(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 106587781 A(43)申请公布日 2017.04.26
(21)申请号 201611186657.7(22)申请日 2016.12.20
(71)申请人 安徽建筑大学
地址 230001 安徽省合肥市经济技术开发
区紫云路292号(72)发明人 翟红侠 侯克伟 廖绍锋 宋晓安
胡明亮 (74)专利代理机构 北京元本知识产权代理事务
所 11308
代理人 秦力军(51)Int.Cl.
C04B 28/00(2006.01)C04B 18/14(2006.01)C04B 18/12(2006.01)C04B 18/16(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页
C04B 18/22(2006.01)C04B 20/04(2006.01)C04B 20/02(2006.01)C04B 24/18(2006.01)
CN 106587781 A(54)发明名称
一种钢渣煤矸石复合混凝土及其制备方法(57)摘要
本发明涉及一种钢渣煤矸石，包括30-50重量份的水泥，10-20重量份的钢渣煤矸石微粒，10-15重量份由建筑垃圾制备的骨料，20-60重量份的水、3-8重量份的再生橡胶颗粒和10-12重量份的冷再生型乳化添加剂。与现有方案相比，本发明通过煤矸石粉末与钢渣颗粒共混加热除去钢渣中的游离氧化钙，使其应用于水泥混凝土中保持体积稳定性，有效解决了传统钢渣混凝土的膨胀问题，通过增添再生橡胶颗粒，降低了模量、增大了阻尼系数，减小了系统的振动，达到降噪效果，所添加的钢渣、煤矸石、粉煤灰、废橡胶及建筑废料均为废渣废料循环再利用，有效降低了原料成本，同时满足了耐久、降噪、耐磨耗等技术需要。
CN 106587781 A
权 利 要 求 书
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1.一种钢渣煤矸石复合混凝土，其特征在于：包括30-50重量份的水泥，10-20重量份的钢渣煤矸石微粒，10-15重量份由建筑垃圾制备的骨料，20-60重量份的水、3-8重量份的再生橡胶颗粒和10-12重量份的冷再生型乳化添加剂。
2.根据权利要求1所述钢渣煤矸石钢渣混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：煤矸石、建筑废料制备煤矸石。将煤矸石经粉碎机彻底粉碎、烘干机烘干后备用。
步骤S2：建筑废料制备骨料。将建筑废料中的砖瓦、玻璃等通过颚式粉碎机粉碎，通过方孔筛筛分为10-15mm粒径的颗粒备用。
步骤S3：制备钢渣颗粒。将钢渣放入颚式粉碎机中破碎至粒径0.1-0.5mm的颗粒，通过80um方孔筛，筛后备用。
步骤S4：消解钢渣中的游离氧化钙。反应炉按5℃/min升温至900-950℃，将已过筛的钢渣与煤矸石粉末按100：(120-160)的重量份比例混合并搅拌均匀，投入反应炉煅烧7-10小时后，冷却至室温备用。
步骤S5：制备再生橡胶颗粒。将废橡胶粉碎为胶粉后，加入再生剂装入硫化罐，150MPa条件下脱硫4-5h，捏炼精炼后制成粒径为0.1-0.5cm的再生橡胶颗粒备用。
步骤S6：制备冷再生型乳化添加剂。将木质素磺酸盐胺按10：(20-60)重量份比例混合，滴加30-50重量份的醛，80℃反应5-6h后保温备用。
步骤S7：制备钢渣煤矸石降噪混凝土。将30-50重量份水泥、10-20重量份的钢渣煤矸石微粒，10-15重量份建筑垃圾制备的骨料充分混合，边搅拌边加入20-60重量份的水、3-8重量份的再生橡胶颗粒和10-12重量份的冷再生型乳化添加剂，即制得钢渣煤矸石复合混凝土。
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CN 106587781 A
说 明 书
一种钢渣煤矸石复合混凝土及其制备方法
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技术领域[0001]本发明涉及道路材料工程技术领域，特别涉及一种由钢渣、煤矸石、粉煤灰、废橡胶及建筑废料等制备的复合混凝土及其制备方法。
背景技术[0002]随着工业的发展我国钢产量不断增加，钢渣的排放量也随之增多，但我国对开发钢渣综合利用起步较晚，利用率也较低，大量钢渣得不到有效合理的综合利用，同时我国对废渣的综合利用也没有专门的法律支持，国内一些大中型上游企业对废渣的综合利用也不够重视，技术设备相比国外也差很多，因此我国的钢渣综合利用率很低，仅有20％左右。目前，钢渣综合利用主要涉及以下领域：返回冶金再用，作水泥，作筑路工程材料，作农肥和酸性土壤改良剂，用于废水处理等，在用于混凝土制造中的研究较少。钢渣中的游离氧化钙活性较低，水化需较长时间，且形成氢氧化钙会出现体积膨胀，导致掺有钢渣的混凝土工程、道路、建材制品开裂，因此钢渣在利用之前必须采取有效的处理，使游离氧化钙降低到一定程度才能较为安全的应用于水泥混凝土中。
