CN104860584A - 垃圾焚烧发电炉渣混凝土的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾焚烧发电炉渣混凝土的制备方法，该方法是在混凝土制备过程中，采用分两批加入丙烯酸树脂、分三批加入磁化水、分四次进行搅拌的方法，利用垃圾炉渣制备建筑材料，实现了资源的有效回收和利用，方法简单，制备效率高，生产过程环保，通过调整配比可获得不同强度等级的混凝土产品，最终获得的混凝土拌合充分且细致，抗压强度、耐水性佳、稳定性高，整体性能好。

Description

垃圾焚烧发电炉渣混凝土的制备方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土的制备方法，具体涉及一种垃圾焚烧发电炉渣混凝土的制备方法，属于固体废弃物资源化综合利用技术领域。

背景技术

垃圾焚烧发电技术是垃圾放在焚烧发电炉中进行燃烧，释放出热能，余热回收进行发电。将垃圾焚烧用于发电是生活垃圾常用的无害化处理方式之一，是一种可实现资源回收利用的有效途径。垃圾进入焚烧炉焚烧后，会产生大量的废渣，称为炉渣，炉渣属于一般废物。

相关研究资料表明，炉渣中的主要成分为熔渣、玻璃、陶瓷、砖头、石块等物，还含有一定的塑料、金属物质和未完全燃烧的纸类、纤维、木头等有机物；炉渣中大于4mrn的颗粒约占60%，适合用作建筑材料，小于4mrn的颗粒一般考虑用作水处理介质。现有的垃圾焚烧炉渣的资源化利用途径主要是用作石油沥青路面的替代骨料，水泥或混凝土的替代骨料，填埋场覆盖材料，路堤、路基等的填充材料等。如专利CN102268861B公开了一种用建筑垃圾和生活垃圾的炉渣制成的路缘石；CN102296742A公开了一种用建筑垃圾和生活垃圾的炉渣制成的发光混凝土砖；CN1331796C公开了一种利用生活垃圾焚烧炉渣生产砌筑水泥的方法，该方法是将生活垃圾焚烧炉渣作为混合材，与硅酸盐熟料、矿渣和石膏共同粉磨，或者分别粉磨再混合均化，制成砌筑水泥，以质量百分比计，原料的加入量为：生活垃圾焚烧炉渣为15%~50%，硅酸盐熟料为1%~50%，矿渣为5%~50%，石膏为4%~8%；专利CN102092992B公开了用生活垃圾焚烧炉渣制备的混凝土码头砖及其制备方法，该方法是通过改善原料配比及工艺参数来提高混凝上码头砖的强度，原料配比为：生活垃圾焚烧炉渣18.1%~40.9%、水泥12.9%~18.1%、碎石12.5%~30.9%、粗砂28.1%~43.9%和外加剂2.5%~5.9%。

在利用垃圾焚烧炉渣制备混凝土材料方面，专利CN103387411A公开了一种用垃圾焚烧炉渣生产加气混凝土的方法，以质量百分比计，原料的加入量为：粉煤灰、石英砂和/或粒化高炉矿渣：30-60%；硅酸盐水泥：5-15%；生石灰：15-25%；二水石膏：3-5%；垃圾焚烧炉渣：10-40%（优选9.5-39%）。

现有技术中的炉渣利用过程中，均没有考虑垃圾炉渣与普通混凝土集料的吸水率不同的问题，在垃圾炉渣混凝土各材料配合比的设计过程中，在确定用水量时，均忽视了垃圾炉渣骨料的吸水率问题，使得垃圾炉渣混凝土无法实现充分的拌合，同时也没有考虑混凝土中垃圾炉渣粗骨料与全部粗骨料质量比与混凝土抗压强度的优化问题，制得的混凝土的耐水性以及抗压强度与普通的混凝土存在差距，另外，稳定性和整体性能不高。如不克服，垃圾炉渣混凝土在使用过程中会存在着安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供一种抗压强度高、耐水性极佳、稳定性高、能实现充分拌合的垃圾焚烧发电炉渣混凝土的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种垃圾焚烧发电炉渣混凝土的制备方法，由如下步骤组成：

（1）原材料准备：采用垃圾炉渣替代混凝土中粗骨料，其中混凝土中垃圾炉渣粗骨料与全部粗骨料质量比在50~70%之间，所述原材料由以下材料进行制备，各材料的用量配比，以制备每立方混凝土所需该材料的质量计为：垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣250~400kg、水泥300~550kg、磁化水150~200kg、砂220~260kg、粒径为10~20mm的级配碎石1100~1300kg、减水剂3~4kg、丙烯酸树脂4-5kg、GCY活化剂15~20kg；

（2）炉渣预处理：将垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，通过破碎筛选、磁选、浮力分选、筛分，获得粒径为3~5mm、表观密度为1996kg/ m³的垃圾炉渣粗骨料；

