再生硬化水泥砂浆粉胶凝材料及其制备方法

摘要

本发明提供一种再生硬化水泥砂浆粉胶凝材料及其制备方法，该胶凝材料按质量份计含有以下成分：废弃硬化水泥砂浆55~75份、磷渣25~45份、氢氧化钠1.0~3.5份、水玻璃4~10份、酒石酸0.5~1.0份，减水剂0.5~1.2份和水25~35份；所述水玻璃的份量以水玻璃中的固体含量计，所述水包含水玻璃中带有的液态水。本发明的胶凝材料可直接利用废弃水泥混凝土中的砂浆或废弃水泥砂浆制品粉磨制得，制备过程无需将硬化水泥浆体与砂分离，方法简单，能耗低；所得胶凝材料凝结快、强度适中，收缩小、耐蚀性好。

权利要求

1.再生硬化水泥砂浆粉胶凝材料，其特征在于按质量份计含有以下成分：废弃硬化水泥砂浆55~75份、磷渣25~45份、氢氧化钠1.0~3.5份、水玻璃4~10份、酒石酸0.4~1.0份、减水剂0.5~1.2份和水25~35份；所述水玻璃的份量以水玻璃中的固体含量计，所述水包含水玻璃中带有的液态水；所述废弃硬化水泥砂浆是从废弃水泥混凝土中分离出的或由其它废弃水泥砂浆制品破碎得的硬化水泥砂浆；所述废弃硬化水泥砂浆的原始胶砂比≥0.4；

所述磷渣为满足GB/T 26751规定L70 级（含）以上技术指标的粒化电炉磷渣。

2.根据权利要求1所述的再生硬化水泥砂浆粉胶凝材料，其特征在于按质量份计含有以下成分：废弃硬化水泥砂浆60~70份、磷渣30~40份、氢氧化钠1.5~3.0份、水玻璃5~8份、酒石酸0.5~0.8份、减水剂0.7~1.0份和水27~32份；所述水玻璃的份量以水玻璃中的固体含量计，所述水包含水玻璃中带有的液态水。

3.根据权利要求1所述的再生硬化水泥砂浆粉胶凝材料，其特征在于所述水玻璃模数为2.2～3.5，固含量≥ 25％wt 的硅酸钠水玻璃。

4.根据权利要求1所述的再生硬化水泥砂浆粉胶凝材料，其特征在于所述减水剂为符合GB8076技术指标的高效减水剂或高性能减水剂。

5.如权利要求1所述的再生硬化水泥砂浆粉胶凝材料的制备方法，其特征在于该方法的制备步骤如下：第一步：将废弃硬化水泥砂浆颗粒在200～550℃下烘40~100min，然后与磷渣共同粉2

磨得比表面积≥380 m/kg的废弃硬化水砂浆粉和磷渣粉的复合粉；

第二步：将氢氧化钠、水玻璃和水混合搅拌，使氢氧化钠完全溶解，制备得稀释水玻璃；

第三步：将废弃硬化水砂浆粉和磷渣粉的复合粉和稀释水玻璃倒入搅拌机混合搅拌30 s后，再将减水剂和酒石酸倒入搅拌机，继续搅拌均匀，得到再生硬化水泥砂浆粉胶凝材料。

说明书

再生硬化水泥砂浆粉胶凝材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于建筑材料和固体废弃物资源化领域，涉及一种废弃水泥混凝土的再生利用技术，具体地说是涉及一种利用从废弃水泥混凝土中分离出的废弃硬化水泥砂浆制备的再生胶凝材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 废弃水泥混凝土的处置和利用已成为全球关注的课题，以往废弃水泥混凝土多作填埋处理，占用土地，污染环境，浪费资源。近年来人们开始关注废弃水泥混凝土的再生利用，主要是制备再生骨料替代天然骨料。但由于再生骨料中含有水泥砂浆，其强度低、孔隙率高、吸水率大，影响混凝土的性能，且再生骨料制备中筛分出的颗粒较细的硬化水泥砂浆不能有效利用。若将硬化水泥砂浆磨细用作传统方法生产水泥熟料的原料，则由于其中的细骨料的易磨性和易烧性低，会导致水泥熟料质量下降。虽也有人提出将废弃水泥混凝土中的水泥浆体分离出来，经一定温度下热处理后磨细作为胶凝材料使用，但存在分离工艺复杂、粉尘污染和成本较高的问题。

发明内容

[0003] 解决的技术问题：本发明针对上述现有技术存在的问题，提出一种无需将硬化水泥浆体与细骨料分离，直接利用废弃水泥混凝土中废弃硬化水泥砂浆为主要原料的再生胶凝材料及其制备方法，该胶凝材料强度高、收缩小、耐久性好。

[0004] 技术方案：再生硬化水泥砂浆粉胶凝材料，按质量份计含有以下成分：废弃硬化水泥砂浆55~75份、磷渣25~45份、氢氧化钠1.0~3.5份、水玻璃4~10份、酒石酸0.4~1.0份、减水剂0.5~1.2份和水25~35份；所述水玻璃的份量以水玻璃中的固体含量计，所述水包含水玻璃中带有的液态水。

