一種利用煤矸石制備泡沫混凝土的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種利用煤桿石制備泡沫混凝±的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水泥混凝±是建筑工程最重要的材料，自從19世紀(jì)波特蘭水泥問世W來，混凝± 作為建筑材料己有100多年的歷史，到目前為止，它仍然是世界上最大宗的建筑材料。經(jīng)過 漫長的歷史發(fā)展，水泥混凝±技術(shù)日趨成熟和完善，但波特蘭水泥固有的缺陷也日益顯露 出來。水泥作為混凝±的重要組分，在生產(chǎn)過程中會向大氣排放大量的C〇2,1999年全世界 每年C〇2排放量約為100億噸，其中水泥生產(chǎn)就占1/10左右，造成環(huán)境污染、溫室效應(yīng)和全 球變暖等不利影響，而到2010年全球C〇2排放量達(dá)到313億噸，運(yùn)對人類造成更大的危害。 從可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的高度出發(fā)，利用工業(yè)廢料來生產(chǎn)和發(fā)展新型水泥，已成為建筑 業(yè)研究發(fā)展的一個新課題。與此同時，目前能源和資源短缺已成為世界各國面臨的問題，要 解決運(yùn)兩個問題，最好的辦法就是變廢為寶。
[0003] 煤桿石是煤炭生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的巖石統(tǒng)稱，是采煤和洗煤過程中排出的固體廢棄 物，是一種在成煤過程中與煤伴生的、含煤較低、比煤更堅硬的黑色巖石。當(dāng)前煤桿石的堆 積排放嚴(yán)重，運(yùn)樣既浪費(fèi)了資源，又占用了大量的±地，不利于礦區(qū)的環(huán)境治理，如何綜合 利用煤桿石成為實現(xiàn)綠色采礦必須解決的問題。
[0004] 泡沫混凝±是混凝±家族的一員，由于在制備過程中加入泡沫或是充入氣體，使 得產(chǎn)品具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，因而稱為泡沫混凝上。泡沫混凝上具有質(zhì)輕、保溫保濕、隔音 效果好、滲水能力強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛用于修建運(yùn)動場和田徑跑道，制備隔音墻，供電、水的管 線格力等方面。 陽〇化]利用煤桿石制備泡沫混凝±，既能大量消耗煤桿石，減少其積量所造成的資源浪 費(fèi)，改善環(huán)境污染，又能為建材提供原料，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益、長遠(yuǎn)的社會效益和環(huán)境效 益。然而截止目前，尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)利用煤桿石制備泡沫水凝±的相關(guān)技術(shù)見諸報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用煤桿石 制備泡沫混凝±的方法。該方法采用煤桿石為原料，通過活化處理后，加入發(fā)泡劑等制得泡 沫混凝±，所制泡沫混凝±具有質(zhì)輕、隔音隔熱效果好的特點(diǎn)。該方法將煤桿石用于制備泡 沫混凝±，既能充分發(fā)揮煤桿石的附加價值，又能減少煤桿石污染環(huán)境帶來的影響。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種利用煤桿石制備泡沫混凝 ±的方法，其特征在于，該方法包括W下步驟：
[0008] 步驟一、采用飄式破碎機(jī)對煤桿石進(jìn)行破碎，然后將破碎后的煤桿石置于球磨機(jī) 中球磨，得到煤桿石粉；
[0009] 步驟二、將步驟一中所述煤桿石粉置于馬弗爐中，在溫度為700°C~900°C的條件 下保溫化~化進(jìn)行活化處理，自然冷卻后得到活化后的煤桿石粉；
