一种高消纳磷石膏基全固废透水混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高消纳磷石膏基全固废透水混凝土，原料组成按重量百分比计：磷石膏基水泥浆25

【技术实现步骤摘要】
一种高消纳磷石膏基全固废透水混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种磷石膏基透水混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]磷石膏是生产磷酸的过程中硫酸处理磷矿时产生的工业固体废弃物，每生产1吨磷酸约产生4～5吨磷石膏。目前磷石膏的消纳普遍用于制作水泥缓凝剂、建筑石膏板等，其需通过烘干和调节才能应用，利用成本高，综合利用率低，不足以消耗掉已堆积的磷石膏，导致每年堆存量逐渐增加，占用大量土地。磷石膏中含有可溶磷、可溶氟等杂质，长期堆放会污染环境，因此提升磷石膏的综合利用率，实现磷石膏减增去存极为迫切；预拌厂废浆是混凝土生产过程中产生的一种固体废弃物，通常采用拖运至垃圾场填埋处理，极少部分预拌厂会进行回收沉淀后再利用，预拌厂废浆往往呈强碱性，任意堆放将污染环境、破坏生态系统，也有通过酸性物质中和其碱性后处理，但其处置费用骤增；矿渣是高炉炼铁过程中的副产品，若得不到有效利用，将占用大量土地。上述工业固废不仅堆存问题难以处置，同时对环境及生态产生污染，因此提出一种结合多种固废且工艺简单、成本较低的透水混凝土来解决这一系列问题。
[0003]早在12年，“海绵城市”的概念被首次提出，即城市能够像海绵一样，将自然降水蓄存在城市中，需要时将蓄存的水加以利用。但随着城市化建设进程的加快，越来越多的地区被钢混结构及各种不透水的道路和地面所覆盖，导致城市排水系统负担大幅增加，极易出现城市道路积水问题。而透水混凝土作为海绵城市建设的重要环节，可实现雨水迅速渗入地下，降低城市内排水压力，并具有保持地下土壤湿润，改善路面环境，吸收车辆噪音的优点。但透水混凝土通常需要大量水泥浇筑，水泥熟料的制备需要进行两磨一烧，属于高能耗与污染产业，不利于现推行的绿色生态发展理念。因此，制备一种新型环保的低能耗透水混凝土，解决多种固废的堆存问题并促进海绵城市的进一步建设发展成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的之一在于提供一种高消纳磷石膏基全固废透水混凝土及其制备方法，相较常见的透水混凝土力学性能相当的情况下增强了其透水性能，造价更低且环保；目的之二在于解决磷石膏、预拌厂废浆及矿渣等多种固废堆存严重、难以处理的问题，对其进行综合资源化利用。
[0005]为达到上述目的，采用技术方案如下：
[0006]一种高消纳磷石膏基全固废透水混凝土，原料组成按重量百分比计：
[0007]磷石膏基水泥浆25
‑
30％，磷石膏基骨料球65
‑
70％，减水剂1
‑
1.5％，余量为水；
[0008]所述磷石膏基水泥浆是磷石膏、矿渣、预拌厂废浆及水通过湿磨的方式形成的水泥浆体；
[0009]所述磷石膏基骨料球是由所述磷石膏基水泥浆通过圆盘造粒机造粒形成5
‑
15mm连续级配的圆形人造粗骨料，后自然养护7～15d得到。
[0010]按上述方案，所述磷石膏含水为10
‑
20％，比表面积＞400m2/kg，pH值为1.8
‑
4.5。
[0011]按上述方案，所述矿渣为S95矿渣，比表面积＞400m2/kg。
[0012]按上述方案，所述预拌厂废浆为混凝土废浆渣与水的混合物，其中水与废浆渣干质量比为1∶3；所述废浆渣主要成分包括SiO2含量37.4％
‑
48.6％，Cao含量19.1
‑
25.4％，Al2O3含量13.4
‑
17.3％，Fe2O3含量4.2
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5.6％，MgO含量2.4
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3.7％，Na2O含量0.3
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0.4％，K2O含量1.2
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1.6％。
[0013]按上述方案，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
[0014]按上述方案，所述磷石膏水泥浆的组成按重量百分比计：磷石膏30
‑
35％，矿渣40
‑
45％，预拌厂废浆25
‑
30％。
