专利名称：一种高性能混凝土掺合料及其制备方法一种高性能混凝土掺合料及其制备方法本发明涉及混凝土掺合料，尤其涉及一种高性能混凝土掺合料及其制备方法。 [背景技术]近年来，随着建筑结构的大型化以及混凝土强度等级不断提高，高性能混凝土的需求量越来越大。高性能混凝土的特点是工作性能好、耐久性佳。配制高性能混凝土的关键技术是高强掺合料和高性能减水剂，目前使用最为广泛的高强掺合料是硅灰，但硅灰需水量大，容易引起混凝土开裂，从而降低混凝土耐久性。国内公开日2002年11月27日，公开号为CN1381421的中国发明专利申请介绍了无龟裂高性能混凝土掺合料及其使用方法，其组成成份是，无机硅料40-55%，石灰石14-50%， 无水石膏4-12%，生石灰6-19%。经初研混合后再研磨，制成过400目筛后，筛余量的粉粒。将水泥重的8-25 %掺合料掺入水泥骨料中，加水搅拌混凝土构筑物呈水泥原色泽， 光洁致密无龟裂，耐久性稳定，抗压强度提高10%，或省水泥10-20%。该方法制得的产品掺量低、增强效果稍逊，且不能明显减少混凝土收缩。公开日2004年12月四日，公开号为CN1557763的中国发明专利申请介绍了一种利用复合钢渣微粉制备高性能混凝土掺合料的制备方法将钢渣微粉与矿渣微粉按照 4 6至2 8的比例相互掺合，作为高性能混凝土的掺合料并等量替代20 90%的水泥； 所述钢渣微粉与矿渣微粉的比表面积为450 600m2/kg。利用钢渣粉和矿渣粉的耦合性， 发挥其各自的优势，起到优势叠加的效应，使混凝土的综合性能得到提高。经复掺后的高性能混凝土，其强度和耐久性大幅度提高，材料的密实性和抗渗透能力明显增强。该方法获得的产品不能减小混凝土收缩，不具备抗裂性能。公开日2009年7月15日，公开号为CN101481229的中国发明专利申请公开了高性能混凝土掺合料及使用方法将高炉水淬矿渣85 94份与天然石膏6 15份混合磨细即可。在混凝土中使用这一掺合料的掺量为30% 50%，可以等量替代水泥，减少水泥用量，降低混凝土生产成本。当混凝土的其它组成材料的用量与品质都相同时，采用本掺合料配制的混凝土与不掺掺合料的同强度等级的混凝土相比，具有早期抗压强度高、干燥收缩值小、密实、水化热低、抗渗及抗碳化性能好等优点。该产品容易导致混凝土泌水，导致混凝土工作性能变劣。公开日20010年3月3日，公开号为CN101658854的中国发明专利申请介绍了一种利用废渣制备高性能混凝土掺合料的方法首先将废渣通过螺旋分级机分选出含有金属铁的尾矿粉，再将水洗的悬浊液输入沉淀池经压滤机将含水量较高的沉淀尾泥压制成含水较低的泥饼，经烘干粉碎后，使尾泥含水量降至3%以下，再进入球磨机磨细至500m2/kg，制成用于混凝土的高性能掺合料。工艺简单，成本低廉，提高混凝土强度，降低混凝土及工程造价作用显著，并减少环境污染。该产品等量替代水泥不能提高混凝土强度，混凝土耐久性没有得到改善生活垃圾焚烧后形成的飞灰主要成分为CaO 35.8%, SiO2 20. 5%, Al2035. 8%, K2O 4. 0%, Na2O3. 7%, Fe2033. 2%, MgO 2. 1 %，并且含有少量重金属和微量二噁英。飞灰中玻璃体含量59 %，具有很好的活性，98% 99 %焚烧飞灰的颗粒粒径在4 100 μ m之间， 颗粒分布比较均勻。粒径<61. 69 μ m的颗粒百分含量高达90%，其平均粒径为18. 96 μ m， 比表面积360m2/kg。要综合利用生活垃圾焚烧后形成的飞灰，关键技术是防止有害重金属的浸出，避免其对环境形成二次污染。目前生活垃圾焚烧飞灰并未得到有效利用，绝大部分通过水热处理(防止二噁英析出)和稳定处理(防止重金属浸出)后填埋，浪费了资源并且占用大量填埋用地。