发明内容[0003]本发明针对现有的混凝土路面存在的不足，提供了一种由钢渣、煤矸石、废橡胶及建筑废料等制备的复合混凝土，通过有效降低钢渣中游离氧化钙的含量，避免了传统钢渣混凝土由于游离氧化钙水化导致的混凝土开裂变形，通过添加废橡胶填料、乳化添加剂等手段提高沥青混凝土的耐久性能、降噪、耐磨耗性能，从而使路面更加适于实用，且具有产业上的利用价值等问题，此外实现了工业废渣废料的有效再利用。[0004]本发明是通过以下技术方案实现的：[0005]一种钢渣煤矸石复合混凝土，包括30-50重量份的水泥，10-20重量份的钢渣煤矸石微粒，10-15重量份由建筑垃圾制备的骨料，20-60重量份的水、3-8重量份的再生橡胶颗粒和10-12重量份的冷再生型乳化添加剂。[0006]一种钢渣煤矸石钢渣混凝土的制备方法，包括以下步骤：[0007]步骤S1：制备煤矸石微粒：将煤矸石经粉碎机彻底粉碎、烘干机烘干后备用。[0008]步骤S2：建筑废料制备骨料：将建筑废料中的砖瓦、玻璃等通过颚式粉碎机粉碎，通过方孔筛筛分为10-15mm粒径的颗粒备用。[0009]步骤S3：制备钢渣颗粒：将钢渣放入颚式粉碎机中破碎至粒径0.1-0.5mm的颗粒，通过80um方孔筛，筛后备用。[0010]步骤S4：消解钢渣中的游离氧化钙：反应炉按5℃/min升温至900-950℃，将已过筛的钢渣与煤矸石粉末按100：(120-160)的重量份比例混合并搅拌均匀，投入反应炉煅烧7-10小时后，冷却至室温备用。[0011]步骤S5：制备再生橡胶颗粒：将废橡胶粉碎为胶粉后，加入再生剂装入硫化罐，150MPa条件下脱硫4-5h，捏炼精炼后制成粒径为0.1-0.5cm的再生橡胶颗粒备用。
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CN 106587781 A[0012]
说 明 书
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步骤S6：制备冷再生型乳化添加剂：将木质素磺酸盐胺按10：(20-60)重量份比例
混合，滴加30-50重量份的醛，80℃反应5-6h后[0013]步骤S7：制备钢渣煤矸石降噪混凝土：将30-50重量份水泥、10-20重量份的钢渣煤矸石微粒，10-15重量份建筑垃圾制备的骨料充分混合，边搅拌边加入20-60重量份的水、3-8重量份的再生橡胶颗粒和10-12重量份的冷再生型乳化添加剂，即制得钢渣煤矸石复合混凝土。[0014]与现有方案相比，本发明通过煤矸石粉末与钢渣颗粒共混加热除去钢渣中的游离氧化钙，使其应用于水泥混凝土中保持体积稳定性，有效解决了传统钢渣混凝土的膨胀问题，通过增添再生橡胶颗粒，降低了模量、增大了阻尼系数，减小了系统的振动，达到降噪效果，所添加的钢渣、煤矸石、粉煤灰、废橡胶及建筑废料均为废渣废料循环再利用，有效降低了原料成本，同时满足了耐久、降噪、耐磨耗等技术需要。具体实施方式[0015]以下结合实施例对本发明的技术方案作详细说明。[0016]实施例一[0017]煤矸石、建筑废料制备煤矸石。将煤矸石经粉碎机彻底粉碎、烘干机烘干后备用。将建筑废料中的砖瓦、玻璃等通过颚式粉碎机粉碎，通过方孔筛筛分为10mm粒径的颗粒备用。将钢渣放入颚式粉碎机中破碎至粒径0.1mm的颗粒，通过80um方孔筛，筛后备用。反应炉按5℃/min升温至900℃，将已过筛的钢渣与煤矸石粉末按100：120的重量份比例混合并搅拌均匀，投入反应炉煅烧7小时后，冷却至室温。将废橡胶粉碎为胶粉后，加入再生剂装入硫化罐，150MPa条件下脱硫4h，捏炼精炼后制成粒径为0.1cm的再生橡胶颗粒。将木质素磺酸盐胺按10：20重量份比例混合，滴加30重量份的醛，80℃反应5h。将30重量份水泥、10重量份的钢渣煤矸石微粒，10重量份建筑垃圾制备的骨料充分混合，边搅拌边加入20重量份的水、3重量份的再生橡胶颗粒和10重量份的冷再生型乳化剂。即可得由钢渣、煤矸石、废橡胶及建筑废料等制备的复合混凝土。[0018]实施例二[0019]煤矸石、建筑废料制备煤矸石。将煤矸石经粉碎机彻底粉碎、烘干机烘干后备用。将建筑废料中的砖瓦、玻璃等通过颚式粉碎机粉碎，通过方孔筛筛分为15mm粒径的颗粒备用。将钢渣放入颚式粉碎机中破碎至粒径0.5mm的颗粒，通过80um方孔筛，筛后备用。