一种红砖微粉复合矿粉混凝土的制备工艺的制作方法

本发明涉及混凝土制备，尤其涉及一种红砖微粉复合矿粉混凝土的制备工艺。

背景技术：

1、近些年，随着我国城市化进程的不断推进以及老城改造等工程，产生了大量的建筑垃圾，这些建筑垃圾主要被堆积在城市周围、运送到垃圾填埋场或者作为路基材料(如用于场地平整、道路路基、洼地填充等)等。红砖的原材料主要包括黏土、页岩、煤矸石等，通过高温来烧制而成，具有耐久性好、强硬度高、保温绝热、结构稳定等方面的优点，是建筑墙体砌筑的主要材料。而且红砖的价格相对便宜，是一种性价比极高的建筑材料，因而被广泛用于建筑领域。正因为如此，每年产生的高达数十亿吨的建筑垃圾中相当一部分是废弃的红砖。然而，这种建筑垃圾却存在不易被利用、利用途径比较单一的问题。

2、目前，已经有技术探索将红砖建筑垃圾制备成骨料、填料等再生建筑材料重新用于制备混凝土，但由于这种再生建筑材料孔隙率高、吸水性强，容易导致混凝土浆料的流动性明显降低，导致混凝土的泵送性、工作性能变差。更重要的是这种再生建筑材料吸水后导致混凝土浆料中可用于进行水化反应的水分减少，造成水泥组分的水化反应不充分，产生的胶凝组分减少，导致得到的混凝土结构的强度不足。

技术实现思路

1、本发明提供一种红砖微粉复合矿粉混凝土的制备工艺，该方法对红砖建筑垃圾制备的红砖微粉进行处理后再与矿粉/矿渣微粉复合作为混凝土的填料，有效克服了红砖微粉造成混凝土力学性能劣化的问题，扩展了红砖建筑垃圾、矿渣微粉这些固废的资源化利用途径。为实现上述目的，本发明公开了以下技术方案。

2、一种红砖微粉复合矿粉混凝土的制备工艺，包括如下步骤：

3、(1)将矿粉浸入碱液中混合均匀，静置后进行固液分离，对得到的固体物进行洗涤去除残留碱液，然后干燥，即得预处理矿粉，备用。

4、(2)将废弃建筑红砖制成的红砖微粉与所述固液分离得到的碱液混合后蒸干，将在得到的红砖微粉中喷洒mg2+溶液，对得到的湿混料进行煅烧处理，完成后冷却至室温，得到预处理红砖微粉。

5、(3)将所述预处理红砖微粉与磷酸盐溶液混合均匀，反应完成后将得到的产物粉磨处理，即得改性红砖微粉，备用。

6、(4)取硅酸盐水泥175～210重量份、粗骨料335～420重量份、细骨料560～672重量份、预处理矿粉50～65重量份、改性红砖微粉30～40重量份、纤维10～17重量份、减水剂3.2～4.5重量份、消泡剂1.5～4重量份。将上述各原料混匀后按照水灰比0.42～0.45加水搅拌均匀，即得所述红砖微粉复合矿粉混凝土。

7、进一步地，步骤(1)中，所述矿粉与碱液的比例为1g：10～20ml。可选地，所述矿粉的比表面积为400～550m2/kg。

8、进一步地，步骤(1)中，所述碱液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的至少一种。可选地，所述碱液的质量分数为5～10％。

9、进一步地，步骤(1)中，所述静置时间为1～2小时，从而利用所述碱液对矿粉进行活化处理，破坏矿粉颗粒的表面惰性结构，提高矿粉的反应活性。

10、进一步地，步骤(1)中，所述干燥的温度为100～130℃，时间为40～60min。

11、进一步地，步骤(2)中，所述红砖微粉与碱液的比例为1g：15～30ml。可选地，所述红砖微粉的粒径为0.1～0.5mm。

12、进一步地，步骤(2)中，所述蒸干的方式为在60～80℃加热至恒重。

13、进一步地，步骤(2)中，所述红砖微粉与mg2+溶液的比例为1g：2～3.5ml。可选地，所述mg2+溶液包括氯化镁溶液、硝酸镁溶液、硫酸镁溶液等中的任意一种。可选地，所述mg2+溶液的质量分数为10～20％。

14、进一步地，步骤(2)中，所述煅烧温度为400～500℃，时间为30～50min。

15、进一步地，步骤(3)中，所述预处理红砖微粉与磷酸盐溶液的比例为1g：1～1.5ml。可选地，所述磷酸盐溶液包括磷酸二氢铵溶液(nh4h2po4)、磷酸二氢钾溶液(kh2po4)、磷酸二氢钠溶液(nah2po4)等中的至少一种。所述磷酸盐溶的质量分数为6～8％。

