專(zhuān)利名稱(chēng)：用于土體固化的建筑垃圾微粉固結(jié)劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于土體固化的建筑垃圾微粉固結(jié)齊U。
背景技術(shù)：
在城市化進(jìn)程中，建筑垃圾是城市發(fā)展的負(fù)擔(dān)，世界上許多城市均有過(guò)建筑垃圾圍城局面。建筑垃圾是城市固體廢棄物，而如今，其被認(rèn)為是最具開(kāi)發(fā)潛力的，永不枯竭的“城市礦藏”資源。建筑垃圾的再生資源化，主要的技術(shù)途徑是利用建筑垃圾中的廢棄混凝土制備再生骨料混凝土，但是在建筑垃圾處置過(guò)程中，80%左右的屬于磚瓦結(jié)構(gòu)廢棄物，目前國(guó)內(nèi)外研究比較深入的是占建筑垃圾20%的廢棄混凝土的資源化處置方案，且已有將其制備的再生粗骨料用于配制再生混凝土、再生骨料地方性標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，而占建筑垃圾80%左右的磚瓦廢棄物還沒(méi)有好的出路。為實(shí)現(xiàn)建筑垃圾的完全再生利用，必須對(duì)占建筑垃圾80%左右的屬于磚瓦結(jié)構(gòu)廢棄物進(jìn)行系統(tǒng)的研究和利用。建筑垃圾經(jīng)分揀除去有機(jī)物等球磨成建筑垃圾微粉，建筑垃圾微粉顆粒中廢棄混凝土含有大量的硬化水泥漿體、磚瓦(經(jīng)過(guò)燒結(jié))，由水泥化學(xué)的知識(shí)可知，這部分水泥衆(zhòng)體由并未水化水泥顆粒、水泥水化產(chǎn)物組成，其遇水存在再次水化可能，磚瓦經(jīng)球磨后而成的微粉具有一定潛在水化活性和微集料效應(yīng)，因此可考慮將建筑垃圾再生微粉用于土壤固結(jié)劑的生產(chǎn)，而其再次水化活性的大小則與廢棄混凝土的水化成熟度有著必然的聯(lián)系；此外再次水化的產(chǎn)物中必然存在Ca (OH)2，可作為堿性激發(fā)劑對(duì)磚瓦微粉等活性摻合料的活性激發(fā)起到積極作用，而利用水洗工藝對(duì)鋼鐵渣加工后產(chǎn)生的廢棄物——水洗漿其呈堿性可以進(jìn)一步對(duì)磚瓦微粉等活性摻合料的活性進(jìn)行激發(fā)。這種處置方式不但能達(dá)到建筑垃圾 無(wú)害化、減量化，同時(shí)亦實(shí)現(xiàn)了建筑垃圾全再生資源化利用，將為我國(guó)建筑垃圾的處理技術(shù)中開(kāi)辟一個(gè)新的領(lǐng)域，而如何完全再生利用建筑垃圾制備一種固化劑，成為目前亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種能實(shí)現(xiàn)建筑垃圾的完全再生利用，并充分激發(fā)磚瓦微粉等礦物摻合料的活性和水洗漿的堿性激發(fā)作用，實(shí)現(xiàn)建筑垃圾無(wú)害化、減量化，同時(shí)亦實(shí)現(xiàn)了建筑垃圾全再生資源化利用的用于土體固化的建筑垃圾微粉固結(jié)劑。為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種用于土體固化的建筑垃圾微粉固結(jié)劑，該固結(jié)劑由以下重量百分比的各組分制備:建筑垃圾微粉3(Γ70% ;脫硫石膏10 30% ;水洗漿5 30% ;外加劑I 5%，以上各組分的重量百分比之和為100%。本發(fā)明上述的建筑垃圾微粉固結(jié)劑其原料組成中優(yōu)選脫硫石膏摻入量為10%以上，外加劑摻入量為5%以下。本發(fā)明上述的建筑垃圾(除金屬、有機(jī)物外的由廢棄混凝土及磚瓦等構(gòu)成的建筑垃圾，為公知的經(jīng)建設(shè)、施工單位或個(gè)人對(duì)各類(lèi)建筑物、構(gòu)筑物、管網(wǎng)等進(jìn)行建設(shè)、鋪設(shè)或拆除、修繕過(guò)程中所產(chǎn)生的渣土、棄土、棄料、余泥及其他廢棄物，然后除去其中的金屬和有機(jī)物之后的建筑垃圾)微粉為經(jīng)粉磨后細(xì)度大于400m2/kg (比表面積)的建筑垃圾微粉。本發(fā)明建筑垃圾微粉固結(jié)劑中所述的脫硫石膏是發(fā)電廠(chǎng)煙氣脫硫的濕排石膏。本發(fā)明的建筑垃圾微粉固結(jié)劑采用脫硫石膏作為激發(fā)劑發(fā)揮建筑垃圾微粉的礦物摻合料活性。本發(fā)明上述的建筑垃圾為除金屬及有機(jī)物外未經(jīng)分揀的建筑垃圾(除金屬與有機(jī)物外由廢棄混凝土及磚瓦組成的建筑垃圾)，本發(fā)明的建筑垃圾微粉固結(jié)劑采用水洗漿作為激發(fā)劑發(fā)揮建筑垃圾微粉的礦物慘合料活性。