專利名稱：煤矸石綜合利用制作透水混凝土的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤矸石綜合利用制作透水混凝土的方法，即是利用煤矸石燒結(jié)磚生產(chǎn)過(guò)程中形成的堅(jiān)硬骨料制作透水混凝土的方法，屬于煤矸石綜合利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煤矸石是一種在煤形成過(guò)程中與煤伴生、共生的堅(jiān)硬巖石，是在煤炭開采和洗選加工過(guò)程中被分離出來(lái)的固體廢棄物，包括巖巷及煤巷掘進(jìn)中排除的矸石。隨著我國(guó)煤炭工業(yè)的發(fā)展，2010年我國(guó)煤矸石的排放量達(dá)到了 2億t，新增占地也將接近666.67公頃，既污染環(huán)境，又占用大量耕地。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，美國(guó)、英國(guó)和德國(guó)等西方國(guó)家煤矸石的總利用率達(dá)90%以上，國(guó)內(nèi)外在煤矸石治理和綜合利用方面開展了大量的研究工作，涉及到熱活化條件與煤矸石活性的關(guān)系、熱活化過(guò)程中煤矸石的相變過(guò)程、煤矸石對(duì)水泥體系物理力學(xué)性能的影響等方面，為煤矸石活化理論及其工程應(yīng)用起到了積極的作用，而對(duì)不經(jīng)磨碎或煅燒直接利用煤砰石的系統(tǒng)研究較少。目前、煤矸石的利用率僅有30%，而且主要應(yīng)用于燒結(jié)磚、蒸壓磚、免燒磚等。而混凝土作為建設(shè)材料而言，被廣泛地運(yùn)用在基礎(chǔ)設(shè)施及各種建筑物中，但是，混凝土的大量使用也破壞了樹木、水等自然環(huán)境，透水生態(tài)混凝土最近幾年成為研究的熱點(diǎn)，從現(xiàn)階段使用情況看來(lái)，生態(tài)透水混凝土的原材料，特別是砂石料選擇上仍然以天然砂石為主。隨著生態(tài)混凝土的日益廣泛應(yīng)用，砂石的需求量也越來(lái)越大，需大量開山采石和掘地淘沙，嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境。煤矸石燒結(jié)磚在生產(chǎn)過(guò)程中，預(yù)先需要對(duì)煤矸石進(jìn)行多級(jí)破碎，在破碎過(guò)程中，總有一部分礦物相主要為白云石的煤矸石，結(jié)構(gòu)比較均勻，致密度高，質(zhì)地堅(jiān)硬，這些煤矸石的粒徑一般在10 20mm左右，繼續(xù)破碎對(duì)設(shè)備和能源消耗都很大，若不利用造成污染和浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種煤矸石綜合利用制作透水混凝土的方法，使煤矸石既可作為燒結(jié)磚的原材料，提高煤矸石燒結(jié)磚的質(zhì)量，又可使一部分大顆粒煤矸石作為透水混凝土的骨料使用，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。煤矸石燒結(jié)磚在生產(chǎn)過(guò)程中，先要把煤矸石破碎，破碎后的煤矸石粉末陳化后制成磚胚，在破碎過(guò)程中，有一部分礦物相主要為白云石的煤矸石，結(jié)構(gòu)比較均勻，致密度高，質(zhì)地堅(jiān)硬，粒徑一般在10 20mm左右，這種粒徑的材料恰恰是制備生態(tài)混凝土的良好骨料。但這種骨料在破碎過(guò)程中被許多微細(xì)粉末所包裹，這種微細(xì)粉末組成比較復(fù)雜，主要包括碳粉、砂灰、粉塵、以及其他雜物，在混凝土的凝固過(guò)程中影響水泥和骨料的結(jié)合界面。所以煤矸石骨料必須用水沖洗，沖洗后的廢水沉淀、澄清處理后，渣泥可作為燒結(jié)磚的良好原料，水可循環(huán)使用或直接用來(lái)拌合燒結(jié)磚原料，制作磚坯。