[发明专利]一种固废胶凝材料、全固废轻质混凝土及其制备方法

说明书

本申请涉及一种固废胶凝材料、全固废轻质混凝土及其制备方法，涉及建筑材料的领域，一种固废胶凝材料，由包含以下重量份的原料制成：钢渣粉100‑150份、矿渣粉250‑350份、粉煤灰原灰390‑620份和工业废渣石膏粉20‑60份；一种全固废轻质混凝土，由包含以下重量份的原料制成：轻质粗骨料、轻质细骨料、胶凝材料1000份、减水剂5‑14份和水100‑150份；一种全固废轻质混凝土的制备方法，包括以下步骤：先将胶凝材料、轻质粗骨料、轻质细骨料搅拌混合均匀，再加入减水剂和水搅拌均匀，得全固废轻质混凝土。本申请具有更好的利用工业废渣石膏粉、电厂电厂燃煤炉底渣固废，提高全固废轻质混凝土抗压强度和节能效果。

技术领域

本申请涉及建筑材料的领域，尤其是涉及一种固废胶凝材料、全固废轻质混凝土及其制备方法。

背景技术

随着现代工业的迅速发展，大量的工业固废的产生不仅造成了资源的浪费，也导致了环境的污染，其中钢渣和矿渣是常见的工业固废。研究发现钢渣和矿渣在一定条件下具有有一定的胶凝性能，可以替代水泥成为很好的胶凝材料，因此采用钢渣和矿渣作为胶凝材料替代水泥制备混凝土，既能够使废料资源得到充分利用并降低对水泥需求，达到降碳减排的目的。

我国每年工业生产中也产生大量的工业废渣石膏粉，据不完全调查，每年排出的工业废渣石膏粉约为：磷石膏1000万吨，脱硫石膏2000万吨，柠檬酸石膏为80万吨，其他种类化学石膏约近100万吨，如此巨大的工业废渣石膏粉，如果不能很好的利用，对环境将造成严重的污染。因此，如何实现工业固废中废渣石膏的合理利用是亟需解决的技术问题。

发明内容

为了更好的利用工业废渣石膏粉，本申请提供一种固废胶凝材料、全固废轻质混凝土及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种固废胶凝材料，采用如下的技术方案：

一种固废胶凝材料，由包含以下重量份的原料制成：钢渣粉100-150份、矿渣粉250-350份、粉煤灰原灰390-620份和工业废渣石膏粉20-60份。

通过采用上述技术方案，将工业废渣石膏粉用于制作固废胶凝材料，实现了工业废渣石膏粉的再利用，改善了工业废渣石膏粉对环境的污染问题。钢渣粉具有一定的水化活性，钢渣粉的水化可以激发并促进矿渣粉的水化反应，钢渣粉水化生成C-S-H凝胶、矿渣粉水化生成钙钒石，C-S-H凝胶和钙钒石形成网络结构，有助于提高混凝土的强度；同时工业废渣石膏粉能够激发钢渣粉和矿渣粉的活性，促进钢渣粉和矿渣粉的进一步水化，使C-S-H凝胶和钙钒石产量不断增加，进一步提高混凝土的强度。粉煤灰原灰能够减小矿渣粉硬化过程中产生的自收缩，从而使混凝土不易产生裂缝，同时粉煤灰原灰水化消耗胶凝材料体系中的游离碱并生成致密硅酸钙和铝酸钙凝胶，使混凝土后期的强度得到进一步增强。固废胶凝材料均采用工业固废，实现了多种工业固废的循环再利用，完全取代水泥熟料，大大降低了混凝土的生产成本，且绿色环保。

可选的，还包括重量份为10-15份的碱性激发剂。

通过采用上述技术方案，在工业废渣石膏粉的对钢渣粉和矿渣粉活性激发的基础上，碱性激发剂能够进一步激发钢渣粉和矿渣粉活性，不仅提高胶凝体系的反应速率，也能够提高混凝土的强度。基于进一步提高钢渣粉和矿渣粉的活性考虑，碱性激发剂的质量用量为 10-15，例如10、11、12、13、14、15，以钢渣粉的质量用量为1计。若碱性激发剂添加过量，可能导致混凝土的碱含量超标，发生碱骨料反应，对耐久性不利。

可选的，所述工业废渣石膏粉为脱硫石膏和磷石膏中的一种或多种的组合物。

通过采用上述技术方案，采用脱硫石膏和磷石膏能够更好的激发钢渣粉和矿渣粉的活性，从而提高混凝土的强度。

第二方面，本申请提供一种全固废轻质混凝土，采用如下的技术方案：