（3）磁化水制备：采用磁化器，预先将自来水进行磁化，获得磁化水，备用；

（4）混凝土制备：混凝土制备过程中，根据原材料准备过程中垃圾炉渣粗骨料与全部粗骨料质量比率，采用分两批加入丙烯酸树脂、分三批加入磁化水、分四次进行搅拌的方法，先将25~35%的磁化水、GCY活化剂、垃圾炉渣粗骨料、砂和50%的丙烯酸树脂加入搅拌装置中搅拌1~2min，然后加入粒径为10~20mm的级配碎石、水泥进行二次搅拌，搅拌时间25~30s，再加入减水剂和50~60%的磁化水进行第三次搅拌，搅拌时间25~30s，最后加入50%的丙烯酸树脂和剩余的磁化水进行第四次搅拌，搅拌时间25~30s，即制得。

所述GCY活化剂主要成分为正硅酸钠，Na₄SiO₄含量为百分之95%，在本发明配方中用于调节混凝土的酸碱度，在集料混合中腐蚀炉渣中的玻璃体表面，增强物料之间的附着力。

所述丙烯酸树脂可在不降低混凝土流动性的前提下，增加混凝土拌和物塑性粘度，抑制泌水和离析，降低收缩变形，提高混凝土抗裂性和粘结强度，提高稳定性和整体性能。

所述混凝土制备步骤中，由于垃圾炉渣粗骨料的吸水率与其取代的粗骨料和其它材料的吸水率不同，同时为了兼顾丙烯酸树脂的稳定性效果，采用了分两批加入丙烯酸树脂、分三批加入磁化水、分四次进行搅拌的方法，通过原材料和磁化水、丙烯酸树脂分顺序、分批次、分数量的加入，首先能够使得混凝土充分的拌合，其次能够充分发挥丙烯酸树脂的作用，强度、稳定性及整体性能有了综合性的提高。

采用本发明的制备方法，通过调整混凝土中各材料的用量配比，可获得不同强度等级的混凝土，优选的技术方案如下。

1、混凝土中各材料的用量配比以制备每立方混凝土所需该材料的质量计，为：垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣385kg、水泥300kg、磁化水185kg、砂345kg、粒径为10~20mm的级配碎石1165kg、减水剂3.2kg、丙烯酸树脂4kg、GCY活化剂19kg；其制备方法为以下步骤：

（1）炉渣预处理：将垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，通过破碎筛选、磁选、浮力分选、筛分，获得粒径为3~5mm、表观密度为1996kg/ m³的垃圾炉渣粗骨料；

（2）磁化水制备：采用磁化器，预先将自来水进行磁化，获得磁化水，备用；

（3）混凝土制备：先将25~35%的磁化水、GCY活化剂、垃圾炉渣粗骨料、砂和50%的丙烯酸树脂加入搅拌装置中搅拌1~2min，然后加入粒径为10~20mm的级配碎石、水泥进行二次搅拌，搅拌时间25~30s，再加入减水剂和50~60%的磁化水进行第三次搅拌，搅拌时间25~30s，最后加入50%的丙烯酸树脂和剩余的磁化水进行第四次搅拌，搅拌时间25~30s，，即制得强度等级C15的混凝土。

2、混凝土中各材料的用量配比以制备每立方混凝土所需该材料的质量计，为：垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣385kg、水泥355kg、磁化水185kg、砂345kg、粒径为10~20mm的级配碎石1160kg、减水剂3.2kg、丙烯酸树脂4kg、GCY活化剂19kg；其制备方法为以下步骤：

（1）炉渣预处理：将垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，通过破碎筛选、磁选、浮力分选、筛分，获得粒径为3~5mm、表观密度为1996kg/ m³的垃圾炉渣粗骨料；

（2）磁化水制备：采用磁化器，预先将自来水进行磁化，获得磁化水，备用；

（3）混凝土制备：先将25~35%的磁化水、GCY活化剂、垃圾炉渣粗骨料、砂和50%的丙烯酸树脂加入搅拌装置中搅拌1~2min，然后加入粒径为10~20mm的级配碎石、水泥进行二次搅拌，搅拌时间25~30s，再加入减水剂和50~60%的磁化水进行第三次搅拌，搅拌时间25~30s，最后加入50%的丙烯酸树脂和剩余的磁化水进行第四次搅拌，搅拌时间25~30s，，即制得强度等级C20的混凝土。

3、混凝土中各材料的用量配比以制备每立方混凝土所需该材料的质量计，为：垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣330kg、水泥400kg、磁化水185kg、砂315kg、粒径为10~20mm的级配碎石1180kg、减水剂3kg、丙烯酸树脂4kg、GCY活化剂19kg；其制备方法为以下步骤：

（1）炉渣预处理：将垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，通过破碎筛选、磁选、浮力分选、筛分，获得粒径为3~5mm、表观密度为1996kg/ m³的垃圾炉渣粗骨料；

（2）磁化水制备：采用磁化器，预先将自来水进行磁化，获得磁化水，备用；

（3）混凝土制备：先将25~35%的磁化水、GCY活化剂、垃圾炉渣粗骨料、砂和50%的丙烯酸树脂加入搅拌装置中搅拌1~2min，然后加入粒径为10~20mm的级配碎石、水泥进行二次搅拌，搅拌时间25~30s，再加入减水剂和50~60%的磁化水进行第三次搅拌，搅拌时间25~30s，最后加入50%的丙烯酸树脂和剩余的磁化水进行第四次搅拌，搅拌时间25~30s，，即制得强度等级C25的混凝土。

