專利名稱：一種復(fù)合膠凝材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合膠凝材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)水泥工業(yè)是能源、資源消耗巨大以及環(huán)境負(fù)荷嚴(yán)重的行業(yè)，開發(fā)新型輔助性膠凝材料，在一定程度上減少水泥產(chǎn)量，降低能源、資源消耗和環(huán)境負(fù)荷具有十分重要的意義。與此同時，冶金、電力等行業(yè)每年產(chǎn)生大量的工業(yè)廢渣，這些廢渣的堆放占用大量寶貴的土地資源，同時容易對環(huán)境產(chǎn)生二次污染，而每年由舊建筑物、工程結(jié)構(gòu)拆除等原因產(chǎn)生數(shù)量驚人的廢棄混凝土，這些廢棄混凝土的棄置堆放同樣存在浪費土地資源、造成環(huán)境污染的問題。礦渣等工業(yè)廢渣作為摻合料已經(jīng)成功地應(yīng)用到水泥混凝土當(dāng)中，依靠水泥熟料礦物水化所產(chǎn)生的Ca(OH)2與它們發(fā)生火山灰反應(yīng)，激發(fā)其活性，生成CSH凝膠等水化產(chǎn)物而形成膠凝能力。對于廢棄混凝土的回收利用，目前主要集中在回收粗骨料制備再生骨料混凝土，對其中的水泥石組分基本上處于不利用的狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成本低廉、廢棄物回收利用高的復(fù)合膠凝材料及其制備方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種復(fù)合膠凝材料，其特征在于它主要由煅燒水泥石粉和高爐礦渣制備而成，各原料所占重量百分比為煅燒水泥石粉50-70，高爐礦渣30-50；所述的煅燒水泥石粉為從廢棄混凝土中分離出來的水泥石在600℃-800℃溫度區(qū)間進行煅燒，煅燒時間為1-2小時，再粉磨至比表面積300-400m2/kg；所述的高爐礦渣的比表面積450-500m2/kg。
所述的高爐礦渣其活性指數(shù)按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18046-2000測定，7天活性指數(shù)不小于75％，28天活性指數(shù)不小于95％。
上述一種復(fù)合膠凝材料的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)、煅燒水泥石粉的制備將從廢棄混凝土中分離出來的水泥石在600℃-800℃溫度區(qū)間進行煅燒，煅燒時間為1-2小時，再粉磨至比表面積300-400m2/kg；2)、將高爐礦渣磨至比表面積450-500m2/kg；3)、按各原料所占重量百分比為煅燒水泥石粉50-70，高爐礦渣30-50；選取煅燒水泥石粉和高爐礦渣攪拌混合得產(chǎn)品。
將廢棄混凝土中的水泥石分離出來后經(jīng)一定溫度下煅燒，獲得的脫水相能再次水化并形成膠凝能力，稱之為再生膠凝材料；但由于脫水相中存在大量由Ca(OH)2和CSH凝膠分解產(chǎn)生的高活性f-CaO，對再生膠凝材料的工作性能和耐久性能有不利影響。
本發(fā)明采用水泥石在600℃-800℃溫度區(qū)間煅燒，由Ca(OH)2和CSH凝膠分解產(chǎn)生大量的高活性、高分散性的f-CaO，與水泥熟料礦物水化生成Ca(OH)2的過程不同，這些f-CaO與水接觸后即快速水化生成Ca(OH)2，在復(fù)合膠凝材料中，水化早期快速產(chǎn)生的Ca(OH)2即對磨細(xì)的高爐礦渣具有強烈的激發(fā)作用，與它們發(fā)生火山灰反應(yīng)而生成CSH凝膠等水化產(chǎn)物。與此同時，水泥石中CSH凝膠熱分解產(chǎn)生的不完全結(jié)晶β-C2S和鋁相物質(zhì)熱分解產(chǎn)生的C12A7等物質(zhì)均具有相當(dāng)強的水化硬化能力，它們的水化產(chǎn)物與磨細(xì)高爐礦渣和Ca(OH)2之間火山灰反應(yīng)所產(chǎn)生的水化產(chǎn)物相互交叉連生，形成空間網(wǎng)絡(luò)，強化膠凝能力。復(fù)合膠凝材料一方面解決了單獨使用水泥石粉脫水相作為膠凝材料時由f-CaO所帶來的工作性能和耐久性能問題；另一方面它的膠凝能力強于單純用石灰激發(fā)磨細(xì)高爐礦渣所形成的膠凝能力；再者，復(fù)合膠凝材料原材料均為固體廢棄物，具有成本低廉、節(jié)能利廢的優(yōu)點。
本發(fā)明的復(fù)合膠凝材料可以將其用作膠結(jié)材制備低強度等級的水泥基材料，或者用作混凝土摻合料。
具體實施例方式
實施例1將廢棄混凝土(原強度等級為C50)中分離出來的水泥石在700℃下煅燒1.5小時，再將其粉磨至比表面積400m2/kg，把它與比表面積450m2/kg的磨細(xì)高爐礦渣粉按重量比2∶1混合，并用混料機攪拌均勻，制成復(fù)合膠凝材料A，使用這種復(fù)合膠凝材料作為膠結(jié)材，制備了低強度等級的混凝土，混凝土配合比見表1所示，制備的混凝土性能見表2所示表1混凝土配合比(kg/m3)

