[发明专利]一种生活垃圾焚烧炉底渣干硬性混凝土及其制备方法

说明书

本发明提供了一种生活垃圾焚烧炉底渣干硬性混凝土，按质量百分比包括以下组份：生活垃圾焚烧炉底渣0～31.6％，水泥12～13％，石屑47.7～79.2％，水8.3～8.5％。本发明还提供了上述干硬性混凝土的制备方法，包括：S01.将未处理的生活垃圾焚烧炉底渣进行预处理工艺；S02.按质量百分比取以下组分：生活垃圾焚烧炉底渣0～31.6％，水泥12～13％，石屑47.7～79.2％，水8.3～8.5％；S03.生活垃圾焚烧炉底渣、石屑、水泥混合均匀，制成干物料；S04.将干物料和水倒入砂浆搅拌机中搅拌，得到搅拌均匀的料浆；S05.将料浆浇筑至模具中，并施加5.1MPa恒压使其成型，2h后脱模，得到混凝土试块；S06.将混凝土试块放置于湿度90±5％，温度20±1℃标准养护室或者养护箱中养护28天。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种生活垃圾焚烧炉底渣干硬性混凝土及其制备方法。

背景技术

目前，随着城市的快速发展，城市生活垃圾、建筑垃圾等固体废弃物产生的环境问题日益严重，固体废弃物的处置和资源化利用成为城市发展面临的重要难题。同时，全国范围内一方面面临着沙石等天然资源日益匮乏的严峻挑战，另一方面由于生活垃圾及其焚烧炉底渣的产生量日益增多，其处理处置也已经成为了一项社会问题。2019年全国共有5932万吨生活垃圾进行焚烧，产生520～780万吨的炉渣，飞灰量约13万吨，在无形中增加了炉渣的处理难度，填埋场的用地资源日益紧张，为了节约填埋用地、降低处理成本，可通过炉渣再利用的方式来实现。

生活垃圾焚烧渣属于固体垃圾,是一种可再利用的资源。通过对我国城市垃圾成分和处理方法的研究表明,垃圾焚烧渣可以生产生态建材,消除二次污染,使城市垃圾的处置达到减量化、无害化和资源化。目前，生活垃圾焚烧渣广泛的应用于烧结多孔砖、路基材料等生态建材。利用生活垃圾焚烧渣制备的干硬性再生混凝土，是一种绿色再生建材，将其代替沙石来制备干硬性混凝土是一种新的处置思路。有利于推动焚烧炉渣得到更高效、充分的处理和应用，为环保工作做出更多贡献。

干硬性混凝土是指坍落度小于10mm且必须用维勃稠度表示其稠度的混凝土，较低的水泥量和较小的水灰比使得它能够兼顾使用成本和力学性能的要求，具有流动性很小、硬化速度快、早期强度高的特点，在预制构件生产领域已有广泛应用。然而，目前的研究发现，生活垃圾焚烧炉底渣应用于干硬性混凝土存在一定的困难，主要是因为生活垃圾焚烧炉底渣为玻璃、陶瓷等致密颗粒和熔渣等多孔颗粒的混合物，具有较大的吸水率，其在干硬性混凝土中替代石英沙时会使得干硬性混凝土拌合物达到规定维勃稠度的需水量增大，硬化后的干硬性混凝土收缩大，易开裂。生活垃圾焚烧炉底渣中的玻璃为非晶质的二氧化硅，因此炉底渣是一种具有碱活性的集料，在水灰比较低的干硬性混凝土中易发生碱-集料反应。以上原因导致生活垃圾焚烧炉底渣无法在干硬性混凝土以及其他建筑材料中规模化、稳定地应用，严重影响其综合利用水平。因此，克服生活垃圾焚烧炉底渣的自身缺点，提高其在干硬性混凝土等建材中的应用，不仅具有较好的经济效益，也具有很好的社会效益和环境效益，对于发展循环经济，推动我国社会绿色发展具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种生活垃圾焚烧炉底渣干硬性混凝土及其制备方法，以解决生活垃圾焚烧炉底渣无法在干硬性混凝土材料中规模化、稳定化地应用问题。

本发明的解决思路是使用生活垃圾焚烧炉底渣作为天然石屑的替代物来制备干硬性混凝土。

本发明提供的一种生活垃圾焚烧炉底渣干硬性混凝土，按质量百分比包括以下组份：生活垃圾焚烧炉底渣0～31.6％，水泥12～13％，石屑47.7～79.2％，水8.3～8.5％。

进一步的，所述生活垃圾焚烧炉底渣/(所述石屑+所述生活垃圾焚烧炉底渣)≤0.4。

进一步的，所述生活垃圾焚烧炉底渣干硬性混凝土的水固比＝0.09～0.095。

进一步的，所述水泥为42.5级硅酸盐水泥。