[0010] 步驟S、將豆粉與去離子水按質(zhì)量比1 :巧~10)混合均勻后，在溫度為80°C~ 100°C，攬拌速率為2500;r/min~4500;r/min的條件下攬拌4h~化，得到發(fā)泡劑；
[0011] 步驟四、將步驟二中所述活化后的煤桿石粉與水泥、砂、碎石和減水劑按質(zhì)量比 (20~30) : (65~80) : (15~20) : (270~320) : 1混合均勻，得到混合料，然后將 所述混合料與水混合均勻，得到漿料，之后將步驟=中所述發(fā)泡劑加入漿料中，混合均勻后 誘注于模具中成型2地~4她，脫模后自然養(yǎng)護(hù)7天，得到泡沫混凝±;所述水的加入量為 水泥質(zhì)量的40%~60%，所述發(fā)泡劑與漿料的質(zhì)量比為1 : (25~50)。
[0012] 上述的一種利用煤桿石制備泡沫混凝±的方法，其特征在于，步驟一中所述飄式 破碎機(jī)的破碎速率為20化/min~30化/min,所述破碎的時間為IOmin~15min，所述球磨 機(jī)的球磨速率為25;r/min~SOr/min，所述球磨的時間為20min~40min。
[0013] 上述的一種利用煤桿石制備泡沫混凝±的方法，其特征在于，步驟四中所述混合 料中煤桿石粉、水泥、砂、碎石和減水劑的質(zhì)量比為25 : 75 : 19 : 307. 5 : 1。
[0014] 上述的一種利用煤桿石制備泡沫混凝±的方法，其特征在于，步驟四中所述發(fā)泡 劑與漿料的質(zhì)量比為1 : 32。
[0015] 上述的一種利用煤桿石制備泡沫混凝±的方法，其特征在于，步驟四中所述減水 劑為聚簇酸減水劑。
[0016] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0017] 1、本發(fā)明公開了一種利用煤桿石制備泡沫混凝±的方法。該泡沫混凝±采用煤桿 石在高溫下活化后加入發(fā)泡劑等配制而成。本發(fā)明通過加入豆粉和煤桿石的方法制備泡沫 混凝±，能夠提高其附加利用值和減少環(huán)境污染，制得的泡沫混凝±抗壓強(qiáng)度高，符合建筑 材料要求。
[0018] 2、本發(fā)明制備的泡沫混凝±的抗壓強(qiáng)度優(yōu)良，大大節(jié)約了混凝±成本，顯著提高 了煤桿石的綜合利用率。
[0019] 3、本發(fā)明將煤桿石在高溫條件下活化，經(jīng)過活化的煤桿石具有一定的火山灰活 性，與水泥熟料水化產(chǎn)物Ca (OH) 2發(fā)生二次反應(yīng)形成巧抓石、水化娃酸巧、水化侶酸巧等水 化產(chǎn)物，煤桿石的水化反應(yīng)降低水化產(chǎn)物中化(0H)2的含量、抑制化(OH) 2晶體的生長和聚 集，改善混凝±結(jié)構(gòu)。因此，用煤桿石做混合材料不僅可W節(jié)省水泥熟料，且可W改善水泥 硬化漿體結(jié)構(gòu)，提高其耐久性。
[0020] 4、本發(fā)明大大的降低了泡沫混凝±的成本。煤桿石經(jīng)活化處理后，可取代40%~ 70%的水泥，成為制備泡沫混凝±的主要原料，其成本僅為純水泥的1/2~3/4,具有很強(qiáng) 的商業(yè)競爭力，將大力推動我國泡沫混凝±的迅猛發(fā)展。
[0021] 5、本發(fā)明能夠有效解決低密度泡沫混凝±的塌陷問題。密度等級為B04級的泡沫 混凝±，在制備成型過程中容易塌陷，導(dǎo)致失敗。然而，利用經(jīng)活化過的煤桿石代替水泥，塌 陷得到有效控制，可制備出無塌陷超輕質(zhì)泡沫混凝上。
[0022] 6、本發(fā)明能夠節(jié)約水泥±地等資源，削弱煤桿石堆積對環(huán)境的影響。煤桿石經(jīng)活 化處理，可代替40%~70%的水泥，極大的減少了水泥的用量。煤桿石的轉(zhuǎn)化利用，減少其 堆積量，騰出空地，充分發(fā)揮±地應(yīng)有的價值。同時，煤桿石的轉(zhuǎn)化利用，可減緩其堆放而造 成的水體，±質(zhì)的污染，減少粉塵的飄揚(yáng)量和自然而排放的各種有害氣體的排放量。
