本發(fā)明涉及一種混凝土再生粉微膨脹生態(tài)水泥及其制作方法，屬于無(wú)機(jī)非金屬材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，中國(guó)正處于大規(guī)模的城市化進(jìn)程中，特別是貴州省貴安新區(qū)、高速鐵路和大學(xué)城等工程的建設(shè)，均需要拆除大量老舊混凝土結(jié)構(gòu)，以及施工過(guò)程中產(chǎn)生的不合格廢棄混凝土，這導(dǎo)致廢棄混凝土的產(chǎn)量急劇增加。近幾年，我國(guó)每年建筑垃圾的總產(chǎn)量在15.5-24.0億噸之間，其中大部分是廢棄混凝土。這些廢棄混凝土如果不加以合理利用，它的堆存將占用大量的土地資源，并對(duì)當(dāng)?shù)乜諝夂偷叵滤h(huán)境造成污染，這已成為當(dāng)今不容忽視的資源、社會(huì)和環(huán)保問(wèn)題。其次，由于普通硅酸鹽水泥能耗和排放高，致使它的使用受到諸多限制，急需尋找一種替代資源。另外，錳礦是鐵礦、鋁礦之后排在第三的大宗金屬，屬戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，從鋼鐵、到化工、在到醫(yī)藥，錳的應(yīng)用幾乎涉及到我們生產(chǎn)生活的方方面面。2015年，我國(guó)消費(fèi)錳礦石4000多萬(wàn)噸，產(chǎn)渣3億多噸；目前，貴州地礦局發(fā)現(xiàn)的錳礦床達(dá)到6億多噸，占全國(guó)的60％以上，可以說(shuō)是亞洲第一，世界第五，如此多的錳礦一旦開(kāi)發(fā)，將產(chǎn)生近50億噸廢渣。因此，錳渣和廢棄混凝土再生膠凝材料的研制具有巨大的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：提供一種混凝土再生粉微膨脹生態(tài)水泥及其制作方法在制備砂漿/混凝土上的應(yīng)用，以解決混凝土再生粉和錳渣不能得到有效利用而造成長(zhǎng)期堆積的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案

一種混凝土再生粉微膨脹生態(tài)水泥，該微膨脹生態(tài)水泥由混凝土再生粉、錳渣、石膏、硅粉、石灰、mgo/cacl2和na2so4原料混合制成。

前述的混凝土再生粉微膨脹生態(tài)水泥中，按重量份算，在微膨脹生態(tài)水泥的原料中，包括混凝土再生粉40～60份，水泥為15～40分，錳渣為4～15份，石膏為3～5份，石灰為4～12份，硅粉為4～12份，mgo/cacl2為1～5份，na2so41～2份。

前述的混凝土再生粉微膨脹生態(tài)水泥中，優(yōu)選的，當(dāng)制備32.5級(jí)微膨脹生態(tài)水泥時(shí)，其水泥采用52.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，按重量份算，其微膨脹生態(tài)水泥的原料包括混凝土再生粉40～60份，水泥為25～40分，錳渣為4～10份，石膏為3～5份，石灰為6～12份，硅粉為4～10份，mgo/cacl2為3～5份，na2so41～2份。

前述的混凝土再生粉微膨脹生態(tài)水泥中，優(yōu)選的，當(dāng)制備32.5級(jí)和42.5級(jí)微膨脹生態(tài)水泥時(shí)，其水泥采用52.5級(jí)熟料，按重量份算，其微膨脹生態(tài)水泥的原料包括混凝土再生粉40～60份，水泥為25～40分，錳渣為6～14份，石膏為3～5份，石灰為4～8份，硅粉為4～12份，mgo/cacl2為1～3份，na2so41～2份。

前述的混凝土再生粉微膨脹生態(tài)水泥中，優(yōu)選的，當(dāng)制備32.5級(jí)、42.5級(jí)和52.5級(jí)微膨脹生態(tài)水泥時(shí)，其水泥采用62.5級(jí)熟料，按重量份算，其微膨脹生態(tài)水泥的原料包括混凝土再生粉40～60份，水泥為15～40分，錳渣為4～15份，石膏為3～5份，石灰為4～8份，硅粉為4～12份，mgo/cacl2為1～3份，na2so41～2份。

