【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于道路工程材料，具体涉及一种碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆及其制备方法。
技术介绍
1、随着城镇化建设、旧城改造、城中村改造等工程实施步伐的不断加快，建设、资源和环境之间的矛盾也日趋尖锐，城镇化建设大幅度增加了建筑垃圾的产生量。这里的建筑垃圾特指建筑物或房屋拆除后产生的建筑废旧垃圾，通常包括混凝土、红砖碎石和建筑垃圾微粉，混凝土和红砖碎石在再生破碎过程中产生的细小粉末也属于建筑垃圾微粉。如此大量的建筑垃圾若不能有效地被利用或合理处置，将造成资源的严重浪费，加剧对环境的严重破坏，因此实现建筑垃圾的资源化利用并稳步提高其利用水平是极其重要且迫切的需求。
2、目前，以建筑垃圾为原材料的再生骨料已广泛应用于各类建筑物中，但是对于附加值极低的建筑垃圾微粉的应用十分欠缺，这主要是因为还没有探索出能够激发建筑垃圾微粉全部潜能或全部活性的预处理方法，所以未来对于占建筑垃圾总体量30％以上的建筑垃圾微粉的绿色资源化利用研究是十分必要的需求。
3、众所周知，水泥是建筑行业中使用最广泛的胶凝材料，但是水泥在生产过程中会造成严重的环境负荷以及巨大的能源消耗，同时在我国“双碳”战略目标的背景下，采用绿色资源化胶凝材料取代水泥将成为一个亟待解决的问题。地聚合物混凝土和水泥混凝土是两种不同类型的混凝土，地聚合物混凝土由地聚合物砂浆与骨料混合而成，水泥混凝土由水泥与骨料混合而成，目前对于如何将地聚合物混凝土完全取代水泥混凝土的研究已引起学术界和工业界的广泛关注。地聚合物砂浆是地聚合物混凝土的核心，其用于粘结骨料颗粒，
4、申请公布号为cn111138104a的专利技术专利公开了一种采用再生微粉制备地聚合物胶凝材料的方法，将地聚合物粉体和碱激发剂混合后搅拌一段时间，所得浆体成型、标准养护后得到胶凝材料，其中地聚合物粉体由30-70wt％的矿渣粉和30-70wt％的再生微粉组成。申请公布号为cn106082927a的专利技术专利公开了一种碱激发矿渣系地聚合物混凝土及其制备方法，该地聚合物混凝土包括以下重量份的物质：矿渣粉150-210份，建筑垃圾再生微粉20-60份，水玻璃190-240份，固体氢氧化钠25-50份，砂子400-700份，粗骨料0-1600份；该制备方法包括以下步骤：将矿渣粉、建筑垃圾再生微粉、砂子和粗骨料混匀得到干料，制备溶解有固体氢氧化钠的水玻璃溶液，将水玻璃溶液加入干料中混匀。
5、上述两项技术方案都使用了矿渣粉和再生微粉制备地聚合物材料，虽然制得的地聚合物材料的强度有所提高，但由于未对再生微粉进行预处理，所以再生微粉的潜能或活性未能完全激发出来，所制得的地聚合物混凝土的整体质量和综合性能也会受到影响。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆，所述地聚合物砂浆中各物质占所述地聚合物砂浆的质量百分比为，煅烧建筑垃圾再生微粉3-4wt％、高炉矿渣26-28wt％、机制砂48-52wt％、氢氧化钠3-5wt％、水16-18wt％。
2、优选的是，所述煅烧建筑垃圾再生微粉的粒径为5-75μm，其中粒径为38-75μm(38μm＜粒径≤75μm)、15-38μm(15μm＜粒径≤38μm)和5-15μm(5μm≤粒径≤15μm)的煅烧建筑垃圾再生微粉分别占所述煅烧建筑垃圾再生微粉总质量的30-50wt％、30-40wt％和20-30wt％。
3、在上述任一方案中优选的是，粒径为38-75μm、15-38μm和5-15μm的煅烧建筑垃圾再生微粉中化学成分sio2与al2o3的质量之和分别占相应粒径煅烧建筑垃圾再生微粉的质量百分比均不低于70wt％，且三种粒径的煅烧建筑垃圾再生微粉中化学成分sio2与al2o3的质量之和的占比在±1％的范围内波动。
4、本专利技术中，煅烧建筑垃圾再生微粉是由建筑垃圾微粉经过特定的煅烧工艺煅烧而成，建筑垃圾微粉煅烧前后的质量、粒径都会有所变化，但是变化规律不规则，质量的变化较为明显，粒径的变化不明显。在煅烧前，可以选择与粒径38-75μm、15-38μm和5-15μm尺寸相当的建筑垃圾微粉进行煅烧，煅烧后再进行筛分，确保煅烧建筑垃圾再生微粉的三种粒径及其质量百分比均符合本专利技术的设计要求。