[0005] 上述所述的再生硬化水泥砂浆粉胶凝材料，按质量份计含有以下成分：废弃硬化水泥砂浆60~70份、磷渣30~40份、氢氧化钠1.5~3.0份、水玻璃5~8份、酒石酸0.5~0.8份、减水剂0.7~1.0份和水27~32份；所述水玻璃的份量以水玻璃中的固体含量计，所述水包含水玻璃中带有的液态水。

[0006] 上述所述废弃硬化水泥砂浆是从废弃水泥混凝土中分离出的或由其它废弃水泥砂浆制品破碎得的硬化水泥砂浆。

[0007] 上述所述废弃硬化水泥砂浆的原始胶砂比≥0.4。

[0008] 上述所述磷渣为满足GB/T 26751规定L70 级（含）以上技术指标的粒化电炉磷渣。

[0009] 上述所述的水玻璃为模数为2.2～3.5，固含量≥ 25％wt 的硅酸钠水玻璃。

[0010] 上述所述的减水剂为符合GB8076技术指标的高效减水剂或高性能减水剂。

[0011] 上述所述的再生硬化水泥浆体胶凝材料的制备方法，该方法的制备步骤如下：

[0012] 第一步：将废弃硬化水泥砂浆颗粒在200～550℃下烘40~100min，然后与磷渣共2
同粉磨得比表面积≥380 m/kg的废弃硬化水砂浆粉和磷渣粉的复合粉；

[0013] 第二步：将氢氧化钠、水玻璃和水混合搅拌，使氢氧化钠完全溶解，制备得稀释水玻璃；

[0014] 第三步：将废弃硬化水砂浆粉和磷渣粉的复合粉和稀释水玻璃倒入搅拌机混合搅拌30 s后，再将减水剂和酒石酸倒入搅拌机，继续搅拌均匀，得到再生硬化水泥砂浆粉胶凝材料，也可同时加入所需胶结的砂石骨料一起搅拌使用。

[0015] 本发明的硬化水泥砂浆粉主要含有水泥水化产物和石英细砂粉。水泥水化产物烘干脱水后产物在氢氧化钠和水玻璃的碱性激发下可重新水化形成胶凝性产物；石英砂细粉可以调节胶凝材料的凝结时间，也可以一定程度与氢氧化钠、水玻璃和氢氧化钙反应形成胶凝性水化产物，同时可起到微集料的作用，降低胶凝材料收缩，提高胶凝材料的抗裂性；水玻璃既具有强的碱性，起碱激发作用，同时期硅氧阴离子团还可与硬化水泥砂浆粉反应凝胶性产物；粒化电炉磷渣粉具有很高的与碱反应的活性，可与氢氧化钠、水玻璃和从硬化水泥浆体中释放出的氢氧化钙反应，形成胶凝性很强的水化产物；减水剂可降低再生胶凝材料成型需水量，提高材料的其固结强度；酒石酸可以延缓再生胶凝材料的凝结，提高其施工性能。

[0016] 有益效果：

[0017] 1. 本发明直接整体利用废弃水泥混凝土中分离得的硬化水泥砂浆作为主要原料制备再生胶凝材料，不需要将硬化水泥浆体与细骨料分离，既可以实现废弃混凝土最大资源化利用，减少废弃混凝土填埋对土地的占用，又可以减小硬化水泥浆体与细骨料分离过程产生的粉尘污染，简化胶凝材料制备工艺；

[0018] 2. 本发明的再生硬化水泥砂浆粉胶凝材料强度适中，收缩低，耐蚀性好，可直接作为胶凝材料使用，其组成和性能灵活可调，易于控制，适用性好。

具体实施方式

[0019] 下面通过实施例的方式，对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。各实施例中所述粒化电炉磷渣均为L75级，所述水玻璃的质量份以水玻璃中的固体含量计，所述水包含水玻璃中带有的液态水；再生胶凝材料凝结时间、胶砂强度和耐硫酸盐侵蚀性均按通用水泥相应试验标准方法测定。

[0020] 实施例1

[0021] 废弃硬化水泥砂浆取自废弃水泥砂浆，原始胶砂比1:2，减水剂为FDN-I，水玻璃的模数是2.5。各组分按质量份为：废弃硬化水泥砂浆70份，粒化电炉磷渣30 份，氢氧化钠 1.5份，水玻璃7份，酒石酸 0.5份，减水剂 0.5份，水32份。