4、混凝土中各材料的用量配比以制备每立方混凝土所需该材料的质量计，为：垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣315kg、水泥450kg、磁化水183kg、砂285kg、粒径为10~20mm的级配碎石1192kg、减水剂3.5kg、丙烯酸树脂4kg、GCY活化剂18.8kg；其制备方法为以下步骤：

（1）炉渣预处理：将垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，通过破碎筛选、磁选、浮力分选、筛分，获得粒径为3~5mm、表观密度为1996kg/ m³的垃圾炉渣粗骨料；

（2）磁化水制备：采用磁化器，预先将自来水进行磁化，获得磁化水，备用；

（3）混凝土制备：先将25~35%的磁化水、GCY活化剂、垃圾炉渣粗骨料、砂和50%的丙烯酸树脂加入搅拌装置中搅拌1~2min，然后加入粒径为10~20mm的级配碎石、水泥进行二次搅拌，搅拌时间25~30s，再加入减水剂和50~60%的磁化水进行第三次搅拌，搅拌时间25~30s，最后加入50%的丙烯酸树脂和剩余的磁化水进行第四次搅拌，搅拌时间25~30s，，即制得强度等级C30的混凝土。

5、混凝土中各材料的用量配比以制备每立方混凝土所需该材料的质量计，为：垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣、水泥480kg、磁化水180kg、砂325kg、粒径为10~20mm的级配碎石1230kg、减水剂3.4kg、丙烯酸树脂4kg、GCY活化剂18kg；其制备方法为以下步骤：

（1）炉渣预处理：将垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，通过破碎筛选、磁选、浮力分选、筛分，获得粒径为3~5mm、表观密度为1996kg/ m³的垃圾炉渣粗骨料；

（2）磁化水制备：采用磁化器，预先将自来水进行磁化，获得磁化水，备用；

（3）混凝土制备：先将25~35%的磁化水、GCY活化剂、垃圾炉渣粗骨料、砂和50%的丙烯酸树脂加入搅拌装置中搅拌1~2min，然后加入粒径为10~20mm的级配碎石、水泥进行二次搅拌，搅拌时间25~30s，再加入减水剂和50~60%的磁化水进行第三次搅拌，搅拌时间25~30s，最后加入50%的丙烯酸树脂和剩余的磁化水进行第四次搅拌，搅拌时间25~30s，，即制得强度等级C35的混凝土。

6、混凝土中各材料的用量配比以制备每立方混凝土所需该材料的质量计，为：垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣、水泥520kg、磁化水178kg、砂255kg、粒径为10~20mm的级配碎石1220kg、减水剂3.8kg、丙烯酸树脂4kg、GCY活化剂17kg；其制备方法为以下步骤：

（1）炉渣预处理：将垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，通过破碎筛选、磁选、浮力分选、筛分，获得粒径为3~5mm、表观密度为1996kg/ m³的垃圾炉渣粗骨料；

（2）磁化水制备：采用磁化器，预先将自来水进行磁化，获得磁化水，备用；

（3）混凝土制备：先将25~35%的磁化水、GCY活化剂、垃圾炉渣粗骨料、砂和50%的丙烯酸树脂加入搅拌装置中搅拌1~2min，然后加入粒径为10~20mm的级配碎石、水泥进行二次搅拌，搅拌时间25~30s，再加入减水剂和50~60%的磁化水进行第三次搅拌，搅拌时间25~30s，最后加入50%的丙烯酸树脂和剩余的磁化水进行第四次搅拌，搅拌时间25~30s，，即制得强度等级C40的混凝土。

较优的技术方案还可以是：所述混凝土中各材料的用量配比以制备每立方混凝土所需该材料的质量计，为：混凝土中各材料的用量配比，以制备每立方混凝土所需该材料的质量计为：垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣400kg、水泥300kg、磁化水150kg、砂260kg、粒径为10~20mm的级配碎石1300kg、减水剂3.3kg、丙烯酸树脂4kg、GCY活化剂20kg；其制备方法为以下步骤：

（1）炉渣预处理：将垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，通过破碎筛选、磁选、浮力分选、筛分，获得粒径为3~5mm、表观密度为1996kg/ m³的垃圾炉渣粗骨料；

（2）磁化水制备：采用磁化器，预先将自来水进行磁化，获得磁化水，备用；

（3）混凝土制备：先将25%的磁化水、GCY活化剂、垃圾炉渣粗骨料、砂和50%的丙烯酸树脂加入搅拌装置中搅拌1min，然后加入粒径为10~20mm的级配碎石、水泥进行二次搅拌，搅拌时间25s，再加入减水剂和50%的磁化水进行第三次搅拌，搅拌时间30s，最后加入50%的丙烯酸树脂和剩余的磁化水进行第四次搅拌，搅拌时间25s，即制得。