5、三种粒径的煅烧建筑垃圾再生微粉中化学成分sio2和al2o3的质量很重要。煅烧前后，建筑垃圾微粉中化学成分sio2和al2o3的质量变化较为明显，但是没有规律。本专利技术经过大量试验获知，三种粒径的建筑垃圾微粉经过本专利技术的阶梯式煅烧工艺煅烧后，能够确保三种粒径的煅烧建筑垃圾再生微粉中化学成分sio2与al2o3的质量之和分别占相应粒径煅烧建筑垃圾再生微粉的质量百分比均不低于70wt％，并且三种粒径的煅烧建筑垃圾再生微粉中化学成分sio2与al2o3的质量之和的占比非常均匀，在±1％的范围内波动，不会忽高忽低；此外，三种粒径的煅烧建筑垃圾再生微粉的活性得到最大程度激发，且三种粒径的煅烧建筑垃圾再生微粉的活性比较均匀、一致。
6、比如：粒径为38-75μm的煅烧建筑垃圾再生微粉中化学成分sio2与al2o3的质量之和占其总质量的75wt％，那么粒径为15-38μm的煅烧建筑垃圾再生微粉中化学成分sio2与al2o3的质量之和占其总质量的75wt％±1％，粒径为5-15μm的煅烧建筑垃圾再生微粉中化学成分sio2与al2o3的质量之和也占其总质量的75wt％±1％。
7、在上述任一方案中优选的是，所述高炉矿渣的粒径为18-32μm，所述高炉矿渣中化学成分cao的质量占所述高炉矿渣的质量百分比不低于42wt％。
8、在上述任一方案中优选的是，所述机制砂的粒径为0.08-2mm。
9、本专利技术还提供一种碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆的制备方法，用于制备上述任一项所述的碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆，按照先后顺序包括以下步骤：
10、步骤一：按照不同的煅烧工艺分别制备粒径为38-75μm、15-38μm和5-15μm的煅烧建筑垃圾再生微粉，并测试所制备的各粒径煅烧建筑垃圾再生微粉的化学成分，确保各粒径的煅烧建筑垃圾再生微粉中化学成分sio2与al2o3的质量之和符合设计要求；
11、步骤二：按照设计要求分别称取各粒径的煅烧建筑垃圾再生微粉、高炉矿渣、机制砂、氢氧化钠和水备用；
12、步骤三：将粉末状的氢氧化钠缓慢加入水中，一边加入一边搅拌，待氢氧化钠全部加入水中后继续搅拌至氢氧化钠完全溶解，然后静置散热至室温，即制得氢氧化钠碱激发剂；
13、步骤四：将机制砂和高炉矿渣放入搅拌机中进行搅拌混合，待搅拌混合结束后，向搅拌机中加入部分氢氧化钠碱激发剂继续进行搅拌混合，即进行第一次碱激发，待第一次碱激发结束后，即制得机制砂、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆，其特征在于：所述地聚合物砂浆中各物质占所述地聚合物砂浆的质量百分比为，煅烧建筑垃圾再生微粉3-4wt％、高炉矿渣26-28wt％、机制砂48-52wt％、氢氧化钠3-5wt％、水16-18wt％。
2.根据权利要求1所述的碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆，其特征在于：所述煅烧建筑垃圾再生微粉的粒径为5-75μm，其中粒径为38-75μm、15-38μm和5-15μm的煅烧建筑垃圾再生微粉分别占所述煅烧建筑垃圾再生微粉总质量的30-50wt％、30-40wt％和20-30wt％。
3.根据权利要求2所述的碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆，其特征在于：粒径为38-75μm、15-38μm和5-15μm的煅烧建筑垃圾再生微粉中化学成分SiO2与Al2O3的质量之和分别占相应粒径煅烧建筑垃圾再生微粉的质量百分比均不低于70wt％，且三种粒径的煅烧建筑垃圾再生微粉中化学成分SiO2与Al2O3的质量之和的占比在±1％的范围内波动。
4.根据权利要求3所述的碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆，
5.根据权利要求4所述的碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆，其特征在于：所述机制砂的粒径为0.08-2mm。
6.一种碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆的制备方法，其特征在于：用于制备权利要求1-5中任一项所述的碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆，按照先后顺序包括以下步骤，