本發(fā)明的建筑垃圾微粉固結(jié)劑，采用外加劑作為激發(fā)劑發(fā)揮建筑垃圾微粉的礦物摻合料活性，實(shí)現(xiàn)脫硫石膏與外加劑和水洗漿對(duì)建筑垃圾微粉的雙重激發(fā)。本發(fā)明建筑垃圾微粉固結(jié)劑中所述的外加劑為硅酸鈉、硫酸鈉、高嶺土、硫酸鋁、硅酸鈣、石灰、三乙醇胺中的一種或幾種。本發(fā)明建筑垃圾微粉固結(jié)劑中所述的水洗漿為鋼鐵企業(yè)水洗石灰石等煉鋼原材料的廢棄物。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:1.本發(fā)明建筑垃圾加工成的建筑垃圾再生微粉中含有大量的硬化水泥漿體(硬化的水泥漿體中含有大量的Ca(OH)2)和未水化的水泥漿體，這些未水化的漿體具有一定的水化活性，將其磨細(xì)成粉后，其仍可進(jìn)行二次水化，形成凝膠和氫氧化鈣等水化產(chǎn)物；力口上原有的水化產(chǎn)物中含的有大量Ca(OH)25M外其中大量磚瓦廢棄物微粉，這些微粉具有一定水化活性和微集料作用；本發(fā)明將建筑垃圾再生微粉與脫硫石膏、水洗漿及外加劑的復(fù)合使用配制新型土壤固化劑——建筑垃圾微粉固結(jié)劑，其硬化水泥漿中的Ca(OH)2和二次水化形成的氫氧化鈣對(duì)磚瓦廢棄物微粉具有堿激發(fā)的作用，進(jìn)一步了促進(jìn)磚瓦廢棄物微粉參與水化反應(yīng)；同時(shí)其磚瓦廢棄物微粉的一定水化活性和微集料作用對(duì)膠凝材料強(qiáng)度的增長(zhǎng)也具有促進(jìn)作用，此外水洗漿的堿性對(duì)磚瓦廢棄物微粉進(jìn)一步激發(fā)。使得本發(fā)明上述的建筑垃圾微粉固結(jié)劑具體如下性能:達(dá)到的凝結(jié)時(shí)間為初凝不小于45min，終凝不大于600min ;安定性合格；抗壓強(qiáng)度F3d彡IOMPa, F28d彡32.5Mpa ;抗折強(qiáng)度F3d彡3.0MPa,F28d彡5.5Mpa ;比表面積不小于380m2/kg ；28天干縮率不得大于0.1%。2.本發(fā)明充分利用了建筑垃圾微粉和水洗漿，與傳統(tǒng)復(fù)合水泥相比，在性能相同情況下，充分利用的廢棄材料其無(wú)疑更具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。3.本發(fā)明所述的建筑垃圾微粉土壤固結(jié)劑進(jìn)行的土體固結(jié)及地基加固技術(shù)指標(biāo)滿(mǎn)足土路基設(shè)計(jì)要求，穩(wěn)定性和耐久性好。4.本發(fā)明的固化劑由于不需要經(jīng)過(guò)煅燒處理，無(wú)廢氣排放，因而具有很好的環(huán)境協(xié)調(diào)性。5.本發(fā)明的建筑垃圾土壤固結(jié)劑，充分發(fā)揮建筑垃圾微粉中廢棄混凝土微粉和脫硫石膏對(duì)磚瓦微粉堿激發(fā)和硫酸鹽激發(fā)雙重激發(fā)作用，提高其潛在水硬活性和水化反應(yīng)的能力。

6.本發(fā)明的建筑垃圾土壤固結(jié)劑，充分發(fā)揮水洗漿對(duì)磚瓦微粉堿激發(fā)激發(fā)作用，進(jìn)一步提高其潛在水硬活性和水化反應(yīng)的能力。7.本發(fā)明的脫硫石膏采用發(fā)電廠(chǎng)濕排石膏，該脫硫石膏提供的硫酸根離子不僅能與礦渣和廢棄磚瓦中分解出的鋁酸根陰離子團(tuán)作用，而且形成的水化硫鋁酸鹽可以促進(jìn)礦渣的解聚水化，并可以與土壤發(fā)生反應(yīng)。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明，但本發(fā)明不僅僅局限于以下實(shí)施例。本發(fā)明筑垃圾微粉固結(jié)劑制備方法為:按照配方比例將各組分混合均勻，然后經(jīng)行業(yè)常規(guī)球磨技術(shù)球磨至混合料比表面積為400m2/kg即可。實(shí)施例1建筑垃圾微粉固結(jié)劑，其配方比例為:建筑垃圾微粉70% ;脫硫石膏10% ;水洗漿15% ;外加劑5% (硅酸鈉);將上述各原料混合球磨至比表面積為400m2/kg，即得到建筑垃圾微粉固結(jié)劑。性能指標(biāo):凝結(jié)時(shí)間為初凝150min,終凝時(shí)間380min ;安定性合格；抗壓強(qiáng)度F3dl2.5MPa, F28d34.5Mpa ;抗折強(qiáng)度 F3d3.2MPa, F28d6.0Mpa0采用10%這種建筑垃圾微粉土壤固結(jié)劑固結(jié)土體28天強(qiáng)度為0.90MPa，而采用10%PC32.5水泥固結(jié)相同土體28天強(qiáng)度僅僅為0.7MPa。