较优的技术方案还可以是：所述混凝土中各材料的用量配比以制备每立方混凝土所需该材料的质量计，为：混凝土中各材料的用量配比，以制备每立方混凝土所需该材料的质量计为：垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣250kg、水泥550kg、磁化水200kg、砂220kg、粒径为10~20mm的级配碎石1100kg、减水剂4kg、丙烯酸树脂4kg、GCY活化剂15kg；其制备方法为以下步骤：

（1）炉渣预处理：将垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，通过破碎筛选、磁选、浮力分选、筛分，获得粒径为3~5mm、表观密度为1996kg/ m³的垃圾炉渣粗骨料；

（2）磁化水制备：采用磁化器，预先将自来水进行磁化，获得磁化水，备用；

（3）混凝土制备：先将35%的磁化水、GCY活化剂、垃圾炉渣粗骨料、砂和50%的丙烯酸树脂加入搅拌装置中搅拌2min，然后加入粒径为10~20mm的级配碎石、水泥进行二次搅拌，搅拌时间30s，再加入减水剂和60%的磁化水进行第三次搅拌，搅拌时间25s，最后加入50%的丙烯酸树脂和剩余的磁化水进行第四次搅拌，搅拌时间30s，即制得。

优选的发电炉渣的预处理方法：

（1）将垃圾焚烧发电厂排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，送至筛选设备进行筛选，筛选获得颗粒直径小于100mm的炉渣，而炉渣中体积较大的渣块、石块、混凝土块及大块的金属送至打砂机进行一级破碎，然后返回至筛选设备；

（2）颗粒直径小于100mm的炉渣进入一级磁选，通过一级磁选去除炉渣中的铁等磁性金属；

（3）一级磁选后炉渣送至湿式打砂机进行二级破碎，根据需要将炉渣颗粒细度进行调整，然后进行二级磁选，所含有磁性金属被二级磁选去除；

（4）经二级磁选后的炉渣及冲洗水混和物，流入锯齿波跳汰机，进行浮力分选，进一步去除剩余有色金属；已去除所有金属物质后的炉渣砂粒，随水流经跳汰机出料口流入渣池，渣池设隔栅排水口，经过过滤后，获得垃圾炉渣粗骨料。

针对垃圾炉渣的性质及经过预处理后的垃圾炉渣用于制备混凝土的可行性，本发明申请人进行了相关前期准备和研究，并最终形成了本发明的垃圾焚烧发电炉渣混凝土的制备方法，具体说明如下。

参照普通混凝土砂、石质量及检验方法，对垃圾炉渣的各项工程性质进行检测，其结果及分析如下。

（1）粒径：将垃圾炉渣处理成小于等于0.16mm~31.5mm的骨料颗粒，测得到垃圾炉渣细骨料的细度模数为3.8，其值已超过建筑用砂的标准。由此可见，垃圾炉渣更适合作为粗骨料用于混凝土中。由图1可见，垃圾炉渣的粒径连续，级配曲线圆滑、不间断，可见其具有良好的连续级配，适合用作混凝土的骨料。

（2）表观密度：垃圾炉渣骨料与普通混凝土骨料的表观密度见表1。垃圾炉渣粗细骨料均小于普通碎石和砂，这主要是与垃圾炉渣的组成成分有关。垃圾炉渣中粒径较大的部分主要是熔渣及砖块类物质，其具有较大的孔隙率，使得表观密度较小；粒径较小的部分主要是类灰粉状物质，其质量较轻。因此，垃圾炉渣的表观密度较普通混凝土骨料小很多。分析表观密度与吸水率的关系可知，不同粒径下，表观密度越大，吸水率越低。

表1 垃圾炉渣与普通混凝土集料的表观密度对比

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（3）吸水率：垃圾炉渣与普通混凝土集料的吸水率对比可见表2。无论是与普通粗骨料（即级配碎石）还是与细骨料（即砂）相比，垃圾炉渣即便1h的吸水率也远远大于普通骨料24 h的吸水率。因此，在将垃圾炉渣作为混凝土中的骨料时必须考虑高吸水率带来的影响。而且，垃圾炉渣中小粒径的吸水率大于大粒径的吸水率，小粒径部分在整个垃圾炉渣骨料吸水作用中起主导作用。这是由于垃圾炉渣中小粒径部分主要为吸水性较强的类似于灰粉状物质。对比24h和1h的吸水率，垃圾炉渣吸水率没有太大变化，其吸水过程会在较短时间内完成。

 表2  垃圾炉渣与普通混凝土集料的吸水率对比

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（4）压碎指标：将不同粒径垃圾炉渣骨料与普通混凝土骨料进行压碎指标试验，对比结果见表3。垃圾炉渣与砂的压碎指标相差不大，而与碎石的压碎指标相差较大，可见垃圾炉渣骨料的抗压强度低。这是因为起主要抗压作用的熔渣类物质，结构不够致密。然而，采用同样的炉排炉焚烧工艺，炉渣主要为结构非常致密的熔渣，其抗压强度与碎石相差不大。以目前的这种性状的垃圾炉渣作为混凝土中的粗骨料使用，其比较适宜配制低标号的混凝土。

