采用自来水厂污泥粉制备的超高性能混凝土制造技术

本发明专利技术涉及建筑材料技术领域，具体公开了一种采用自来水厂污泥粉制备的超高性能混凝土，按重量份计，包括以下组分，水泥650～850份，复合矿物掺合料200～400份，标准砂1010～1020份，钢纤维150～180份，减水剂18～25份，水140～190份；水泥和复合矿物掺合料组成胶凝材料，胶凝材料不低于1010份；所述水胶比为0.14～0.16。本发明专利技术具有原料易得、对环境较为友好、水泥用量较少、制造成本较低和组分组成较为完善的特点。善的特点。

【技术实现步骤摘要】
采用自来水厂污泥粉制备的超高性能混凝土


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，特别涉及一种采用自来水厂污泥粉制备的超高性能混凝土。

技术介绍

[0002]超高性能混凝土一般是指抗压强度超过150MPa的混凝土，其作为一种新型的水泥基复合材料，具有超高强度和韧性，还具有优异的耐久性，在大跨度桥梁、军事工程和海洋工程等不同领域有着较为广阔的应用前景。但由于其造价远远高于普通混凝土，进而极大地影响了其推广应用，若从全寿命周期和节能环保综合考虑，超高性能混凝土将会具有更高的综合实用价值。随着超高性能混凝土技术的不断发展和进步，各种矿物掺合料，如粉煤灰、矿粉、石灰石粉、偏高岭土或稻壳灰等，也被用来取代部分水泥或硅灰制备超高性能混凝土，极大地降低了超高性能混凝土的制造成本，同时也改善了其部分性能，极大地推动了超高性能混凝土地应用。
[0003]自来水厂污泥是不同于管道污泥、城市污水污泥和商品混凝土搅拌站污泥等的一种固体废弃物，一般自来水厂在处理原水生产自来水时，产生的含泥废水，经管道废水池收集、浓缩、脱水和干燥等系统处理，得到的污泥副产物。其中原水污染物性质、自来水厂生产工艺流程、混凝剂种类和用量等对自来水厂污泥化学成分影响较大。当前使用的混凝剂主要为新型铝盐混凝剂，从而导致污泥中含有较多的铝元素，因此该类污泥也常常被称为自来水厂污泥。随着城市建设地不断发展，每年自来水的需求量也在急剧增加，世界各地也都兴建了越来越多的自来水厂，同步产生的污泥也呈指数级增加，我国每年产生的自来水厂污泥已超过15亿立方米，如不对其加以合理处置和利用，不仅会造成资源浪费，也会引起严重的环境污染。随着环保意识的提高，亟需尽快高效地资源化处置量大面广的自来水厂污泥。
[0004]当前处置自来水厂污泥的技术方法主要为卫生填埋、干化焚烧和净化污水等，对自来水厂污泥利用率不高，没有很好地发挥其最大价值。研究表明，自来水厂污泥具有一定的化学活性，可用于生产建材，如陶粒、砖和一些水泥基材料等。随着我国经济的快速发展，基本建设工程节奏的加快，超高性能混凝土的需求量不断提升，水泥是制备超高性能混凝土的主要成分之一，随着超高性能混凝土需求的提升，水泥的消耗量越来越大，导致超高性能混凝土的成本不断提升。因此，需要对超高性能混凝土的组分进行改进，来在减小水泥用量和降低成本。
[0005]因此，现有的超高性能混凝土，存在水泥用量较多和制造成本较高的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术为了解决现有超高性能混凝土所存在的上述技术问题，提供了一种采用自来水厂污泥粉制备的超高性能混凝土，它具有水泥用量较少和制造成本较低的特点。
[0007]本专利技术的技术方案：采用自来水厂污泥粉制备的超高性能混凝土，按重量份计，包
括以下组分，
[0008]水泥650～850份，复合矿物掺合料200～400份，标准砂1010～1020份，钢纤维150～180份，减水剂18～25份，水140～190份；所述水泥和复合矿物掺合料组成胶凝材料，所述胶凝材料不低于1010份；所述水胶比为0.14～0.16。
[0009]本专利技术使用复合矿物掺合料代替部分水泥后，重新完善了制备超高性能混凝土的组分组成和配比，进而减少了水泥的用量，降低了需要大量水泥而产生的生产成本；本专利技术通过掺入适量份数的钢纤维，来使得制得的超高性能混凝土具有更好的韧性；本专利技术通过掺入适量份数的胶凝材料，来改善超高性能混凝土的内部微观结构，来使制得的超高性能混凝土具有更好的抗压强度；本专利技术将复合矿物掺合料取代部分水泥后形成胶凝材料，在胶凝材料中由于复合矿物掺合料颗粒相比于水泥较细，可以起到微集料填充效应，随着龄期地增长，由于胶凝材料中的复合矿物掺合料慢慢发挥其活性效应，使得胶凝材料中的活性成分与水泥水化产物生成更多额外的二次水化产物C-S-H、C-A-H和CA-SH等，进一步细化了混凝土内部孔结构，从而更好的改善超高性能混凝土性能。