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種綜合利用煤矸石制作透水混凝土的方法，利用煤矸石制作燒結(jié)磚的粉碎工序產(chǎn)生的堅(jiān)硬顆粒，將煤矸石先破碎，然后用篩分機(jī)篩分，篩分出的10 20mm的堅(jiān)硬顆粒單獨(dú)堆放，其余的粉碎煤矸石用來(lái)制磚；用不少于0.1兆帕的水壓對(duì)10 20mm顆粒進(jìn)行清洗，直到表面沒有粉塵為止；清洗后的顆粒堆放自然干燥，污水流入污水池沉淀一天以上，水循環(huán)使用，污泥陳化十天以上用來(lái)制磚，干燥后的10 20mm大顆粒煤矸石用來(lái)配置透水混凝土；所述的配置透水混凝土方法包括如下步驟:( I)煤矸石原料用破碎機(jī)破碎；(2)在篩分機(jī)上篩出的直徑10 20mm的堅(jiān)硬煤矸石顆粒單獨(dú)堆放在沖洗場(chǎng)地；(3)對(duì)10 20mm粒徑的煤矸石用壓力不少于0.1兆帕的清水進(jìn)行清洗，直到顆粒表面沒有粉塵為止；(4)沖洗的廢水從沖洗場(chǎng)地流入沉淀池，在沉淀池沉淀一天以上，水循環(huán)使用，污泥陳化10天以上用來(lái)制磚；·(5)沖洗后的煤矸石大顆粒堆放在干燥場(chǎng)地自然或人工干燥，至含水率小于2%，用來(lái)直接拌制透水混凝土；(6)將步驟(5)中產(chǎn)生的煤矸石骨料先和拌合比例60%的水在攪拌機(jī)內(nèi)攪拌，攪拌3分鐘，然后加入水泥，攪拌I分鐘，再加入剩余的40%的水，再攪拌半分鐘，透水混凝土即出料，直接用來(lái)鋪設(shè)透水道路或制作透水磚；煤矸石透水混凝土的配合比為:水泥350 380Kg/m3,水 100 120Kg/m3，煤矸石骨料 1500 1600Kg/m3，減水劑 0.8 lKg/m3。本發(fā)明的有益效果是:(I)使煤矸石綜合利用效益最大化，在制燒結(jié)磚時(shí)，大的堅(jiān)硬顆粒繼續(xù)粉碎經(jīng)濟(jì)上很不合理，用來(lái)制作透水混凝土可使其效益最大化。(2)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，基本建設(shè)越來(lái)越多，對(duì)砂石的需求量也越來(lái)越大，量開山采石嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，而采用煤矸石代替石料可節(jié)約自然資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。(3)沖洗煤矸石的水可循環(huán)利用，節(jié)約水資源，沖洗下來(lái)的污泥是制作燒結(jié)磚的良好原料，資源可以全部利用。
具體實(shí)施例方式將煤矸石先破碎，然后用篩分機(jī)篩分，篩分出的10 20mm粒徑的堅(jiān)硬顆粒單獨(dú)堆放，其余的粉碎煤矸石用來(lái)制磚；用不小于0.1兆帕的水壓對(duì)10 20mm顆粒進(jìn)行清洗，直到表面沒有粉塵為止；清洗后的顆粒堆放自然干燥，污水流入污水池沉淀一天以上，以便在使用，污泥陳化十天以上用來(lái)制磚。干燥后的10 20mm大顆粒煤矸石用來(lái)配置透水混凝土。配置透水混凝土具體方法: (I)煤矸石原料用破碎機(jī)破碎；(2)在篩分機(jī)上篩出的直徑10 20mm的堅(jiān)硬煤矸石顆粒單獨(dú)堆放在沖洗場(chǎng)地；(3)對(duì)10 20mm粒徑的煤矸石用壓力不少于0.1兆帕的清水進(jìn)行清洗，直到顆粒表面沒有粉塵為止；(4)沖洗的廢水從沖洗場(chǎng)地流入沉淀池，在沉淀池沉淀一天以上，水循環(huán)使用，污泥陳化10天以上用來(lái)制磚；