表3 垃圾炉渣与普通混凝土集料的压碎指标对比

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（5）垃圾炉渣骨料对混凝土抗压强度的影响：将垃圾炉渣全部或部分替代普通混凝土粗骨料，研究垃圾炉渣骨料对混凝土抗压强度的影响，分析如下。

①破坏形态

    垃圾炉渣混凝土破坏形态可见图2。垃圾熔炉渣混凝土试件的破坏形态基本上与普通混凝土相似，但由于其含有玻璃和陶瓷碎片等片状物，其与水泥凝胶体之间的界面是最薄弱的环节，破坏主要产生于此；其次为熔渣类粗骨料和水泥凝胶体之间的界面产生黏结破坏。由于垃圾炉渣骨料的抗压强度较低，个别处也出现了骨料破坏的情况。可见，垃圾炉渣内的针片状物质是影响其抗压强度的重要因素。

②配合比

    在垃圾炉渣混凝土各材料配合比的设计过程中，在确定用水量时，不容忽视的一个问题就是垃圾炉渣骨料的吸水率问题。因此，采用垃圾炉渣骨料活化剂法进行配合比设计。同时考虑用于制备混凝土的水及其水量的选择。进行垃圾炉渣混凝土的配合比设计时，首先根据普通混凝土配合比要求按照普通混凝土强度配合比设计，然后确定吸附水的用量，该部分水根据垃圾炉渣骨料的有效吸水率确定。同时，由于垃圾炉渣骨料的吸水率以及针片状含量较多的原因，使得混凝土的工作性不稳定，因此在试件浇注时须采用特殊的浇注工艺，考虑掺入一定的助剂。

③垃圾炉渣骨料取代率

    垃圾炉渣骨料取代率是指混凝土中垃圾炉渣粗骨料与全部粗骨料质量比。图3表现了水灰比为0.5时垃圾炉渣取代率与混凝土抗压强度的曲线关系。由于垃圾炉渣骨料本身的结构特殊性，全部采用垃圾炉渣替代混凝土中粗骨料，混凝土的抗压强度不高，一般比较适合配制标号为C30的混凝土。从曲线中可发现，垃圾炉渣混凝土的抗压强度与垃圾炉渣骨料取代率之间呈非线性关系，当取代率为60%时抗压强度最高，可配制32.5（R）混凝土，混凝土中垃圾炉渣粗骨料与全部粗骨料质量比优选在50%-70%之间。说明垃圾焚烧炉渣与级配碎石组合，拥有较为良好的级配，使得抗压强度达到混凝土的骨料的级配要求。因此，选择适当的取代率，使得垃圾炉渣与普通混凝土粗骨料形成良好的级配，能达到混凝土的抗压强度。

经过上述的前期准备和研究工作，最终形成了本发明所述的垃圾焚烧发电炉渣混凝土的制备方法，本发明相对于现有技术的有益效果如下：

（1）本发明方法充分考虑了垃圾炉渣骨料的吸水率以及针片状含量较多影响混凝土的抗压强度，导致其性质不稳定的因素，通过在配方中加入活化剂将垃圾炉渣中的氧化硅表面进行腐蚀，增强物料之间的附着力；同时，采用具有较高溶解度的磁化水进行混凝土的搅拌，可促进混凝土充份拌合而比较细致，最终获得混凝土耐水性及强度比使用普通水搅拌的混凝土更佳；

（2）本发明利用垃圾炉渣制备建筑材料，实现了资源的有效回收和利用，本发明方法简单，制备效率高，生产过程环保，通过调整配比可获得不同强度等级的混凝土产品，所制得的混凝土抗压强度、耐水性佳；

（3）通过加入丙烯酸树脂可在不降低混凝土流动性的前提下，增加混凝土拌和物塑性粘度，抑制泌水和离析，降低收缩变形，提高混凝土抗裂性和粘结强度，提高稳定性和整体性能；

（4）所述混凝土制备步骤中，由于垃圾炉渣粗骨料的吸水率与其取代的粗骨料和其它材料的吸水率不同，同时为了兼顾丙烯酸树脂的稳定性效果，采用了分两批加入丙烯酸树脂、分三批加入磁化水、分四次进行搅拌的方法，通过原材料和磁化水、丙烯酸树脂分顺序、分批次、分数量的加入，首先能够使得混凝土充分的拌合，其次能够充分发挥丙烯酸树脂的作用，强度、稳定性及整体性能有了综合性的提高。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1为垃圾炉渣粒径分布图；图2为垃圾炉渣混凝土破坏形态；图3为垃圾炉渣骨料取代率与抗压强度关系图；图4为垃圾焚烧发电炉渣混凝土的制备工艺流程图。

具体实施方式      

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。

实施例1~6  按表1中的配方采用以下步骤制备六种不同强度等级的混凝土：

（1）炉渣预处理：将垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，通过破碎筛选、磁选、浮力分选、筛分，获得粒径为3~5mm、表观密度为1996kg/ m³的垃圾炉渣粗骨料；

