CN110128067B - 一种利用黑铸砂生产抗裂砂浆的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用黑铸砂生产抗裂砂浆的方法，包括以下步骤：利用破碎机将结团的黑铸砂破碎成砂粒状，再通过磁选机进行除铁，然后送入高频振动机去除黑铸砂颗粒表面的胶膜；将黑铸砂送入滚筒筛进行筛分，分选出黑铸砂细粉、黑铸砂细砂和黑铸砂中砂；按照重量份将黑铸砂细粉、矿物活化剂、可再分散乳胶粉、羟乙基甲基纤维素按比例混合并搅拌均匀，然后转入研磨设备内活化研磨，制得抗裂砂浆添加剂；按照重量份将抗裂砂浆添加剂、水泥、黑铸砂细砂、玻璃纤维份按比例混合并搅拌均匀，制得抗裂砂浆。本发明黑铸砂利用完全，应用于生产抗裂砂浆，具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体地说是涉及一种利用黑铸砂生产抗裂砂浆的方法。
背景技术
目前砂浆厂的用砂大多使用天然砂，它是由自然风化、水流搬运分选、堆积形成的，按其产源可分为河砂、湖砂、山砂及演化海砂，它是一种短期内不可再生的资源，鉴于天然砂资源日益缺乏及价格日益上涨，人工砂(指机制砂和混合砂)和工业废渣砂(指钢渣砂等)也开始引起砂浆厂的注意并有一定的应用。
废铸砂又称铸造废砂，是铸造工业在金属制品的生产过程中次生出来的一种细颗粒固体废弃物。近年来我国铸造行业得到了较快发展，但是由于废铸砂回收处理难、乱堆放现象普遍，不仅占用了大量土地，还容易引起环境污染和安全问题，另外铸造企业还得支付土地征用费、运费和填埋费用等，这又增加了企业的生产成本，因此进行铸造废砂的二次利用，变废为宝是解决铸造废砂问题的根本出路。
我国目前虽然在废铸砂回收二次再利用方面取得了一定进展，但是仍然存在三个问题：1、不能吃干榨尽的利用；2、铸造砂使用时加入水玻璃或树脂等胶体进行铸造使用，如果不通过对废铸砂表面的胶体进行优化处理，很难得到吃干榨尽完美利用；3、通过水洗来处理，余下的水又对水资源造成污染；4、在混凝土和砂浆中简单添加，会使混凝土和砂浆的强度下降、保水性下降、流动性变小、坍落度和泌水速度加快。如何做到不二次污染又吃干榨尽的利用是当下废铸砂回收利用的难题。
次生于黑色金属(铁和钢)铸造生产线的废铸砂称为“黑铸砂”，经过物理化学性能、放射性、重金属含量和浸毒性的检测、调查研究发现黑铸砂是一种无害固体废弃物。正确处置和科学利用，对环境不会产生二次污染，研究其作为一种资源进行合理再利用是当前处置黑铸砂、保护生态环境、变废为宝的良好对策。
发明内容
本发明提供一种利用黑铸砂生产抗裂砂浆的方法，其可以克服现有技术的不足，在不产生二次污染的同时，将黑铸砂利用完全，生产出强度、保水性、流动性等均符合国家相关标准要求的优质抗裂砂浆。
本发明通过下述技术方案实现：
一种利用黑铸砂生产抗裂砂浆的方法，包括以下步骤：
S1、利用破碎机将结团的黑铸砂破碎成砂粒状，再通过磁选机进行除铁，然后送入高频振动机去除黑铸砂颗粒表面的胶膜(利用高频振动机使黑铸砂反复摩擦从而达到去除黑铸砂颗粒表面胶膜)；
S2、将经过步骤S1得到的黑铸砂送入滚筒筛进行筛分，分选出颗粒粒径≤0.08mm的黑铸砂作为黑铸砂细粉，0.08mm＜颗粒粒径≤0.6mm的黑铸砂作为黑铸砂细砂，颗粒粒径＞0.6mm的黑铸砂作为黑铸砂中砂；
S3、按照重量份将经步骤S2筛分得到的黑铸砂细粉76-80份、矿物活化剂2-4份、可再分散乳胶粉17-20份、羟乙基甲基纤维素0.1-0.5份混合并搅拌均匀，然后转入研磨设备内活化研磨，制得抗裂砂浆添加剂；
S4、按照重量份将步骤S3制得的抗裂砂浆添加剂18-22份、水泥28-33份、黑铸砂细砂48-52份、玻璃纤维0.1-0.3份混合并搅拌均匀，制得抗裂砂浆。
优选地，上述利用黑铸砂生产抗裂砂浆的方法，包括以下步骤：