16、进一步地，步骤(3)中，所述反应时间为8～12小时。

17、进一步地，步骤(3)中，所述改性红砖微粉的粒径为0.2～0.5mm。

18、进一步地，步骤(4)中，所述纤维包括聚丙烯纤维、聚丙烯晴纤维、玄武岩纤维等中的任意一种。可选地，所述纤维的长度为20～50mm。

19、进一步地，步骤(4)中，所述减水剂包括聚羧酸减水剂、木质素磺酸盐减水剂等中的任意一种。

20、进一步地，步骤(4)中，所述消泡剂包括有机硅消泡剂、聚硅氧烷消泡剂、聚醚消泡剂等中的任意一种。

21、与现有技术相比，本发明具有以下方面的有益技术效果：

22、红砖建筑垃圾制备的红砖微粉作为混凝土原料时，存在得到的混凝土浆料流动性变差以及混凝土结构力学性能严重劣化的问题。为此，本发明先利用碱液对矿渣微粉进行激活处理，使矿渣微粉颗粒表面的硅氧键、铝氧键断裂，造成硅氧四面体、铝氧四面体解聚，从而提高矿渣微粉颗粒的反应活性，该矿渣微粉进入混凝土中后，与水泥的水化产物氢氧化钙反应形成水化硅酸钙、水化铝酸钙，增加了混凝土结构中胶凝组分的量，提升混凝土结构的强度，弥补红砖微粉的掺入对混凝土强度带来的不利影响。进一步地，本发明利用上述对矿渣微粉进行激活处理后残留的碱液对红砖微粉进行处理，一方面利用红砖微粉的强吸附性吸收碱液减少了碱性废液的产生。另一方面，吸收了碱液的红砖微粉与mg2+溶液混合后可使红砖微粉孔隙中的氢氧根与镁离子结合形成氢氧化镁沉淀，其经过煅烧处理后转变为氧化镁。进一步地，本发明将含有氧化镁的所述红砖微粉与磷酸盐溶液混合，氧化镁遇到磷酸盐后在水的作用下发生酸碱反应，即磷酸镁水泥的水化反应，形成水化胶凝产物填充在所述红砖微粉的孔隙中，不仅能够有效减小红砖微粉的孔隙率，降低其吸水性，提高含有红砖微粉混凝土浆料的流动性。同时，所述利用所述磷酸镁水泥的水化反应产生的水化胶凝产物对填充红砖微粉颗粒的孔隙进行填充，不仅能够显著提升红砖微粉颗粒本身的强度，而且由于得到的这种红砖微粉颗粒与混凝土基体之间具有良好的相容性，从而可使红砖微粉颗粒混凝土基体之间紧密结合，提高混凝土结构的抗压强度，防止了传统的用疏水剂处理红砖微粉降低其吸水率造成的红砖微粉颗粒混凝土基体之间相容性较差，导致混凝土结构力学性能再次劣化的问题。

技术特征：

1.一种红砖微粉复合矿粉混凝土的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的红砖微粉复合矿粉混凝土的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述矿粉与碱液的比例为1g：10～20ml；

3.根据权利要求1所述的红砖微粉复合矿粉混凝土的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述静置时间为1～2小时；

4.根据权利要求1所述的红砖微粉复合矿粉混凝土的制备工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述红砖微粉与碱液的比例为1g：15～30ml；

5.根据权利要求1所述的红砖微粉复合矿粉混凝土的制备工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述红砖微粉与mg2+溶液的比例为1g：2～3.5ml；

6.根据权利要求1所述的红砖微粉复合矿粉混凝土的制备工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述煅烧温度为400～500℃，时间为30～50min。

7.根据权利要求1所述的红砖微粉复合矿粉混凝土的制备工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述预处理红砖微粉与磷酸盐溶液的比例为1g：1～1.5ml；

8.根据权利要求1-7任一项所述的红砖微粉复合矿粉混凝土的制备工艺，其特征在于，步骤(4)中，所述纤维包括聚丙烯纤维、聚丙烯晴纤维、玄武岩纤维中的任意一种；可选地，所述纤维的长度为20～50mm。

9.根据权利要求1-7任一项所述的红砖微粉复合矿粉混凝土的制备工艺，其特征在于，步骤(4)中，所述减水剂包括聚羧酸减水剂、木质素磺酸盐减水剂中的任意一种。

10.根据权利要求1-7任一项所述的红砖微粉复合矿粉混凝土的制备工艺，其特征在于，步骤(4)中，所述消泡剂包括有机硅消泡剂、聚硅氧烷消泡剂、聚醚消泡剂中的任意一种。

技术总结本发明公开一种红砖微粉复合矿粉混凝土的制备工艺，包括如下步骤：(1)将矿粉浸入碱液中混合均匀，静置后进行固液分离，对得到的固体物进行洗涤去除残留碱液，然后干燥，即得预处理矿粉。(2)将废弃建筑红砖制成的红砖微粉与所述固液分离得到的碱液混合后蒸干，将在得到的红砖微粉中喷洒Mg<supgt;2+</supgt;溶液，对得到的湿混料进行煅烧处理，完成后冷却至室温，得到预处理红砖微粉。(3)将所述预处理红砖微粉与磷酸盐溶液混合均匀，反应完成后将得到的产物粉磨处理，即得改性红砖微粉。本发明经过上述处理后的红砖微粉与矿粉作为填料制备混凝土，不仅有效克服了红砖微粉造成混凝土力学性能劣化的问题，而且扩展了这些固废的资源化利用途径。技术研发人员：段佑强,徐晓阳,宋哲,孙位蕊,王庆丰,胡娜,王超武受保护的技术使用者：菏泽鹏远混凝土有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5