7.根据权利要求6所述的碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆的制备方法，其特征在于：步骤一中，粒径为38-75μm的煅烧建筑垃圾再生微粉的煅烧工艺为，将相应粒径的建筑垃圾微粉放入煅烧炉中，以2-5℃/min的升温速率从室温升到400℃，保温2-3h；继续以8-10℃/min的升温速率从400℃升到600℃，保温2-3h；继续以8-10℃/min的升温速率从600℃升到800℃，保温2-3h，然后随炉冷却至室温；整个煅烧过程在氮气保护下进行；
8.根据权利要求7所述的碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆的制备方法，其特征在于：步骤三中，氢氧化钠全部加入水中后，继续搅拌2-3min，氢氧化钠完全溶解。
9.根据权利要求8所述的碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆的制备方法，其特征在于：步骤四中，机制砂和高炉矿渣的搅拌温度为室温、搅拌时间为2-3min、搅拌速率为50-100r/min；机制砂、高炉矿渣和部分氢氧化钠碱激发剂的搅拌温度为室温、搅拌时间为3-4min、搅拌速率为50-100r/min；加入的部分氢氧化钠碱激发剂为氢氧化钠碱激发剂总量的80-90％。
10.根据权利要求9所述的碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆的制备方法，其特征在于：步骤五中，粒径为38-75μm、15-38μm、5-15μm的煅烧建筑垃圾再生微粉、机制砂、高炉矿渣和部分氢氧化钠碱激发剂的搅拌温度为室温、搅拌时间为3-4min、搅拌速率为50-100r/min；粒径为38-75μm、15-38μm、5-15μm的煅烧建筑垃圾再生微粉、机制砂、高炉矿渣和全部氢氧化钠碱激发剂的搅拌温度为室温、搅拌时间为3-4min、搅拌速率为50-100r/min；加入的剩余部分氢氧化钠碱激发剂为氢氧化钠碱激发剂总量的10-20％。
...【技术特征摘要】
1.一种碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆，其特征在于：所述地聚合物砂浆中各物质占所述地聚合物砂浆的质量百分比为，煅烧建筑垃圾再生微粉3-4wt％、高炉矿渣26-28wt％、机制砂48-52wt％、氢氧化钠3-5wt％、水16-18wt％。
2.根据权利要求1所述的碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆，其特征在于：所述煅烧建筑垃圾再生微粉的粒径为5-75μm，其中粒径为38-75μm、15-38μm和5-15μm的煅烧建筑垃圾再生微粉分别占所述煅烧建筑垃圾再生微粉总质量的30-50wt％、30-40wt％和20-30wt％。
3.根据权利要求2所述的碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆，其特征在于：粒径为38-75μm、15-38μm和5-15μm的煅烧建筑垃圾再生微粉中化学成分sio2与al2o3的质量之和分别占相应粒径煅烧建筑垃圾再生微粉的质量百分比均不低于70wt％，且三种粒径的煅烧建筑垃圾再生微粉中化学成分sio2与al2o3的质量之和的占比在±1％的范围内波动。
4.根据权利要求3所述的碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆，其特征在于：所述高炉矿渣的粒径为18-32μm，所述高炉矿渣中化学成分cao的质量占所述高炉矿渣的质量百分比不低于42wt％。
5.根据权利要求4所述的碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆，其特征在于：所述机制砂的粒径为0.08-2mm。
6.一种碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆的制备方法，其特征在于：用于制备权利要求1-5中任一项所述的碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合物砂浆，按照先后顺序包括以下步骤，
7.根据权利要求6所述的碱激发煅烧建筑垃圾再生微粉地聚合...
【专利技术属性】
技术研发人员：文龙，季节，王栋，赵玉华，刘晨旭，邱川，郑文华，张然，金珊珊，杨巍，翟学国，翟利峰，齐雅楠，王胜武，
申请(专利权)人：北京公联洁达公路养护工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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