[0022] 本发明的再生废弃硬化水泥砂浆粉胶凝材料的制备方法是：将废弃硬化水泥砂浆2
颗粒在200℃下烘100min，然后与磷渣共同粉磨100 min得比表面积为450 m/kg的废弃硬化水泥砂浆粉和磷渣粉的复合粉；将氢氧化钠、水玻璃和水混合搅拌，使氢氧化钠完全溶解，制备得稀释水玻璃；将废弃硬化水泥砂浆粉和磷渣粉的复合粉和稀释水玻璃倒入搅拌机混合搅拌30 s后，再将减水剂和酒石酸倒入搅拌机，继续搅拌均匀，得到再生硬化水泥砂浆粉胶凝材料。

[0023] 实施例2

[0024] 废弃硬化水泥砂浆取自废弃水泥混凝土，原始胶砂比1:1.5，减水剂为聚羧酸高效减水剂，水玻璃的模数是3.2。各组分按质量份为：废弃硬化水泥砂浆70份，粒化电炉磷渣30 份，氢氧化钠 2份，水玻璃8份，酒石酸 0.6份，减水剂 0.7份，水30份。

[0025] 本发明的再生废弃硬化水泥砂浆粉胶凝材料的制备方法是：将废弃硬化水泥砂浆2
颗粒在500℃下烘50min，然后与磷渣共同粉磨90 min得比表面积为425 m/kg的废弃硬化水泥砂浆粉和磷渣粉的复合粉；将氢氧化钠、水玻璃和水混合搅拌，使氢氧化钠完全溶解，制备得稀释水玻璃；将废弃硬化水泥砂浆粉和磷渣粉的复合粉和稀释水玻璃倒入搅拌机混合搅拌30 s后，再将减水剂和酒石酸倒入搅拌机，继续搅拌均匀，得到再生硬化水泥砂浆粉胶凝材料。

[0026] 实施例3

[0027] 废弃硬化水泥浆体取自废弃水泥混凝土，原始胶砂比1:1.5，减水剂为三聚氰胺高效减水剂，水玻璃的模数是2.8。各组分按质量份为：废弃硬化水泥砂浆65份，粒化电炉磷渣35份，氢氧化钠 2.5份，水玻璃6份，酒石酸 0.8份，减水剂 0.6份，水28份。

[0028] 本发明的再生废弃硬化水泥砂浆粉胶凝材料的制备方法是：将废弃硬化水泥砂浆2
颗粒在350℃下烘80 min，然后与磷渣共同粉磨60 min得比表面积为385 m/kg的废弃硬化水泥砂浆粉和磷渣粉的复合粉；将氢氧化钠、水玻璃和水混合搅拌，使氢氧化钠完全溶解，制备得稀释水玻璃；将废弃硬化水泥砂浆粉和磷渣粉的复合粉和稀释水玻璃倒入搅拌机混合搅拌30 s后，再将减水剂和酒石酸倒入搅拌机，继续搅拌均匀，得到再生硬化水泥砂浆粉胶凝材料。

[0029] 实施例4

[0030] 废弃硬化水泥浆体取自废弃水泥混凝土，原始胶砂比1:2，减水剂为三聚氰胺高效减水剂，水玻璃的模数是2.7。各组分按质量份为：废弃硬化水泥砂浆65份，粒化电炉磷渣35 份，氢氧化钠 3份，水玻璃5份，酒石酸 0.7份，减水剂 0.9份，水28份。

[0031] 本发明的再生废弃硬化水泥砂浆粉胶凝材料的制备方法是：将废弃硬化水泥砂浆2
颗粒在400 ℃下烘60 min，然后与磷渣共同粉磨70 min得比表面积为405 m/kg的废弃硬化水泥砂浆粉和磷渣粉的复合粉；将氢氧化钠、水玻璃和水混合搅拌，使氢氧化钠完全溶解，制备得稀释水玻璃；将废弃硬化水泥砂浆粉和磷渣粉的复合粉和稀释水玻璃倒入搅拌机混合搅拌30 s后，再将减水剂和酒石酸倒入搅拌机，继续搅拌均匀，得到再生硬化水泥砂浆粉胶凝材料。

[0032] 实施例5

[0033] 废弃硬化水泥浆体取自废弃水泥砂浆制品, 原始胶砂比1:2.5，减水剂为聚羧酸高效减水剂，水玻璃的模数是3.2。各组分按质量份为：废弃硬化水泥砂浆60份，粒化电炉磷渣40 份，氢氧化钠 2.5份，水玻璃7份，酒石酸 0.6份，减水剂 0.8份，水29份。

[0034] 本发明的再生废弃硬化水泥砂浆粉胶凝材料的制备方法是：将废弃硬化水泥砂浆2
颗粒在550℃烘50 min，然后与磷渣共同粉磨80 min得比表面积为420 m/kg的废弃硬化水泥砂浆粉和磷渣粉的复合粉；将氢氧化钠、水玻璃和水混合搅拌，使氢氧化钠完全溶解，制备得稀释水玻璃；将废弃硬化水泥砂浆粉和磷渣粉的复合粉和稀释水玻璃倒入搅拌机混合搅拌30 s后，再将减水剂和酒石酸倒入搅拌机，继续搅拌均匀，得到再生硬化水泥砂浆粉胶凝材料。