實(shí)施例2建筑垃圾微粉固結(jié)劑，其配方比例為:建筑垃圾微粉51% ;脫硫石膏15% ;水洗漿30% ;外加劑(硫酸鋁)4%。將上述各原料混`合球磨至比表面積為400m2/kg。性能指標(biāo):凝結(jié)時(shí)間為初凝時(shí)間125min，終凝時(shí)間300min ;安定性合格；抗壓強(qiáng)度F3dl4.0MPa, F28d41.5Mpa ;抗折強(qiáng)度 F3d3.5MPa, F28d6.8Mpa。采用10%這種建筑垃圾微粉土壤固結(jié)劑固化土體28天強(qiáng)度為1.05MPa.而采用10%PC32.5水泥固結(jié)相同土體28天強(qiáng)度僅僅為0.7MPa。實(shí)施例3建筑垃圾微粉膠凝材料，其配方比例為:建筑垃圾微粉60% ;脫硫石膏15% ;水洗漿20% ;外加劑(硅酸鈣)5%。將上述各原料混合球磨至比表面積為400m2/kg。性能指標(biāo):凝結(jié)時(shí)間為初凝時(shí)間180min,終凝時(shí)間430min ;安定性合格；抗壓強(qiáng)度F3dl3.9MPa, F28d45.6Mpa ;抗折強(qiáng)度 F3d3.7MPa, F28d6.5Mpa。采用10%這種建筑垃圾微粉土壤固結(jié)劑固化土體28天強(qiáng)度為0.95MPa。而采用10%PC32.5水泥固結(jié)相同土體28天強(qiáng)度僅僅為0.7MPa。
權(quán)利要求
1.一種用于土體固化的建筑垃圾微粉固結(jié)劑，其特征在于:該固結(jié)劑由以下重量百分比的各組分制備:建筑垃圾微粉30 70% ;脫硫石膏10 30% ;水洗漿5 30% ;外加劑I 5%，以上各組分的重量百分比之和為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于土體固化的建筑垃圾微粉固結(jié)劑，其特征在于:所述的脫硫石骨摻入量為10%以上，夕卜加劑摻如量為5%以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于土體固化的建筑垃圾微粉固結(jié)劑，其特征在于:所述的建筑垃圾微粉為建筑垃圾經(jīng)粉磨后、比表面積大于450m2/kg的建筑垃圾微粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于土體固化的建筑垃圾微粉固結(jié)劑，其特征在于:所述的建筑垃圾為主要由廢棄混凝土和廢棄磚瓦組成的建筑垃圾。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于土體固化的建筑垃圾微粉固結(jié)劑，其特征在于:所述的脫硫石膏為發(fā)電廠(chǎng)煙氣脫硫的濕排石膏。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于土體固化的建筑垃圾微粉固結(jié)劑，其特征在于:所述的水洗漿為鋼鐵企業(yè)水洗石灰石等煉鋼原材料的廢棄物。
7.按權(quán)利要求1所述的 用于土體固化的建筑垃圾微粉固結(jié)劑，其特征在于:所述的外加劑為硅酸鈉、硫酸鈉、高嶺土、硫酸鋁、硅酸鈣、石灰、三乙醇胺中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種用于土體固化的建筑垃圾微粉固結(jié)劑，其特征在于該固結(jié)劑由以下重量百分比的各組分制備建筑垃圾微粉30~70%；脫硫石膏10~30%；水洗漿5~30%；外加劑1~5%，以上各組分的重量百分比之和為100%。本發(fā)明的固結(jié)劑具有能實(shí)現(xiàn)建筑垃圾的完全再生利用，并充分激發(fā)磚瓦微粉等礦物摻合料的活性，實(shí)現(xiàn)建筑垃圾無(wú)害化、減量化，同時(shí)亦實(shí)現(xiàn)了建筑垃圾全再生資源化利用的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C04B7/24GK103086618SQ20131002501
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月22日
發(fā)明者孫家瑛, 肖天翔, 謝京來(lái), 劉飛, 顧昕 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院