一種如混凝土再生粉微膨脹生態(tài)水泥的制備方法，包括如下步驟：

1)采用c20～c50的廢棄混凝土，將其破碎、剔除石子，粉磨砂漿顆粒和破碎后的細(xì)粉，使其尺寸小于0.075mm。

2)將1)中磨細(xì)的混凝土再生粉置于馬弗爐中煅燒，450℃-650℃，保溫時(shí)間4.5-6.6h(最優(yōu)選煅燒溫度為600℃，時(shí)間為6h)，煅燒后，在15min內(nèi)快速風(fēng)冷備用。

3)稱取水泥、煅燒后的混凝土再生粉、錳渣、石膏、硅粉、石灰、mgo/cacl2和na2so4原料并混合形成混合料，測(cè)試其標(biāo)準(zhǔn)稠度，并按混合料：水：砂＝450:225:1350成型砂漿試件。

4)將3)中砂漿試件脫模，在養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期測(cè)試其3d、7d和28d的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。

5)按3)中的標(biāo)準(zhǔn)稠度成型壓蒸試件，測(cè)試其膨脹率。

前述的混凝土再生粉微膨脹生態(tài)水泥的制備方法中，步驟4)脫模后的砂漿試件養(yǎng)護(hù)條件為：溫度20℃±1℃，濕度rh>95％。

前述的混凝土再生粉微膨脹生態(tài)水泥的制備方法中，步驟5)測(cè)出脫模后砂漿試件的原始長(zhǎng)度，壓蒸后測(cè)試試件的膨脹值，進(jìn)而測(cè)試出膨脹率。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明將現(xiàn)有廢棄混凝土和錳渣充分利用，并通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)和比例再加入其它原料，形成一個(gè)生態(tài)且具有微膨脹效果的水泥，既能達(dá)到充分利用固體污染物，又使得制成的水泥達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，具有很高的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但不作為對(duì)本發(fā)明的任何限制。

實(shí)施例一：制備32.5級(jí)混凝土再生粉微膨脹生態(tài)水泥，各原材料的重量配比：混凝土再生粉40～60份，水泥為25～40分，錳渣為4～10份，石膏為3～5份，石灰為6～12份，硅粉為4～10份，mgo/cacl2為3～5份，na2so41～2份，其中水泥為52.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。

具體步驟如下：

1)采用c20～c50的廢棄混凝土，破碎、剔除石子，粉磨砂漿顆粒和破碎后的細(xì)粉，使其尺寸小于0.075mm。

2)將1)中磨細(xì)的混凝土再生粉置于馬弗爐中煅燒，煅溫度為600℃，保溫時(shí)間6h，煅燒后，在15min內(nèi)快速風(fēng)冷備用。

3)錳渣、石膏、硅粉、石灰在105℃烘干備用。

4)稱取混合料，測(cè)試其標(biāo)準(zhǔn)稠度，并按混合料：水：砂＝450:225:1350成型砂漿試件(40mm×40mm×160mm)。成型時(shí)分兩層澆筑，每層跳桌振搗60次，刮去多余砂漿磨平、在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)1d后拆模，之后放入養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)(溫度為20℃±1℃，濕度rh>95％)至規(guī)定齡期測(cè)試其3d、7d和28d的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。采用標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量成型試件(25mm×25mm×280mm)，測(cè)試其壓蒸膨脹率。

水泥為25份時(shí)，混凝土再生粉為60份時(shí)，砂漿3d、7d和28d的抗壓強(qiáng)度為18.9mpa、30.1mpa和36.8mpa；砂漿3d、7d和28d的抗壓強(qiáng)度為3.5mpa、4.4mpa和5.3mpa，壓蒸膨脹率為0.093％。水泥為40份時(shí)，混凝土再生粉為50份時(shí)，砂漿3d、7d和28d的抗壓強(qiáng)度為25.6mpa、35.8mpa和40.2mpa；砂漿3d、7d和28d的抗壓強(qiáng)度為3.9mpa、4.9mpa和5.6mpa，壓蒸膨脹率為0.105％。因此，上述兩種配比滿足普通硅酸鹽水泥32.5級(jí)的要求，且具有一定的膨脹效果。

實(shí)施例二：制備32.5級(jí)和42.5級(jí)混凝土再生粉微膨脹生態(tài)水泥，各原材料的重量配比：混凝土再生粉40～60份，水泥為25～40分，錳渣為6～14份，石膏為3～5份，石灰為4～8份，硅粉為4～12份，mgo/cacl2為1～3份，na2so41～2份，其中水泥為52.5級(jí)熟料。