少量飞灰用于制砖，但如何防止重金属浸出仍然存在问题。本发明要解决的技术问题是提供一种能够利用生活垃圾焚烧后形成的飞灰，明显减少混凝土收缩，改善混凝土机械性能，重金属浸出值符合国家标准的高性能混凝土掺合料及其制备方法。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种高性能混凝土掺合料，按重量百分比由以下组分组成垃圾焚烧飞灰55% "75% ；硬石膏8-25% ；膨胀组分10-25% ；生石灰0-25% ；稳定剂6-15%。以上所述的高性能混凝土掺合料，所述垃圾焚烧飞灰的比表面积不小于300m2/ kg，按重量计，玻璃体含量不小于40%，二氧化硅、氧化钙和三氧化二铝总量不小于60%。以上所述的高性能混凝土掺合料，所述垃圾焚烧飞灰的重金属含量不大于Cd1000mg/kgCr1000mg/kgPb5000mg/kgCu2000mg/kgZn6000mg/kgNi3000mg/kgHg200mg/kg。以上所述的高性能混凝土掺合料，所述的膨胀组分为煅烧偏高岭土和/或高铝熟料。以上所述的高性能混凝土掺合料，所述的膨胀组分为煅烧偏高岭土，占全部原料重量的8-12%。，以上所述的高性能混凝土掺合料，所述的膨胀组分为高铝熟料8_12%，占全部原料重量的8-12%。以上所述的高性能混凝土掺合料，所述的稳定剂包括工业绿矾和重金属螯合剂， 按重量比，工业绿矾重金属螯合剂为10. 5-12. 5:1。一种上述的高性能混凝土掺合料的制备方法的技术方案，包括以下步骤a)按配比称取原料；b)将原料混合，粉磨至比表面积为400-600m2/kg，0. 08mm方孔筛筛余小于总重量的 1. 5%。本发明的特点在于使用复合稳定剂使飞灰的浸出量符合填埋标准，经重金属浸出稳定处理的飞灰加入到混凝土中，与其他胶凝材料共同进行水化反应，生成稳定的水化产物-C-S-H凝胶和水化硫铝酸钙，此类水化产物对重金属有很好的固化作用，使得重金属的浸出值大幅度下降，符合环保要求。本发明高性能混凝土掺合料利用垃圾焚烧产生的飞灰作为主要原料，通过深加工生产一种高强掺合料，加入到混凝土中，可以改善高性能混凝土工作性能、提高强度、减少收缩，重金属浸出值符合国家标准，是一种理想的替代硅灰配制高性能混凝土的材料，可以按30-50%比例替代水泥制备高性能混凝土或生产复合水泥，也可以按20-60%比例替代水泥生产各类环保砖。生活垃圾焚烧炉在焚烧工程一般会采用添加石灰等方式对有害成分的排放进行预处理，本发明使用的飞灰并不需要进行其他预处理。一般生活垃圾焚烧飞灰的成分变化不是很大。对取自北京、上海、广州等多个城市飞灰进行分析，其有效成分和有害成分均在本发明所需范围内。实际上，飞灰有效成分要求如下按重量计，玻璃体含量不小于40%， 比表面积不小于300m2/kg，二氧化硅、氧化钙和三氧化二铝总量不小于60%;生活垃圾焚烧飞灰的有害成分要求如下重金属上限要求(单位mg/kg)本发明公开了一种高性能混凝土掺合料及其制备方法。高性能混凝土掺合料按重量百分比由以下组分组成垃圾焚烧飞灰55％-75％；硬石膏8-25％；膨胀组分10-25％；生石灰；8-25％稳定剂6-15％。本发明高性能混凝土掺合料利用垃圾焚烧产生的飞灰作为主要原料，通过深加工生产一种高强掺合料，加入到混凝土中，可以改善高性能混凝土工作性能、提高强度、减少收缩，重金属浸出值符合国家标准，是一种理想的替代硅灰配制高性能混凝土的材料，可以按30-50％比例替代水泥制备高性能混凝土或生产复合水泥，也可以按20-60％比例替代水泥生产各类环保砖。
公开日2012年1月25日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日