一种基于煤气化渣的高强度混凝土材料及其制备方法

本发明属于建筑建材，具体涉及一种基于煤气化渣的高强度混凝土材料及其制备方法。

背景技术：

1、由于煤气化工艺的特点，煤气化装置不可避免地会产生大量的煤气化渣。现目前煤气化渣的利用相对落后，有效利用率和处理程度不高，大部分被堆放。废渣长期堆放会造成灰尘飞扬，同时释放出大量刺鼻的气体造成大气污染，其中有些微粒易被吸入，影响人体健康；露天堆放的煤气化渣会随雨水流入地表水系统，废渣中的有害物质、重金属元素造成水土污染，使大量土地无法复耕，浪费土地资源，且渗入地表水的有害物质和重金属元素会随着水循环渗透到地下水，污染饮用水。

2、煤气化渣主要由sio2、al2o3、cao、fe2o3、c组成，气化细渣残碳含量较气化粗渣高，煤气化渣的主要矿相为非晶态铝硅酸盐，夹杂着石英、方解石等晶相，富含硅、铝、碳资源的化学组成特点和特殊的矿相构成是煤气化渣回收利用的基础。

3、因此，针对上述的技术问题缺陷，急需设计和开发一种基于煤气化渣的高强度混凝土材料及其制备方法。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术存在的不足及困难，本发明之目的在于提供一种基于煤气化渣的高强度混凝土材料及其制备方法。

2、本发明的第一目的在于提供一种基于煤气化渣的高强度混凝土材料；

3、本发明的第二目的在于提供一种基于煤气化渣的高强度混凝土材料的制备方法；

4、本发明的第一目的是这样实现的：所述材料由包含以下质量份数的原料组成：

5、碎石30~50份、沙子0~40份、水泥20~35份、煤气化渣0~40、硅灰4~8份、外加剂a 2~6份、激发剂b 3~9份、聚二甲基硅氧烷消泡剂0.1~0.5、纳米al2o3 1~5份、聚乙烯醇螺旋纤维1~4、水5~15份；

6、其中，所述外加剂a为乙酸钙、亚硝酸钠、聚羧酸溶液复合的早强型聚羧酸减水剂，其配比依次为1~1.5：1~1.5：10~30；

7、所述激发剂b由氧化钙、硫酸钙、石膏、氢氧化镁依次按照1~1.5：1：0.7：0.1的比例配置。

8、本发明的第二目的是这样实现的：所述方法由如下步骤组成：

9、1）将外加剂a加入水中混匀得到混合液d待用；

10、2）按原料按质量份配比，分别称取碎石、沙子、煤气化渣、水泥、纳米al2o3、硅灰、聚乙烯醇螺旋纤维、激发剂b放入hjw-30混凝土搅拌机中；

11、3）启动hjw-30搅拌机，使干料充分混匀，然后逐渐加入混合液d，继续搅拌使混凝土浆料出现流动性且不离析；

12、4）将搅拌完的流动态混凝土注入模具中，放在振动台上振捣30秒，并刮去表面多余混凝浆料，24h后将混凝土块从模具中取出，并放入养护箱中在标准条件下养护。

13、本发明方案通过基于煤气化渣的高强度混凝土材料，所述材料由包含以下质量份数的原料组成：碎石30~50份、沙子0~40份、水泥20~35份、煤气化渣0~40、硅灰4~8份、外加剂a 2~6份、激发剂b 3~9份、聚二甲基硅氧烷消泡剂0.1~0.5、纳米al2o3 1~5份、聚乙烯醇螺旋纤维1~4、水5~15份；

14、其中，所述外加剂a为乙酸钙、亚硝酸钠、聚羧酸溶液复合的早强型聚羧酸减水剂，其配比依次为1~1.5：1~1.5：10~30；

15、所述激发剂b由氧化钙、硫酸钙、石膏、氢氧化镁依次按照1~1.5：1：0.7：0.1的比例配置。

16、以及所述材料的制备方法，解决了大量煤气化渣堆积问题，而且制备工艺简单，并且采用上述材料制备的混凝土28d强度高达95mpa。

技术特征：

1.一种基于煤气化渣的高强度混凝土材料，其特征在于，所述材料由包含以下质量份数的原料组成：

2.根据权利要求1所述一种基于煤气化渣的高强度混凝土材料，其特征在于，所述外加剂a的配置流程，依次由如下步骤组成：

3.根据权利要求2所述一种基于煤气化渣的高强度混凝土材料，其特征在于，所述搅拌机的搅拌速率为60~180r/min，搅拌时间为5~20min。

4.根据权利要求1所述一种基于煤气化渣的高强度混凝土材料，其特征在于，所述激发剂b的配置流程，依次由如下步骤组成：

5.根据权利要求4所述一种基于煤气化渣的高强度混凝土材料，其特征在于，所述搅拌器的搅拌速率为100~300r/min，搅拌时间为30~90min。

6.根据权利要求1所述一种基于煤气化渣的高强度混凝土材料，其特征在于，所述沙子的粒径为0.15~3mm河沙，煤气化渣的粒径为0.15~3mm，比表面积为355kg/cm3；

7.根据权利要求1所述一种基于煤气化渣的高强度混凝土材料，其特征在于，所述水泥为p•52.5r水泥，硅灰的粒径为0.1~0.3μm，比表面积为20~28m2/g。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种基于煤气化渣的高强度混凝土材料的制备方法，其特征在于，所述方法由如下步骤组成：

9.根据权利要求8所述的一种基于煤气化渣的高强度混凝土材料的制备方法，其特征在于，所述按原料按质量份配比具体为：碎石30~50份、沙子0~40份、水泥20~35份、煤气化渣0~40、硅灰4~8份、外加剂a 2~6份、激发剂b 3~9份、聚二甲基硅氧烷消泡剂0.1~0.5、纳米al2o3 1~5份、聚乙烯醇螺旋纤维1~4、水5~15份。

10.根据权利要求9所述的一种基于煤气化渣的高强度混凝土材料的制备方法，其特征在于，所述外加剂a为乙酸钙、亚硝酸钠、聚羧酸溶液复合的早强型聚羧酸减水剂，其配比依次为1~1.5：1~1.5：10~30；

技术总结
本发明属于建筑建材技术领域，具体涉及一种基于煤气化渣的高强度混凝土材料及其制备方法。通过基于煤气化渣的高强度混凝土材料，材料由包含以下质量份数的原料组成：碎石30~50份、沙子0~40份、水泥20~35份、煤气化渣0~40、硅灰4~8份、外加剂A 2~6份、激发剂B 3~9份、聚二甲基硅氧烷消泡剂0.1~0.5、纳米Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt; 1~5份、聚乙烯醇螺旋纤维1~4、水5~15份；其中，所述外加剂A为乙酸钙、亚硝酸钠、聚羧酸溶液复合的早强型聚羧酸减水剂，其配比依次为1~1.5：1~1.5：10~30；所述激发剂B由氧化钙、硫酸钙、石膏、氢氧化镁依次按照1~1.5：1：0.7：0.1的比例配置。以及所述材料的制备方法，解决了大量煤气化渣堆积问题而且制备工艺简单，并且采用上述材料制备的混凝土28d强度高达95MPa。

技术研发人员：冯晶,严光茂,姜庆伟,屈晨凯
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12