（2）磁化水制备：采用磁化器，预先将自来水进行磁化，获得磁化水，备用；

（3）混凝土制备：先将30%的磁化水、GCY活化剂、垃圾炉渣粗骨料、砂和50%的丙烯酸树脂加入搅拌装置中搅拌1min，然后加入粒径为10~20mm的级配碎石、水泥进行二次搅拌，搅拌时间30s，再加入减水剂和55%的磁化水进行第三次搅拌，搅拌时间30s，最后加入50%的丙烯酸树脂和剩余的磁化水进行第四次搅拌，搅拌时间30s，即制得。

同时检测制得的六种不同强度等级的混凝土的塌落度、抗压强度、如表4所示。

表4 混凝土各材料用量配比及采用本发明方法制备得到的不同强度等级混凝土的性能指标

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实施例7 混凝土中各材料的用量配比以制备每立方混凝土所需该材料的质量计，为：混凝土中各材料的用量配比，以制备每立方混凝土所需该材料的质量计为：垃圾焚烧发电炉渣400kg、水泥300kg、磁化水150kg、砂260kg、粒径为10~20mm的级配碎石1300kg、减水剂3.3kg、GCY活化剂20kg和丙烯酸树脂4kg；其制备方法为以下步骤：

（1）炉渣预处理：将垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，通过破碎筛选、磁选、浮力分选、筛分，获得粒径为3~5mm、表观密度为1996kg/ m³的垃圾炉渣粗骨料；

（2）磁化水制备：采用磁化器，预先将自来水进行磁化，获得磁化水，备用；

（3）混凝土制备：先将25%的磁化水、GCY活化剂、垃圾炉渣粗骨料、砂和50%的丙烯酸树脂加入搅拌装置中搅拌1min，然后加入粒径为10~20mm的级配碎石、水泥进行二次搅拌，搅拌时间25s，再加入减水剂和50%的磁化水进行第三次搅拌，搅拌时间30s，最后加入50%的丙烯酸树脂和剩余的磁化水进行第四次搅拌，搅拌时间25s，即制得。

实施例8 混凝土中各材料的用量配比以制备每立方混凝土所需该材料的质量计，为：混凝土中各材料的用量配比，以制备每立方混凝土所需该材料的质量计为：垃圾焚烧发电炉渣250kg、水泥550kg、磁化水200kg、砂220kg、粒径为10~20mm的级配碎石1100kg、减水剂4kg、GCY活化剂15kg和丙烯酸树脂4kg；其制备方法为以下步骤：

（1）炉渣预处理：将垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，通过破碎筛选、磁选、浮力分选、筛分，获得粒径为3~5mm、表观密度为1996kg/ m³的垃圾炉渣粗骨料；

（2）磁化水制备：采用磁化器，预先将自来水进行磁化，获得磁化水，备用；

（3）混凝土制备：先将35%的磁化水、GCY活化剂、垃圾炉渣粗骨料、砂和50%的丙烯酸树脂加入搅拌装置中搅拌2min，然后加入粒径为10~20mm的级配碎石、水泥进行二次搅拌，搅拌时间30s，再加入减水剂和60%的磁化水进行第三次搅拌，搅拌时间25s，最后加入50%的丙烯酸树脂和剩余的磁化水进行第四次搅拌，搅拌时间30s，即制得。

Claims (9)

1.一种垃圾焚烧发电炉渣混凝土的制备方法，其特征在于：制备方法为以下步骤：

（1）原材料准备：采用垃圾炉渣替代混凝土中粗骨料，其中混凝土中垃圾炉渣粗骨料与全部粗骨料质量比在50~70%之间，所述原材料由以下材料进行制备，各材料的用量配比以制备每立方混凝土所需该材料的质量计为：垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣250~400kg、水泥300~550kg、磁化水150~200kg、砂220~260kg、粒径为10~20mm的级配碎石1100~1300kg、减水剂3~4kg、丙烯酸树脂4-5kg、GCY活化剂15~20kg；

（2）炉渣预处理：将垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，通过破碎筛选、磁选、浮力分选、筛分，获得粒径为3~5mm、表观密度为1996kg/m³的垃圾炉渣粗骨料；

（3）磁化水制备：采用磁化器，预先将自来水进行磁化，获得磁化水，备用；

（4）混凝土制备：混凝土制备过程中，根据原材料准备过程中垃圾炉渣粗骨料与全部粗骨料质量比率，采用分两批加入丙烯酸树脂、分三批加入磁化水、分四次进行搅拌的方法，先将25~35%的磁化水、GCY活化剂、垃圾炉渣粗骨料、砂和50%的丙烯酸树脂加入搅拌装置中搅拌1~2min，然后加入粒径为10~20mm的级配碎石、水泥进行二次搅拌，搅拌时间25~30s，再加入减水剂和50~60%的磁化水进行第三次搅拌，搅拌时间25~30s，最后加入50%的丙烯酸树脂和剩余的磁化水进行第四次搅拌，搅拌时间25~30s，即制得。

2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧发电炉渣混凝土的制备方法，其特征在于：由以下材料进行制备，各材料的用量配比以制备每立方混凝土所需该材料的质量计，为：垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣385kg、水泥300kg、磁化水185kg、砂345kg、粒径为10~20mm的级配碎石1165kg、减水剂3.2kg、丙烯酸树脂4kg、GCY活化剂19kg；其制备方法为以下步骤：