具體步驟如下：

1)采用c20～c50的廢棄混凝土，破碎、剔除石子，粉磨砂漿顆粒和破碎后的細(xì)粉，使其尺寸小于0.075mm。

2)將1)中磨細(xì)的混凝土再生粉置于馬弗爐中煅燒，煅溫度為600℃，保溫時(shí)間6h，煅燒后，在15min內(nèi)快速風(fēng)冷備用。

3)錳渣、石膏、硅粉、石灰在105℃烘干備用。

4)稱取混合料，測(cè)試其標(biāo)準(zhǔn)稠度，并按混合料：水：砂＝450:225:1350成型砂漿試件(40mm×40mm×160mm)。成型時(shí)分兩層澆筑，每層跳桌振搗60次，刮去多余砂漿磨平、在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)1d后拆模，之后放入養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)(溫度為20℃±1℃，濕度rh>95％)至規(guī)定齡期測(cè)試其3d、7d和28d的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。采用標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量成型試件(25mm×25mm×280mm)，測(cè)試其壓蒸膨脹率。

水泥為25份時(shí)，混凝土再生粉為60份時(shí)，砂漿3d、7d和28d的抗壓強(qiáng)度為22.7mpa、32.1mpa和39.9mpa；砂漿3d、7d和28d的抗折強(qiáng)度為3.9mpa、5.1mpa和6.2mpa，壓蒸膨脹率為0.103％。水泥為40份時(shí)，混凝土再生粉為50份時(shí)，砂漿3d、7d和28d的抗壓強(qiáng)度為27.1mpa、35.6mpa和45.8mpa；砂漿3d、7d和28d的抗折強(qiáng)度為4.2mpa、5.3mpa和6.6mpa，壓蒸膨脹率為0.118％。因此，上述兩種配比滿足普通硅酸鹽水泥32.5級(jí)和42.5級(jí)的要求，且具有一定的膨脹效果。

實(shí)施例三：制備32.5級(jí)、42.5級(jí)和52.5級(jí)混凝土再生粉微膨脹生態(tài)水泥，各原材料的重量配比：混凝土再生粉40～60份，水泥為15～40分，錳渣為4～15份，石膏為3～5份，石灰為4～8份，硅粉為4～12份，mgo/cacl2為1～3份，na2so41～2份，其中水泥為62.5級(jí)熟料。

具體步驟如下：

1)采用c20～c50的廢棄混凝土，破碎、剔除石子，粉磨砂漿顆粒和破碎后的細(xì)粉，使其尺寸小于0.075mm。

2)將1)中磨細(xì)的混凝土再生粉置于馬弗爐中煅燒，煅溫度為600℃，保溫時(shí)間6h，煅燒后，在15min內(nèi)快速風(fēng)冷備用。

3)錳渣、石膏、硅粉、石灰在105℃烘干備用。

4)稱取混合料，測(cè)試其標(biāo)準(zhǔn)稠度，并按混合料：水：砂＝450:225:1350成型砂漿試件(40mm×40mm×160mm)。成型時(shí)分兩層澆筑，每層跳桌振搗60次，刮去多余砂漿磨平、在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)1d后拆模，之后放入養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)(溫度為20℃±1℃，濕度rh>95％)至規(guī)定齡期測(cè)試其3d、7d和28d的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。采用標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量成型試件(25mm×25mm×280mm)，測(cè)試其壓蒸膨脹率。

水泥為15份時(shí)，混凝土再生粉為60份時(shí)，砂漿3d、7d和28d的抗壓強(qiáng)度為17.8mpa、25.6mpa和35.7mpa；砂漿3d、7d和28d的抗折強(qiáng)度為3.1mpa、4.2mpa和5.1mpa，壓蒸膨脹率為0.086％。水泥為25份時(shí)，混凝土再生粉為60份時(shí)，砂漿3d、7d和28d的抗壓強(qiáng)度為19.1mpa、29.3mpa和44.1mpa；砂漿3d、7d和28d的抗折強(qiáng)度為3.3mpa、4.6mpa和5.6mpa，壓蒸膨脹率為0.109％。水泥為40份時(shí)，混凝土再生粉為50份時(shí)，砂漿3d、7d和28d的抗壓強(qiáng)度為25.9mpa、40.3mpa和53.8mpa；砂漿3d、7d和28d的抗折強(qiáng)度為4.0mpa、5.5mpa和7.1mpa，壓蒸膨脹率為0.133％。因此，上述兩種配比滿足普通硅酸鹽水泥32.5級(jí)、42.5級(jí)和52.5級(jí)的要求，且具有一定的膨脹效果。

綜上所述，以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其效物界定。