其中水飲用自來水砂河砂，細(xì)度模數(shù)2.6石石灰石碎石，5-25cm連續(xù)級配高效減水劑聚羧酸系高效減水劑，固含量為35％表2混凝土性能(kg/m3)

實施例2將廢棄混凝土(原強度等級為C50)中分離出來的水泥石在750℃下煅燒1小時，再將其粉磨至比表面積350m2/kg，把它與比表面積450m2/kg的磨細(xì)高爐礦渣粉按重量比1∶1混合，并用混料機攪拌均勻，制成復(fù)合膠凝材料B，使用這種復(fù)合膠凝材料作為摻合料，用于制備混凝土，混凝土配合比見表3所示，制備的混凝土性能見表4所示表3混凝土配合比(kg/m3)

其中水飲用自來水砂河砂，細(xì)度模數(shù)2.6石石灰石碎石，5-25cm連續(xù)級配高效減水劑聚羧酸系高效減水劑，固含量為35％表4混凝土性能(kg/m3)

實施例31、從廢棄混凝土中分離出來的水泥石1)、將除去鋼筋、木塊等雜質(zhì)的大塊廢棄混凝土用顎式破碎機破碎成10cm-30cm粒徑大小的小塊，然后再用錐式偏心轉(zhuǎn)軸破碎機破碎成3cm-10cm粒徑的顆粒，用電磁除鐵機將難以人工分揀的細(xì)小鋼筋及鐵釘?shù)辱F質(zhì)雜質(zhì)除去，得物料顆粒；2)、將物料顆粒用立式燃油爐加熱至250℃-350℃，再用風(fēng)力使其急冷至常溫；3)、將冷卻后的物料送入球磨機當(dāng)中，在物料顆粒之間、物料顆粒與鋼球之間相互碰撞、摩擦作用下，使粘附砂漿和粗骨料相互分離，物料在球磨機內(nèi)停留時間為3-10min；物料出磨后用5mm振動篩將分離的砂漿細(xì)粒與粗骨料相互分離出來；4)、將分離出來的砂漿細(xì)粒再送入風(fēng)掃管磨機中進行粉磨，在風(fēng)掃管磨機內(nèi)停留時間為5-15min；砂漿細(xì)粒在研磨作用下石英砂細(xì)骨料和水泥石相互分離，并將水泥石研磨成細(xì)粉，在風(fēng)力作用下，水泥石細(xì)粉隨風(fēng)排出，用袋式收塵器收集，得水泥石粉；而石英砂(即細(xì)骨料)則從磨尾排出，實現(xiàn)細(xì)骨料和水泥石之間的分離。
2、一種復(fù)合膠凝材料的制備，它包括如下步驟1)、煅燒水泥石粉的制備將從廢棄混凝土中分離出來的水泥石在600℃溫度區(qū)間進行煅燒，煅燒時間為2小時，再粉磨至比表面積300m2/kg；2)、將高爐礦渣磨至比表面積450m2/kg；3)、按各原料所占重量百分比為煅燒水泥石粉60，高爐礦渣40；將兩者攪拌混合均勻制成復(fù)合膠凝材料C，使用這種復(fù)合膠凝材料作為膠結(jié)材，制備了低強度等級的混凝土，混凝土配合比見表5所示，制備的混凝土性能見表6所示表5混凝土配合比(kg/m3)