（1）炉渣预处理：将垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，通过破碎筛选、磁选、浮力分选、筛分，获得粒径为3~5mm、表观密度为1996kg/m³的垃圾炉渣粗骨料；

（2）磁化水制备：采用磁化器，预先将自来水进行磁化，获得磁化水，备用；

（3）混凝土制备：先将25~35%的磁化水、GCY活化剂、垃圾炉渣粗骨料、砂和50%的丙烯酸树脂加入搅拌装置中搅拌1~2min，然后加入粒径为10~20mm的级配碎石、水泥进行二次搅拌，搅拌时间25~30s，再加入减水剂和50~60%的磁化水进行第三次搅拌，搅拌时间25~30s，最后加入50%的丙烯酸树脂和剩余的磁化水进行第四次搅拌，搅拌时间25~30s，，即制得强度等级C15的混凝土。

3.根据权利要求1所述的垃圾焚烧发电炉渣混凝土的制备方法，其特征在于：由以下材料进行制备，各材料的用量配比以制备每立方混凝土所需该材料的质量计，为：垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣385kg、水泥355kg、磁化水185kg、砂345kg、粒径为10~20mm的级配碎石1160kg、减水剂3.2kg、丙烯酸树脂4kg、GCY活化剂19kg；其制备方法为以下步骤：

（1）炉渣预处理：将垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，通过破碎筛选、磁选、浮力分选、筛分，获得粒径为3~5mm、表观密度为1996kg/ m³的垃圾炉渣粗骨料；

（2）磁化水制备：采用磁化器，预先将自来水进行磁化，获得磁化水，备用；

（3）混凝土制备：先将25~35%的磁化水、GCY活化剂、垃圾炉渣粗骨料、砂和50%的丙烯酸树脂加入搅拌装置中搅拌1~2min，然后加入粒径为10~20mm的级配碎石、水泥进行二次搅拌，搅拌时间25~30s，再加入减水剂和50~60%的磁化水进行第三次搅拌，搅拌时间25~30s，最后加入50%的丙烯酸树脂和剩余的磁化水进行第四次搅拌，搅拌时间25~30s，，即制得强度等级C20的混凝土。

4.根据权利要求1所述的垃圾焚烧发电炉渣混凝土的制备方法，其特征在于：由以下材料进行制备，各材料的用量配比以制备每立方混凝土所需该材料的质量计，为：垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣330kg、水泥400kg、磁化水185kg、砂315kg、粒径为10~20mm的级配碎石1180kg、减水剂3kg、丙烯酸树脂4kg、GCY活化剂19kg；其制备方法为以下步骤：

（1）炉渣预处理：将垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，通过破碎筛选、磁选、浮力分选、筛分，获得粒径为3~5mm、表观密度为1996kg/ m³的垃圾炉渣粗骨料；

（2）磁化水制备：采用磁化器，预先将自来水进行磁化，获得磁化水，备用；

（3）混凝土制备：先将25~35%的磁化水、GCY活化剂、垃圾炉渣粗骨料、砂和50%的丙烯酸树脂加入搅拌装置中搅拌1~2min，然后加入粒径为10~20mm的级配碎石、水泥进行二次搅拌，搅拌时间25~30s，再加入减水剂和50~60%的磁化水进行第三次搅拌，搅拌时间25~30s，最后加入50%的丙烯酸树脂和剩余的磁化水进行第四次搅拌，搅拌时间25~30s，，即制得强度等级C25的混凝土。

5.根据权利要求1所述的垃圾焚烧发电炉渣混凝土的制备方法，其特征在于：由以下材料进行制备，各材料的用量配比以制备每立方混凝土所需该材料的质量计，为：垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣315kg、水泥450kg、磁化水183kg、砂285kg、粒径为10~20mm的级配碎石1192kg、减水剂3.5kg、丙烯酸树脂4kg、GCY活化剂18.8kg；其制备方法为以下步骤：

（1）炉渣预处理：将垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，通过破碎筛选、磁选、浮力分选、筛分，获得粒径为3~5mm、表观密度为1996kg/ m³的垃圾炉渣粗骨料；

（2）磁化水制备：采用磁化器，预先将自来水进行磁化，获得磁化水，备用；

（3）混凝土制备：先将25~35%的磁化水、GCY活化剂、垃圾炉渣粗骨料、砂和50%的丙烯酸树脂加入搅拌装置中搅拌1~2min，然后加入粒径为10~20mm的级配碎石、水泥进行二次搅拌，搅拌时间25~30s，再加入减水剂和50~60%的磁化水进行第三次搅拌，搅拌时间25~30s，最后加入50%的丙烯酸树脂和剩余的磁化水进行第四次搅拌，搅拌时间25~30s，，即制得强度等级C30的混凝土。