S1、利用破碎机将结团的黑铸砂破碎成砂粒状，再通过磁选机进行除铁，然后送入高频振动机去除黑铸砂颗粒表面的胶膜；
S2、将经过步骤S1得到的黑铸砂送入滚筒筛进行筛分，分选出颗粒粒径≤0.08mm的黑铸砂作为黑铸砂细粉，0.08mm＜颗粒粒径≤0.6mm的黑铸砂作为黑铸砂细砂，颗粒粒径＞0.6mm的黑铸砂作为黑铸砂中砂；
S3、按照重量份将经步骤S2筛分得到的黑铸砂细粉79份、矿物活化剂3份、可再分散乳胶粉18份、羟乙基甲基纤维素0.1-0.5份混合并搅拌均匀，然后转入研磨设备内活化研磨，制得抗裂砂浆添加剂；
S4、按照重量份将步骤S3制得的抗裂砂浆添加剂20份、水泥30份、黑铸砂细砂50份、玻璃纤维0.1-0.3份混合并搅拌均匀，制得抗裂砂浆。
优选地，所述矿物活化剂为二乙醇单异丙醇胺、硫氰酸钠与减水剂按2-5:1-2:1-2的重量比组成。
优选地，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
优选地，所述可再分散乳胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物或丙烯酸酯/苯乙烯共聚物中的一种或几种。
优选地，步骤S4中，还包括抗裂剂2-3份。
优选地，所述抗裂剂为木质纤维素和再生胶粉按1：1-2的重量比组成。
优选地，所述抗裂砂浆添加剂的比表面积450-550m2/kg。
优选地，所述黑铸砂中砂的处理方式为：所述黑铸砂中砂经过再破碎再分选得到所述黑铸砂细砂和所述黑铸砂细粉，或者用作建筑材料中砂或铸造砂二次使用。
优选地，步骤S2对黑铸砂筛分得到黑铸砂中砂40-43wt％、黑铸砂细砂52-55wt％、黑铸砂细粉3-5wt％。
本发明的有益效果主要体现在以下：
1、本发明利用黑铸砂细粉通过添加矿物活化剂等组分研磨制造出抗裂砂浆添加剂，应用于抗裂砂浆中，解决黑铸砂在抗裂砂浆中使用出现的强度、保水性及流动性的下降，坍落度和泌水性速度加快等问题，并且提高抗裂砂浆的和易性、操作性、保水性、增强拉伸粘结强度、抗裂强度、控制压折比，使抗裂砂浆的品质和施工性能都良好，符合国家标准。
2、本发明生产出的抗裂砂浆使用方便，将其加入水中搅拌，在亲水性的保护胶体及机械剪切的作用下，其中的抗裂砂浆添加剂形成不可逆的聚合物胶体和和其他成分一起分散到水中，分散时间短，和水泥胶凝材料共同形成很好胶体成分，和黑铸砂细砂快速融合在一起。
3、本发明将黑铸砂按照不同的粒级梯度利用，将颗粒粒径≤0.08mm的废铸砂细粉通过添加矿物活化剂等助剂研磨制造出抗裂砂浆添加剂，使之能发挥其特性，0.08mm＜颗粒粒径≤0.6mm的黑铸砂细砂作为砂浆骨料，颗粒粒径＞0.6mm的黑铸砂中砂经过再破碎再分选得到黑铸砂细砂和黑铸砂细粉，或者用作建筑材料中砂或铸造砂二次使用，从而使黑铸砂利用完全，无需额外处理，解决了黑铸砂堆存花费高、占地面积大、环境污染的问题，具有显著的经济效益、环境效益和社会效益；并且使抗裂砂浆的成本大大地降低。
具体实施方式
下面结合实施例，更具体地说明本发明的内容。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
黑铸砂选取：对新排放的黑铸砂和堆积的黑铸砂进行物理化学成分分析，检测内容包括烧矢量、三氧化硫、游离氧化钙、氯离子含量、碱含量、含水量、亚甲蓝值、安定性、密度和黑铸砂的化学组成成分。现场多点取样，对黑铸砂样品进行放射性检测，检验方法依据GB6566—2010【建筑材料放射性核素限量】，依据国家对建筑材料浸毒性的标准要求进行浸毒性检测。
本发明所选取的黑铸砂需要符合国家关于砂浆骨料相关安全标准和应用标准。
