[发明专利]一种再生矿物掺合料及其应用

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种再生矿物掺合料及其应用。

背景技术

随着工业和生活水平的发展，产生的废弃玻璃越来越多，不仅占用大量处理用地，而且污染环境，增加环境负荷。联合国的统计数据表明，全球固体废渣中7%为废弃玻璃。欧美发达国家废弃玻璃量占城市垃圾总量的4%～8%，美国2005年产出废弃玻璃约1280万吨，但只有275万吨得到回收利用。我国每年产出废弃玻璃约为700万吨，香港每天产生约300吨废弃玻璃，约98%是以垃圾填埋处理。而填埋处理费用较高，在纽约每处理1吨废弃玻璃，材料回收部收取的费用高达45美元。而且，由于污染、成本及颜色混杂等原因，并不是所有回收玻璃都能用于生产新玻璃。大量废弃玻璃不能得到再利用，是社会资源的巨大浪费。

回收材料在土木工程中的应用前景极好：用量大、品质要求低、工程分布广。而且已有很多成功应用典范，如粉煤灰、矿渣等，这些废弃材料一度曾是处理难题，而今却因其能改善混凝土的性能，成为有价值的商品。

在所有玻璃中，钠钙玻璃应用最广，约占80%。钠钙玻璃中含有约73wt.%SiO₂、13wt.%Na₂O和10wt.%CaO。玻璃是无定形的，并含有大量的硅和钙，理论上只要粉磨到一定细度，将具备火山灰活性，甚至胶凝性，在混凝土中可用作矿物掺合料。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用废弃玻璃得到的高活性再生矿物掺合料及其应用。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一，一种再生矿物掺合料，采用如下方法制备得到：

（1）除去废弃玻璃中的杂物；废弃玻璃可从建筑垃圾和生活垃圾中收集；

（2）利用破碎设备破碎除去杂物后的废弃玻璃，得到粒径不大于5mm的废弃玻璃颗粒；

（3）利用粉磨设备粉磨废弃玻璃颗粒，得到勃氏比表面积大于600m²/kg的磨细玻璃粉，即，再生矿物掺合料。

上述除去废弃玻璃中的杂物是采用分拣和水洗的方法。

二、上述再生矿物掺合料可用作混凝土中的胶凝材料。

混凝土中掺加的再生矿物掺合料和水泥的质量比为1：（1～9），再生矿物掺合料和水泥的质量比的优选范围为1：（1～2.3）。

由于玻璃含有大量的无定形二氧化硅，具有很高的碱活性，因此用于混凝土中的玻璃会带来碱-硅反应风险，进而给混凝土结构带来破坏。但是本发明再生矿物掺合料为颗粒很细的磨细玻璃粉，将其用于混凝土中时能均匀分布在水泥基材料中，磨细玻璃粉可发生火山灰反应，因而混凝土结构不会因碱–硅反应而破坏。

本发明利用废弃玻璃加工生产磨细玻璃粉，所得磨细玻璃粉可作为一种新型再生矿物掺合料应用于混凝土中，本发明可产生如下有益效果：

1、提供了一种废弃玻璃的回收再利用途径，避免了废弃玻璃的浪费，减少了废弃玻璃的堆放占地，而且还可以节省高昂的废弃玻璃处置费；

2、本发明再生矿物掺合料可取代部分水泥用于混凝土中，降低了混凝土的生产成本，减少了天然材料的消耗，还可以达到节能减排的目的，符合我国建筑材料的可持续发展战略；而且，将本发明再生矿物掺合料用于混凝土中不仅对混凝土性能没有影响，还可以改善混凝土的工作性和强度；

3、本发明再生矿物掺合料的获取方法简便易行，成本低廉，适合大规模量产。

具体实施方式

本发明再生矿物掺合料可广泛用于生产混凝土，可按照如下组分将其用于生产混凝土：

砂、石骨料        100重量份，

水泥              15～30重量份，

再生矿物掺合料    3～15重量份，

硅灰              0～3重量份，

减水剂            0.20～0.45重量份，

水                7.5～12重量份。

采用上述配合比可以制备出C40-C80强度等级混凝土。再生矿物掺合料最多可替代30-50%的水泥，利用了本发明再生矿物掺合料的混凝土不仅能保证混凝土的强度满足设计要求，而且具有更好的工作性，同时还提高混凝土的抗渗性。

为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明保护的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

按以下步骤制备再生矿物掺合料：