6.根据权利要求1所述的垃圾焚烧发电炉渣混凝土的制备方法，其特征在于：由以下材料进行制备，各材料的用量配比以制备每立方混凝土所需该材料的质量计，为：垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣、水泥480kg、磁化水180kg、砂325kg、粒径为10~20mm的级配碎石1230kg、减水剂3.4kg、丙烯酸树脂4kg、GCY活化剂18kg；其制备方法为以下步骤：

（1）炉渣预处理：将垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，通过破碎筛选、磁选、浮力分选、筛分，获得粒径为3~5mm、表观密度为1996kg/ m³的垃圾炉渣粗骨料；

（2）磁化水制备：采用磁化器，预先将自来水进行磁化，获得磁化水，备用；

（3）混凝土制备：先将25~35%的磁化水、GCY活化剂、垃圾炉渣粗骨料、砂和50%的丙烯酸树脂加入搅拌装置中搅拌1~2min，然后加入粒径为10~20mm的级配碎石、水泥进行二次搅拌，搅拌时间25~30s，再加入减水剂和50~60%的磁化水进行第三次搅拌，搅拌时间25~30s，最后加入50%的丙烯酸树脂和剩余的磁化水进行第四次搅拌，搅拌时间25~30s，，即制得强度等级C35的混凝土。

7.根据权利要求1所述的垃圾焚烧发电炉渣混凝土的制备方法，其特征在于：由以下材料进行制备，各材料的用量配比以制备每立方混凝土所需该材料的质量计，为：垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣、水泥520kg、磁化水178kg、砂255kg、粒径为10~20mm的级配碎石1220kg、减水剂3.8kg、丙烯酸树脂4kg、GCY活化剂17kg；其制备方法为以下步骤：

（1）炉渣预处理：将垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，通过破碎筛选、磁选、浮力分选、筛分，获得粒径为3~5mm、表观密度为1996kg/ m³的垃圾炉渣粗骨料；

（2）磁化水制备：采用磁化器，预先将自来水进行磁化，获得磁化水，备用；

（3）混凝土制备：先将25~35%的磁化水、GCY活化剂、垃圾炉渣粗骨料、砂和50%的丙烯酸树脂加入搅拌装置中搅拌1~2min，然后加入粒径为10~20mm的级配碎石、水泥进行二次搅拌，搅拌时间25~30s，再加入减水剂和50~60%的磁化水进行第三次搅拌，搅拌时间25~30s，最后加入50%的丙烯酸树脂和剩余的磁化水进行第四次搅拌，搅拌时间25~30s，，即制得强度等级C40的混凝土。

8.根据权利要求1所述的垃圾焚烧发电炉渣混凝土的制备方法，其特征在于：由以下材料进行制备，各材料的用量配比以制备每立方混凝土所需该材料的质量计，为：混凝土中各材料的用量配比，以制备每立方混凝土所需该材料的质量计为：垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣400kg、水泥300kg、磁化水150kg、砂260kg、粒径为10~20mm的级配碎石1300kg、减水剂3.3kg、丙烯酸树脂4kg、GCY活化剂20kg；其制备方法为以下步骤：

（1）炉渣预处理：将垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，通过破碎筛选、磁选、浮力分选、筛分，获得粒径为3~5mm、表观密度为1996kg/ m³的垃圾炉渣粗骨料；

（2）磁化水制备：采用磁化器，预先将自来水进行磁化，获得磁化水，备用；

（3）混凝土制备：先将25%的磁化水、GCY活化剂、垃圾炉渣粗骨料、砂和50%的丙烯酸树脂加入搅拌装置中搅拌1min，然后加入粒径为10~20mm的级配碎石、水泥进行二次搅拌，搅拌时间25s，再加入减水剂和50%的磁化水进行第三次搅拌，搅拌时间30s，最后加入50%的丙烯酸树脂和剩余的磁化水进行第四次搅拌，搅拌时间25s，即制得。

9.根据权利要求1所述的垃圾焚烧发电炉渣混凝土的制备方法，其特征在于：由以下材料进行制备，各材料的用量配比以制备每立方混凝土所需该材料的质量计，为：混凝土中各材料的用量配比，以制备每立方混凝土所需该材料的质量计为：垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣250kg、水泥550kg、磁化水200kg、砂220kg、粒径为10~20mm的级配碎石1100kg、减水剂4kg、丙烯酸树脂4kg、GCY活化剂15kg；其制备方法为以下步骤：

（1）炉渣预处理：将垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧锅炉排放的炉渣经过水解槽洗涤，去除可溶解盐后，通过破碎筛选、磁选、浮力分选、筛分，获得粒径为3~5mm、表观密度为1996kg/ m³的垃圾炉渣粗骨料；

（2）磁化水制备：采用磁化器，预先将自来水进行磁化，获得磁化水，备用；

（3）混凝土制备：先将35%的磁化水、GCY活化剂、垃圾炉渣粗骨料、砂和50%的丙烯酸树脂加入搅拌装置中搅拌2min，然后加入粒径为10~20mm的级配碎石、水泥进行二次搅拌，搅拌时间30s，再加入减水剂和60%的磁化水进行第三次搅拌，搅拌时间25s，最后加入50%的丙烯酸树脂和剩余的磁化水进行第四次搅拌，搅拌时间30s，即制得。