黑铸砂按重量百分比主要含有以下成分：SiO2 2-3％、MgO 8-12％、Fe2O3 23-26％、Cr2O3 45-50％、Al2O3 13-17％。
实施例1
利用黑铸砂生产抗裂砂浆的方法，包括以下步骤：
S1、利用破碎机将结团的黑铸砂破碎成砂粒状，再通过磁选机进行除铁，然后送入高频振动机去除黑铸砂颗粒表面的胶膜；
S2、将经过步骤S1得到的黑铸砂送入滚筒筛进行筛分，分选出颗粒粒径≤0.08mm的黑铸砂作为黑铸砂细粉，0.08mm＜颗粒粒径≤0.6mm的黑铸砂作为黑铸砂细砂，颗粒粒径＞0.6mm的黑铸砂作为黑铸砂中砂；
具体地，筛分得到黑铸砂中砂40-43wt％、黑铸砂细砂52-55wt％、黑铸砂细粉3-5wt％。
S3、按照重量份将经步骤S2筛分得到的黑铸砂细粉79份、矿物活化剂3份、可再分散乳胶粉18份、羟乙基甲基纤维素0.3份混合并搅拌均匀，然后转入研磨设备内活化研磨，制得抗裂砂浆添加剂；抗裂砂浆添加剂的比表面积450-550m2/kg。
所述可再分散乳胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物；
所述矿物活化剂为二乙醇单异丙醇胺、硫氰酸钠与聚羧酸高效减水剂按3:2:1的重量比组成。
S4、按照重量份将步骤S3制得的抗裂砂浆添加剂20份、水泥30份、黑铸砂细砂50份、玻璃纤维0.1-0.3份混合并搅拌均匀，制得抗裂砂浆。
实施例2
一种利用黑铸砂生产抗裂砂浆的方法，包括以下步骤：
S1、利用破碎机将结团的黑铸砂破碎成砂粒状，再通过磁选机进行除铁，然后送入高频振动机去除黑铸砂颗粒表面的胶膜；
S2、将经过步骤S1得到的黑铸砂送入滚筒筛进行筛分，分选出颗粒粒径≤0.08mm的黑铸砂作为黑铸砂细粉，0.08mm＜颗粒粒径≤0.6mm的黑铸砂作为黑铸砂细砂，颗粒粒径＞0.6mm的黑铸砂作为黑铸砂中砂；
具体地，筛分得到黑铸砂中砂40-43wt％、黑铸砂细砂52-55wt％、黑铸砂细粉3-5wt％。
S3、按照重量份将经步骤S2筛分得到的黑铸砂细粉76-80份、矿物活化剂2-4份、可再分散乳胶粉17-20份、羟乙基甲基纤维素0.1-0.5份混合并搅拌均匀，然后转入研磨设备内活化研磨，制得抗裂砂浆添加剂；
所述可再分散乳胶粉为醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物。
所述矿物活化剂为二乙醇单异丙醇胺、硫氰酸钠与聚羧酸高效减水剂按5:2:2的重量比组成。
S4、按照重量份将步骤S3制得的抗裂砂浆添加剂18-22份、水泥28-33份、黑铸砂细砂48-52份、玻璃纤维0.1-0.3份混合并搅拌均匀，制得抗裂砂浆。
实施例3
一种利用黑铸砂生产抗裂砂浆的方法，包括以下步骤：
S1、利用破碎机将结团的黑铸砂破碎成砂粒状，再通过磁选机进行除铁，然后送入高频振动机去除黑铸砂颗粒表面的胶膜；
S2、将经过步骤S1得到的黑铸砂送入滚筒筛进行筛分，分选出颗粒粒径≤0.08mm的黑铸砂作为黑铸砂细粉，0.08mm＜颗粒粒径≤0.6mm的黑铸砂作为黑铸砂细砂，颗粒粒径＞0.6mm的黑铸砂作为黑铸砂中砂；
具体地，筛分得到黑铸砂中砂40-43wt％、黑铸砂细砂52-55wt％、黑铸砂细粉3-5wt％。
S3、按照重量份将经步骤S2筛分得到的黑铸砂细粉76-80份、矿物活化剂2-4份、可再分散乳胶粉17-20份、羟乙基甲基纤维素0.1-0.5份混合并搅拌均匀，然后转入研磨设备内活化研磨，制得抗裂砂浆添加剂；
所述可再分散乳胶粉为丙烯酸酯/苯乙烯共聚物。
所述矿物活化剂为二乙醇单异丙醇胺、硫氰酸钠与聚羧酸高效减水剂按2:1:1的重量比组成。
S4、按照重量份将步骤S3制得的抗裂砂浆添加剂18-22份、水泥28-33份、黑铸砂细砂48-52份、玻璃纤维0.1-0.3份、抗裂剂2份混合并搅拌均匀，制得抗裂砂浆。