(5)沖洗后的煤矸石大顆粒堆放在干燥場(chǎng)地自然或人工干燥，至含水率小于2%，用來(lái)直接拌制透水混凝土；(6)將步驟(5)中產(chǎn)生的煤矸石骨料先和拌合比例60%的水在攪拌機(jī)內(nèi)攪拌，攪拌3分鐘，然后加入水泥，攪拌I分鐘，再加入剩余的40%的水，再攪拌半分鐘，透水混凝土即出料，直接用來(lái)鋪設(shè)透水道路或制作透水磚；煤矸石透水混凝土的配合比為:水泥350 380Kg/m3,水 100 120Kg/m3，煤矸石骨料 1500 1600Kg/m3，減水劑 0.8 lKg/m3。由于煤 矸石骨料屬于白云石，結(jié)構(gòu)比較均勻，致密度高，質(zhì)地堅(jiān)硬，配置的透水混凝土經(jīng)檢測(cè):孔隙率在25%以上，在相同孔隙率的情況下，強(qiáng)度比普通透水混凝土提高20%以上。
權(quán)利要求
1.一種綜合利用煤矸石制作透水混凝土的方法，其特征在于:利用煤矸石制作燒結(jié)磚的粉碎工序產(chǎn)生的堅(jiān)硬顆粒，將煤矸石先破碎，然后用篩分機(jī)篩分，篩分出的10 20mm的堅(jiān)硬顆粒單獨(dú)堆放，其余的粉碎煤矸石用來(lái)制磚；用不少于0.1兆帕的水壓對(duì)10 20mm顆粒進(jìn)行清洗，直到表面沒有粉塵為止；清洗后的顆粒堆放自然干燥，污水流入污水池沉淀一天以上，水循環(huán)使用，污泥陳化十天以上用來(lái)制燒結(jié)磚，干燥后的10 20mm大顆粒煤矸石用來(lái)配置透水混凝土； 所述的配置透水混凝土方法包括如下步驟: (1)煤矸石原料用破碎機(jī)破碎； (2)在篩分機(jī)上篩出的直徑10 20mm的堅(jiān)硬煤矸石顆粒單獨(dú)堆放在沖洗場(chǎng)地； (3)對(duì)10 20mm粒徑的煤矸石用壓力不少于0.1兆帕的清水進(jìn)行清洗，直到顆粒表面沒有粉塵為止； (4)沖洗的廢水從沖洗場(chǎng)地流入沉淀池，在沉淀池沉淀一天以上，水循環(huán)使用，污泥陳化10天以上用來(lái)制磚； (5)沖洗后的煤矸石大顆粒堆放在干燥場(chǎng)地自然或人工干燥，至含水率小于2%，用來(lái)直接拌制透水混凝土； (6)將步驟(5)中產(chǎn)生的煤矸石骨料先和拌合比例60%的水在攪拌機(jī)內(nèi)攪拌，攪拌3分鐘，然后加入水泥，攪拌I分鐘，再加入剩余的40%的水，再攪拌半分鐘，透水混凝土即出料，直接用來(lái)鋪設(shè)透水道路或制作透水磚；煤矸石透水混凝土的配合比為:水泥350 380Kg/m3,水 100 120K g/m3，煤矸石骨料 1500 1600Kg/m3，減水劑 0.8 lKg/m3。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤矸石綜合利用制作透水混凝土的方法，屬于煤矸石綜合利用領(lǐng)域。利用煤矸石制作燒結(jié)磚的粉碎工序產(chǎn)生的堅(jiān)硬顆粒，將煤矸石先破碎，然后用篩分機(jī)篩分，篩分出的10～20mm的堅(jiān)硬顆粒單獨(dú)堆放，其余的粉碎煤矸石用來(lái)制磚；用不少于0.1兆帕的水壓對(duì)10～20mm顆粒進(jìn)行清洗，直到表面沒有粉塵為止；清洗后的顆粒堆放自然干燥，污水流入污水池沉淀一天以上，水循環(huán)使用，污泥陳化十天以上用來(lái)制磚，干燥后的10～20mm大顆粒煤矸石用來(lái)配置透水混凝土。使煤矸石綜合利用效益最大化，沖洗煤矸石的水可循環(huán)利用，節(jié)約水資源，沖洗下來(lái)的污泥是制作燒結(jié)磚的良好原料，資源可以全部利用。配置的透水混凝土經(jīng)檢測(cè)孔隙率在25%以上，在相同孔隙率的情況下，強(qiáng)度比普通透水混凝土提高20%以上。
文檔編號(hào)C04B28/00GK103193424SQ20131011898
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月7日
發(fā)明者張志軍, 張祎蔚, 曹露春 申請(qǐng)人:徐州工程學(xué)院