[0023] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【具體實施方式】
[0024] 實施例1
[00巧]本實施例利用煤桿石制備泡沫混凝±的方法包括W下步驟：
[0026] 步驟一、采用飄式破碎機(jī)對煤桿石進(jìn)行破碎，破碎速率為25化/min,破碎時間為 12min，然后將破碎后的煤桿石置于球磨機(jī)中球磨，球磨速率為30r/min，所述球磨時間為 SOmin得到煤桿石粉；
[0027] 步驟二、將步驟一中所述煤桿石粉置于馬弗爐中，在溫度為800°C的條件下保溫 2.化進(jìn)行活化處理，自然冷卻后得到活化后的煤桿石粉；
[002引步驟S、將豆粉與去離子水按質(zhì)量比1 : 8混合均勻后，在溫度為90。攬拌速率 為3000r/min的條件下攬拌地，得到發(fā)泡劑；
[0029] 步驟四、將步驟二中所述活化后的煤桿石粉與水泥、砂、碎石和聚簇酸減水劑按質(zhì) 量比25 : 75 : 19 : 307. 5 : 1混合均勻，得到混合料，然后將所述混合料與水混合均勻， 所述水的加入量為水泥質(zhì)量的50%，得到漿料，之后將步驟=中所述發(fā)泡劑加入漿料中，所 述發(fā)泡劑與漿料的質(zhì)量比為1 : 32,混合均勻后誘注于模具中成型36h，脫模后自然養(yǎng)護(hù)7 天，得到泡沫混凝±。
[0030] 依據(jù)JGJ70-90《建筑砂漿基本性能試驗方法》對本實施例制備的泡沫混凝±的 抗壓強(qiáng)度進(jìn)行測試，測得本實施例所制泡沫混凝±的抗壓強(qiáng)度為2. 87MPa，符合建筑材料要 求。 陽0川實施例2
[0032] 本實施例利用煤桿石制備泡沫混凝±的方法包括W下步驟：
[0033] 步驟一、采用飄式破碎機(jī)對煤桿石進(jìn)行破碎，破碎速率為2(K)r/min，破碎時間為 15min，然后將破碎后的煤桿石置于球磨機(jī)中球磨，球磨速率為25r/min，所述球磨時間為 40min得到煤桿石粉；
[0034] 步驟二、將步驟一中所述煤桿石粉置于馬弗爐中，在溫度為700°C的條件下保溫 化進(jìn)行活化處理，自然冷卻后得到活化后的煤桿石粉；
[0035] 步驟S、將豆粉與去離子水按質(zhì)量比1 : 8混合均勻后，在溫度為80。攬拌速率 為3000;r/min的條件下攬拌化，得到發(fā)泡劑；
[0036] 步驟四、將步驟二中所述活化后的煤桿石粉與水泥、砂、碎石和聚簇酸減水劑按質(zhì) 量比25 : 70 : 18 : 300 : 1混合均勻，得到混合料，然后將所述混合料與水混合均勻， 所述水的加入量為水泥質(zhì)量的60%，得到漿料，之后將步驟=中所述發(fā)泡劑加入漿料中，所 述發(fā)泡劑與漿料的質(zhì)量比為1 : 50,混合均勻后誘注于模具中成型3她，脫模后自然養(yǎng)護(hù)7 天，得到泡沫混凝±。
[0037] 依據(jù)JGJ70-90《建筑砂漿基本性能試驗方法》對本實施例制備的泡沫混凝±的 抗壓強(qiáng)度進(jìn)行測試，測得本實施例所制泡沫混凝±的抗壓強(qiáng)度為2. 26MPa，符合建筑材料要 求。 陽0測 實施例3
[0039] 本實施例利用煤桿石制備泡沫混凝±的方法包括W下步驟：
[0040] 步驟一、采用飄式破碎機(jī)對煤桿石進(jìn)行破碎，破碎速率為2(K)r/min，破碎時間為 lOmin，然后將破碎后的煤桿石置于球磨機(jī)中球磨，球磨速率為25r/min，所述球磨時間為 40min得到煤桿石粉；
[0041] 步驟二、將步驟一中所述煤桿石粉置于馬弗爐中，在溫度為700°C的條件下保溫 2.化進(jìn)行活化處理，自然冷卻后得到活化后的煤桿石粉；
[0042] 步驟=、將豆粉與去離子水按質(zhì)量比1 : 5混合均勻后，在溫度為90°C，攬拌速率 為3000;r/min的條件下攬拌化，得到發(fā)泡劑；
[0043] 步驟四、將步驟二中所述活化后的煤桿石粉與水泥、砂、碎石