[0010]作为优选，按重量份计，包括以下组分，
[0011]水泥700～800份，复合矿物掺合料250～350份，标准砂1012～1018份，钢纤维160～170份，减水剂20～23份，水160～180份；所述水泥和复合矿物掺合料组成胶凝材料，所述胶凝材料不低于1010份；所述水胶比为0.14～0.16。
[0012]作为优选，按重量份计，包括以下组分，
[0013]水泥730～760份，复合矿物掺合料280～320份，标准砂1014～1016份，钢纤维163～167份，减水剂21～22份，水165～175份；所述水泥和复合矿物掺合料组成胶凝材料，所述胶凝材料不低于1010份；所述水胶比为0.14～0.16。
[0014]作为优选，所述复合矿物掺合料的制备方法为，
[0015]选取自来水厂污泥，干燥后，在600～800℃的温度条件下煅烧1～3小时，再与硅灰混合，共同粉磨后制得。
[0016]本专利技术使用自来水厂污泥粉取代部分水泥，减少了水泥的用量，从而降低了制造成本；本专利技术将污泥粉与硅灰按一定比例进一步粉磨，制成复合矿物掺合料，由于水泥、自来水厂污泥粉和硅灰颗粒尺寸大小不一，可以相互填充搭配，有效改善了粉体的颗粒级配，更加完善了组分组成，有效改善了超高性能混凝土内部结构，具有了更紧密的堆积密度，拓展了自来水厂污泥的应用范围；同时硅灰具有较高的化学活性，而自来水厂污泥粉也具有一定的化学活性，并且其后期活性较高，将自来水厂污泥粉和硅灰，粉磨制成复合矿物掺合料，自来水厂污泥粉和硅灰在展现微集料效应的同时，也有助于激发不同龄期的化学活性，呈现超叠加效应，从而制备出超高性能混凝土，实现了自来水厂污泥粉在超高性能混凝土中的高附加值资源化利用，符合国家倡导的可持续发展绿色之路。
[0017]更优选，选取自来水厂的污泥，干燥后，在650～750℃的温度条件下煅烧1.5～2.5小时，再与硅灰混合后，共同粉磨后制得。
[0018]本专利技术通过选用自来水厂的污泥来制备自来水厂污泥粉，原料易得，能够最大规模地资源化再生回收利用自来水厂产生的自来水厂污泥，属于资源的合理化处置再利用，避免了资源浪费，也避免了污泥直接排入环境中造成的污染，具有了对环境较为友好的特点；本专利技术通过将自来水厂的污泥在适宜的温度条件下煅烧合适的时间，例如在700℃的温
度条件下煅烧2小时，可更有效地消除污泥中的有机物和杂质，从而进一步降低烧失量，在此基础上粉磨成自来水厂污泥粉，进一步提高了其化学活性；本专利技术使用自来水厂污泥粉取代部分水泥，减少了水泥的用量，从而降低了制造成本；本专利技术将污泥粉与硅灰按一定比例进一步粉磨，制成复合矿物掺合料，由于水泥、自来水厂污泥粉和硅灰颗粒尺寸大小不一，可以相互填充搭配，有效改善了粉体的颗粒级配，更加完善了组分组成，有效改善了超高性能混凝土内部结构，具有了更紧密的堆积密度，拓展了自来水厂污泥的应用范围；同时限定纯度的硅灰具有更高的化学活性，而自来水厂污泥粉也具有一定的化学活性，并且其后期活性较高，将自来水厂污泥粉和硅灰，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.采用自来水厂污泥粉制备的超高性能混凝土，其特征是：按重量份计，包括以下组分，水泥650～850份，复合矿物掺合料200～400份，标准砂1010～1020份，钢纤维150～180份，减水剂18～25份，水140～190份；所述水泥和复合矿物掺合料组成胶凝材料，所述胶凝材料不低于1010份；所述水胶比为0.14～0.16。2.根据权利要求1所述的采用自来水厂污泥粉制备的超高性能混凝土，其特征是：按重量份计，包括以下组分，水泥700～800份，复合矿物掺合料250～350份，标准砂1012～1018份，钢纤维160～170份，减水剂20～23份，水160～180份；所述水泥和复合矿物掺合料组成胶凝材料，所述胶凝材料不低于1010份；所述水胶比为0.14～0.16。3.根据权利要求1所述的采用自来水厂污泥粉制备的超高性能混凝土，其特征是：按重量份计，包括以下组分，水泥730～760份，复合矿物掺合料280～320份，标准砂1014～1016份，钢纤维163～167份，减水剂21～22份，水165～175份；所述水泥和复合矿物掺合料组成胶凝材料，所述胶凝材料不低于1010份；所述水胶比为0.14～0.16。4.根据权利要求1所述的采用自来水厂污泥粉制备的超高性能混凝土，其特征是：所述复合矿物掺合料的制备方法为，选取自来水厂污泥，干燥后，在600～800℃的温度条件下煅烧1～3...

【专利技术属性】
技术研发人员：何智海，杨莹，梁超锋，高越青，
申请(专利权)人：绍兴文理学院，
类型：发明
国别省市：