[0015]上述高消纳磷石膏基全固废透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0016]将磷石膏、矿渣及预拌厂废浆混合后倒入超细湿磨机中，调整混合物与氧化锆球质量比为1:2，转速400转/分钟，研磨10分钟，即得磷石膏基水泥浆；
[0017]将磷石膏基水泥浆放入圆盘造粒机中，形成5
‑
15mm连续级配的圆形人造粗骨料后，将其自然养护7～15d，即得磷石膏基骨料球；
[0018]将磷石膏基骨料球用水浸润后与磷石膏基水泥浆、水及减水剂混合并搅拌均匀，浇筑养护成型，得到高消纳磷石膏基全固废透水混凝土。
[0019]相对于现有技术，本专利技术有益效果如下：
[0020](1)本专利技术通过消纳磷石膏、预拌厂废浆、矿渣等多种固废，制备的高消纳磷石膏基全固废透水混凝土，抗压强度等级可达C30，透水系数可达14mm/s，孔隙率达到20％，劈裂抗拉强度达到4.2MPa，所铺道路具有吸收城市噪音的优点。
[0021](2)本专利技术通过使用多种固废制备高消纳磷石膏基全固废透水混凝土，可有效解决磷石膏、预拌厂废浆、矿渣等固废的堆放及污染环境问题，通过预拌厂废浆做碱激发剂，采用湿磨的方式制备磷石膏水泥浆，不仅增加了各项的比表面积，提升了活性，并免去了磷石膏及预拌厂废浆烘干的过程，无需水泥成品，免去了烧制水泥产生的资源消耗及污染，成本及能耗大幅减少，具有显著的经济效益和环境效益。
[0022](3)以磷石膏基水泥浆制备的骨料球具有强度高、吸水率低的特点，由于骨料与磷石膏基水泥浆体接触的边界，属相相同，无过渡区的存在，因此不会发生泌水现象，不存在薄弱环节，可提高混凝土的强度及实用性
[0023](4)矿渣、预拌厂废浆可对磷石膏改性处理，对磷石膏中的酸性残余物中和，将水溶性磷、氟转换为惰性的水不溶盐，同时为后期水化反应提供良好的碱性环境，便于生产更稳定的C
‑
S
‑
H凝胶和钙矾石，提高透水混凝土的强度。
具体实施方式
[0024]以下实施例进一步阐释本专利技术的技术方案，但不作为对本专利技术保护范围的限制。
[0025]具体实施方式提供了一种高消纳磷石膏基全固废透水混凝土，原料组成按重量百分比计：
[0026]磷石膏基水泥浆25
‑
30％，磷石膏基骨料球65
‑
70％，减水剂1
‑
1.5％，余量为水。
[0027]同时还提供了高消纳磷石膏基全固废透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0028]将磷石膏、矿渣及预拌厂废浆混合后倒入超细湿磨机中，调整混合物与氧化锆球质量比为1:2，转速400转/分钟，研磨10分钟，即得磷石膏基水泥浆；
[0029]将磷石膏基水泥浆放入圆盘造粒机中，形成5
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15mm连续级配的圆形人造粗骨料后，将其自然养护7～15d本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高消纳磷石膏基全固废透水混凝土，其特征在于原料组成按重量百分比计：磷石膏基水泥浆25
‑
30％，磷石膏基骨料球65
‑
70％，减水剂1
‑
1.5％，余量为水；所述磷石膏基水泥浆是磷石膏、矿渣、预拌厂废浆及水通过湿磨的方式形成的水泥浆体；所述磷石膏基骨料球是由所述磷石膏基水泥浆通过造粒机造粒形成连续级配的圆形人造粗骨料，后自然养护得到。2.如权利要求1所述高消纳磷石膏基全固废透水混凝土，其特征在于所述磷石膏含水为10
‑
20％，比表面积＞400m2/kg，pH值为1.8
‑
4.5。3.如权利要求1所述高消纳磷石膏基全固废透水混凝土，其特征在于所述矿渣为S95矿渣，比表面积＞400m2/kg。4.如权利要求1所述高消纳磷石膏基全固废透水混凝土，其特征在于所述预拌厂废浆为混凝土废浆渣与水的混合物，其中水与废浆渣干质量比为1∶3；所述废浆渣主要成分包括SiO2含量37.4％
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48.6％，Cao含量19.1
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25.4％，Al2O3含量13.4
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17.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳辉，王军，赵日煦，熊龙，谯理格，陈晨，万世辉，谭畅，
申请(专利权)人：中建西部建设股份有限公司，
类型：发明
国别省市：