产锂盐的工艺中，每生产一吨锂盐时大约排出8-10吨锂渣，按照这种排放比率，每年我国产生的锂渣量是非常庞大的。不仅堆放要占地方，且保管不善，含碱、酸的渣水流失，危害害农田，污染环境。

由于锂渣粉具有多孔结构，使其具有较大的内比表面积且对水和外加剂具有较大的吸附性，在混凝土中应用时，会造成混凝土需水量增加或者用水量不变时，工作性大幅降低。锂渣粉中的高含量的SO₃可以参与水泥水化反应，在前期会生成微膨胀产物，但锂渣本身具有多孔结构使其吸水率较高，当混凝土在干燥条件下表面水分不断散失时，其内部的自由水和毛细孔水会补充，从而加快混凝土的自收缩，使得混凝土后期开裂风险增大，不利于锂渣粉在混凝土中的进一步利用。

同时，近年来，随着我国燃煤电厂的快速发展，伴随产生的灰、渣等固体废弃物排放量也逐年增加。我国每年固硫灰渣的排放量至少8000万t，随着CFB清洁燃煤技术的发展，固硫灰渣的年排放量不断增长，与煤粉锅炉产生的粉煤灰、渣的应用上存在截然不同的情况，固硫灰、渣的资源化应用非常困难，资源化利用程度低，传统的灰场碾压堆放，不仅浪费了大量的土地，而且运输、灰场维护费用等也增加了企业的负担，同时也带来了较为严重的环境问题。

由于固硫灰渣中的含有较多的SO₃，且多以Ⅱ-CaSO₄形式存在，当Ⅱ-CaSO₄溶解度达到二水石膏的饱和溶解度会结晶析出二水石膏，产生膨胀，即具有一定的自膨胀性能；同时，固硫灰渣中的Ⅱ-CaSO₄与活性Al₂O₃和游离CaO会反应生成钙矾石造成体积膨胀。因此，将固硫灰渣单独用于混凝土中时，由于Ⅱ-CaSO₄水化速率很慢，钙矾石的生成和二水石膏的析出要在胶凝材料水化反应到一定程度时才能进行，此时胶凝材料已经具有一定强度，所引起的体积膨胀将会导致混凝土制品后期开裂。此外，掺固硫灰渣会导致混凝土需水量大幅增加，造成混凝土工作性不良，坍落度损失较大，外加剂相容性问题突出，混凝土硬化后，水分的蒸发会使混凝土体积缩小，也会使得混凝土表面出现开裂现象，其资源化利用受到限制。

发明内容

本发明目的在于提供一种同时利用锂渣粉和固硫灰渣的低收缩混凝土及其制备方法，利用锂渣粉和固硫灰渣本身的特点克服了二者单独直接应用在混凝土所带来的技术问题，所得产品工作性好，保水能力强，混凝土收缩小，具有较强的抗裂能力，同时无需高温煅烧膨胀剂工艺，可大量推广应用；本发明目的之二在于为锂渣粉和固硫灰渣提供资源化利用途径。

为达到上述目的，采用技术方案如下：