其中水飲用自來水砂河砂，細(xì)度模數(shù)2.6石石灰石碎石，5-25cm連續(xù)級配高效減水劑聚羧酸系高效減水劑，固含量為35％表6混凝土性能(kg/m3)

實施例4一種復(fù)合膠凝材料的制備，它包括如下步驟1)、煅燒水泥石粉的制備將從廢棄混凝土中分離出來的水泥石在800℃溫度區(qū)間進行煅燒，煅燒時間為1小時，再粉磨至比表面積400m2/kg；2)、將高爐礦渣粉磨至比表面積500m2/kg；3)、按各原料所占重量百分比為煅燒水泥石粉70，高爐礦渣30；選取煅燒水泥石粉和高爐礦渣攪拌混合制成復(fù)合膠凝材料D，使用這種復(fù)合膠凝材料作為摻合料，用于制備混凝土，混凝土配合比見表7所示，制備的混凝土性能見表8所示表7混凝土配合比(kg/m3)

其中水飲用自來水砂河砂，細(xì)度模數(shù)2.6石石灰石碎石，5-25cm連續(xù)級配高效減水劑聚羧酸系高效減水劑，固含量為35％
表8混凝土性能(kg/m3)

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權(quán)利要求
1.一種復(fù)合膠凝材料，其特征在于它主要由煅燒水泥石粉和高爐礦渣制備而成，各原料所占重量百分比為煅燒水泥石粉50-70，高爐礦渣30-50；所述的煅燒水泥石粉為從廢棄混凝土中分離出來的水泥石在600℃-800℃溫度區(qū)間進行煅燒，煅燒時間為1-2小時，再粉磨至比表面積300-400m2/kg；所述的高爐礦渣的比表面積450-500m2/kg。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合膠凝材料，其特征在于所述的高爐礦渣其活性指數(shù)按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18046-2000測定，7天活性指數(shù)不小于75％，28天活性指數(shù)不小于95％。
3.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合膠凝材料的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)、煅燒水泥石粉的制備將從廢棄混凝土中分離出來的水泥石在600℃-800℃溫度區(qū)間進行煅燒，煅燒時間為1-2小時，再粉磨至比表面積300-400m2/kg；2)、將高爐礦渣磨至比表面積450-500m2/kg；3)、按各原料所占重量百分比為煅燒水泥石粉50-70，高爐礦渣30-50；選取煅燒水泥石粉和高爐礦渣攪拌混合得產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合膠凝材料及其制備方法。一種復(fù)合膠凝材料，其特征在于它主要由煅燒水泥石粉和高爐礦渣制備而成，各原料所占重量百分比為煅燒水泥石粉50－70，高爐礦渣30－50；所述的煅燒水泥石粉為從廢棄混凝土中分離出來的水泥石在600℃－800℃溫度區(qū)間進行煅燒，煅燒時間為1－2小時，再粉磨至比表面積300－400m
文檔編號C04B7/00GK1868954SQ20061001924
公開日2006年11月29日 申請日期2006年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月1日
發(fā)明者胡曙光, 何永佳, 呂林女, 丁慶軍 申請人:武漢理工大學(xué)