反应炉按5℃/min升温至950℃，将已过筛的钢渣与煤矸石粉末按100：130的重量份比例混合并搅拌均匀，投入反应炉煅烧10小时后，冷却至室温。将废橡胶粉碎为胶粉后，加入再生剂装入硫化罐，150MPa条件下脱硫5h，捏炼精炼后制成粒径为0.5cm的再生橡胶颗粒。将木质素磺酸盐胺按10：60重量份比例混合，滴加50重量份的醛，80℃反应6h。将50重量份水泥、20重量份的钢渣煤矸石微粒，15重量份建筑垃圾制备的骨料充分混合，边搅拌边加入60重量份的水、3-8重量份的再生橡胶颗粒和12重量份的冷再生型乳化剂。即可得由钢渣、煤矸石、废橡胶及建筑废料等制备的复合混凝土。[0020]实施例三[0021]煤矸石、建筑废料制备煤矸石。将煤矸石经粉碎机彻底粉碎、烘干机烘干后备用。将建筑废料中的砖瓦、玻璃等通过颚式粉碎机粉碎，通过方孔筛筛分为12mm粒径的颗粒备用。将钢渣放入颚式粉碎机中破碎至粒径0.2mm的颗粒，通过80um方孔筛，筛后备用。反应炉按5℃/min升温至920℃，将已过筛的钢渣与煤矸石粉末按100：140的重量份比例混合并搅
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说 明 书
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拌均匀，投入反应炉煅烧8小时后，冷却至室温。将废橡胶粉碎为胶粉后，加入再生剂装入硫化罐，150MPa条件下脱硫5h，捏炼精炼后制成粒径为0.3cm的再生橡胶颗粒。将木质素磺酸盐胺按10：30重量份比例混合，滴加40重量份的醛，80℃反应6h。将40重量份水泥、15重量份的钢渣煤矸石微粒，13重量份建筑垃圾制备的骨料充分混合，边搅拌边加入40重量份的水、5重量份的再生橡胶颗粒和11重量份的冷再生型乳化剂。即可得由钢渣、煤矸石、废橡胶及建筑废料等制备的复合混凝土。[0022]实施例四[0023]煤矸石、建筑废料制备煤矸石。将煤矸石经粉碎机彻底粉碎、烘干机烘干后备用。将建筑废料中的砖瓦、玻璃等通过颚式粉碎机粉碎，通过方孔筛筛分为13mm粒径的颗粒备用。将钢渣放入颚式粉碎机中破碎至粒径0.4mm的颗粒，通过80um方孔筛，筛后备用。反应炉按5℃/min升温至950℃，将已过筛的钢渣与煤矸石粉末按100：150的重量份比例混合并搅拌均匀，投入反应炉煅烧9小时后，冷却至室温。将废橡胶粉碎为胶粉后，加入再生剂装入硫化罐，150MPa条件下脱硫5h，捏炼精炼后制成粒径为0.4cm的再生橡胶颗粒。将木质素磺酸盐胺按10：60重量份比例混合，滴加50重量份的醛，80℃反应6h。将40重量份水泥、18重量份的钢渣煤矸石微粒，12重量份建筑垃圾制备的骨料充分混合，边搅拌边加入40重量份的水、8重量份的再生橡胶颗粒和11重量份的冷再生型乳化剂。即可得由钢渣、煤矸石、废橡胶及建筑废料等制备的复合混凝土。[0024]实施例五[0025]煤矸石、建筑废料制备煤矸石。将煤矸石经粉碎机彻底粉碎、烘干机烘干后备用。将建筑废料中的砖瓦、玻璃等通过颚式粉碎机粉碎，通过方孔筛筛分为14mm粒径的颗粒备用。将钢渣放入颚式粉碎机中破碎至粒径0.3mm的颗粒，通过80um方孔筛，筛后备用。反应炉按5℃/min升温至900℃，将已过筛的钢渣与煤矸石粉末按100：160的重量份比例混合并搅拌均匀，投入反应炉煅烧8小时后，冷却至室温。将废橡胶粉碎为胶粉后，加入再生剂装入硫化罐，150MPa条件下脱硫4h，捏炼精炼后制成粒径为0.3cm的再生橡胶颗粒。将木质素磺酸盐胺按10：30重量份比例混合，滴加30重量份的醛，80℃反应5h。将50重量份水泥、20重量份的钢渣煤矸石微粒，14重量份建筑垃圾制备的骨料充分混合，边搅拌边加入60重量份的水、6重量份的再生橡胶颗粒和12重量份的冷再生型乳化剂。即可得由钢渣、煤矸石、废橡胶及建筑废料等制备的复合混凝土。[0026]采用化学分析中乙二醇滴定法对该钢渣煤矸石复合混凝土中的游离氧化钙含量进行检测。检测结果如下表所示：
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说 明 书
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检测结果显示随添加煤矸石重量份数，对应游离CaO的消解率从8.24％提升到
37.08％，由上述实施例和检测结果明显可知，通过采用本发明工艺制备的钢渣复合混凝土使钢渣、煤矸石、废橡胶和建筑废料得到充分再利用，并且以较低的生产成本获得完全满足需要的混凝土，同时有效减少了水泥的用量，节约了生产成本。
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