所述抗裂剂为木质纤维素和再生胶粉按1：1的重量比组成。再生胶粉具体为乳胶再生胶粉。
实施例1-3中，水泥采用425R水泥。黑铸砂中砂的处理方式为：所述黑铸砂中砂经过再破碎再分选得到所述黑铸砂细砂和所述黑铸砂细粉，或者用作建筑材料中砂或铸造砂二次使用。
将实施例1-3得到的抗裂砂浆(加水)进行性能检测，检测结果如表1所示。
表1抗裂砂浆性能检测结果表
过表1可以看出，本发明抗裂砂浆的保水性高、凝结时间短、粘结强度和抗折强度高，品质和施工性能良好。
尽管发明人已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域一个熟练的技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (7)
1.一种利用黑铸砂生产抗裂砂浆的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用破碎机将结团的黑铸砂破碎成砂粒状，再通过磁选机进行除铁，然后送入高频振动机去除黑铸砂颗粒表面的胶膜；
S2、将经过步骤S1得到的黑铸砂送入滚筒筛进行筛分，分选出颗粒粒径≤0.08mm的黑铸砂作为黑铸砂细粉，0.08mm＜颗粒粒径≤0.6mm的黑铸砂作为黑铸砂细砂，颗粒粒径＞0.6mm的黑铸砂作为黑铸砂中砂；
S3、按照重量份将经步骤S2筛分得到的黑铸砂细粉76-80份、矿物活化剂2-4份、可再分散乳胶粉17-20份、羟乙基甲基纤维素0.1-0.5份混合并搅拌均匀，然后转入研磨设备内活化研磨，制得抗裂砂浆添加剂；
S4、按照重量份将步骤S3制得的抗裂砂浆添加剂18-22份、水泥28-33份、黑铸砂细砂48-52份、玻璃纤维0.1-0.3份混合并搅拌均匀，制得抗裂砂浆；
所述矿物活化剂为二乙醇单异丙醇胺、硫氰酸钠与减水剂按2-5:1-2:1-2的重量比组成；
步骤S4中，还包括抗裂剂2-3份；
所述抗裂剂为木质纤维素和再生胶粉按1：1-2的重量比组成。
2.如权利要求1所述的一种利用黑铸砂生产抗裂砂浆的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S3、按照重量份将经步骤S2筛分得到的黑铸砂细粉79份、矿物活化剂3份、可再分散乳胶粉18份、羟乙基甲基纤维素0.1-0.5份混合并搅拌均匀，然后转入研磨设备内活化研磨，制得抗裂砂浆添加剂；
S4、按照重量份将步骤S3制得的抗裂砂浆添加剂20份、水泥30份、黑铸砂细砂50份、玻璃纤维0.1-0.3份混合并搅拌均匀，制得抗裂砂浆。
3.如权利要求1所述的一种利用黑铸砂生产抗裂砂浆的方法，其特征在于：
所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
4.如权利要求1或2所述的一种利用黑铸砂生产抗裂砂浆的方法，其特征在于：
所述可再分散乳胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物或丙烯酸酯/苯乙烯共聚物中的一种或几种。
5.如权利要求4所述的一种利用黑铸砂生产抗裂砂浆的方法，其特征在于：
所述抗裂砂浆添加剂的比表面积450-550m2 /kg。
6.如权利要求1或2所述的一种利用黑铸砂生产抗裂砂浆的方法，其特征在于：
所述黑铸砂中砂的处理方式为：所述黑铸砂中砂经过再破碎再分选得到所述黑铸砂细砂和所述黑铸砂细粉，或者用作建筑材料中砂或铸造砂二次使用。
7.如权利要求1或2所述的一种利用黑铸砂生产抗裂砂浆的方法，其特征在于：
步骤S2对黑铸砂筛分得到黑铸砂中砂40-43wt％、黑铸砂细砂52-55wt％、黑铸砂细粉3-5wt％。
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