本發(fā)明涉及一種煤泥、煤矸石混凝土及其調(diào)制方法，屬于建筑材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煤矸石是采煤過(guò)程中和洗煤過(guò)程中的固體廢物，其主要成分是al2o3、sio2，此外還有數(shù)量不等的fe2o3、cao、mgo、na2o、k2o、p2o5、so3和微量稀有元素鎵釩鈦鈷等。
目前針對(duì)煤矸石的綜合治理方法有很多種，各地都在根據(jù)各自具體的情況和特點(diǎn)，因地制宜地采取措施。至于目前煤矸石的利用，有煤矸石發(fā)電、煤矸石制磚，還有煤矸石在建筑行業(yè)、陶瓷制品等方面的利用以及更多煤矸石綜合利用的方法，發(fā)展迅速，創(chuàng)新不斷。但是，各地綜合利用煤矸石的發(fā)展很不平衡，在能源相對(duì)短缺的地區(qū)，對(duì)煤矸石的綜合利用發(fā)展較快，而在煤炭資源相對(duì)豐富的地區(qū)，對(duì)煤矸石的綜合利用發(fā)展較慢，因此，在煤矸石綜合利用發(fā)展較慢的地區(qū)，煤矸石帶來(lái)的環(huán)境污染，仍然非常嚴(yán)重。有些煤炭企業(yè)至今仍采用我國(guó)傳統(tǒng)的排矸方式，將煤矸石拉到矸石山頂部，然后傾倒，并使其自由滾落，較大的矸石塊滾落到矸石山邊坡的底部，較小的矸石塊則堆在中上部，使矸石山中形成空氣通道，生成“煙囪效應(yīng)”，為矸石山自燃創(chuàng)造了條件。當(dāng)矸石山自燃時(shí)，再在矸石山的表面傾倒黃土，進(jìn)行覆蓋滅火，但其效果極差，究其原因是“煙囪”得不到徹底解決。
因此，本發(fā)明將煤泥、煤矸石與傳統(tǒng)的氯氧鎂水泥結(jié)合，制備了一種煤泥、煤矸石混凝土，制成密閉性良好的預(yù)制砌塊，組砌梯田擋墻，對(duì)矸石山進(jìn)行密閉式無(wú)污染處理，可使溝壑變?yōu)樘萏铮瑴掀碌刈優(yōu)槠降?，一次性消除了矸石山自燃?dǎo)致的二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和煙塵等霧霾有害氣體污染，凈化空氣，節(jié)約土地資源，達(dá)到降本增效、節(jié)能環(huán)保的良好效果。此外，利用煤泥、煤矸石混凝土對(duì)城鎮(zhèn)垃圾進(jìn)行密閉式無(wú)污染處理，亦可達(dá)到同樣的效果。當(dāng)采用煤泥、煤矸石混凝土材料作為屋面防水材料時(shí)，與目前通用的sbs乳化瀝青卷材防水材料相比，效果更佳。因此，采用煤泥、煤矸石混凝土材料進(jìn)行煤炭企業(yè)矸石山密閉式無(wú)污染處理、城鎮(zhèn)垃圾密閉式無(wú)污染處理及屋面防水處理等，是目前最理想的材料選擇之一。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種煤泥、煤矸石混凝土，其特征在于，包括氯氧鎂水泥、煤泥、煤矸石，其重量配合比為水：氯化鎂：輕燒粉：煤泥：煤矸石=1:2:3.5:2.3:5。
上述煤泥、煤矸石混凝土的調(diào)制方法如下：將水與氯化鎂按所述比例先行調(diào)制溶解，使其充分溶解后，按所述比例與煤泥充分?jǐn)嚢杈鶆颍侔幢壤尤胼p燒粉、煤矸石進(jìn)行攪拌，形成混凝土。
此外，調(diào)制過(guò)程中還需添加外加劑，包括緩凝劑、促凝劑、相結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑、提高防水性能及預(yù)防變形的外加劑。所述緩凝劑可以為磷酸三鈉、檸檬酸中的一種，添加量為氧化鎂有效活性含量的1%~2%，在環(huán)境30℃以上時(shí)使用。所述促凝劑可以為氧化鈣-氯化鈣-亞硝酸鈉，其摻量為氧化鈣為氧化鎂有效活性含量的1.5%、氯化鈣為氧化鎂有效活性含量的1.5%、亞硝酸鈉為氧化鎂有效活性含量的1%，在環(huán)境溫度5℃以下時(shí)使用。所述相結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑可以為磷酸鹽、鐵鋁酸鹽、硫酸鹽、氟硅酸鹽、硼酸鹽中的一種，添加量為氧化鎂有效活性含量的1%~2%。所述提高防水性能的外加劑可以為水乳型高聚物或可固化的樹脂、磷酸鹽、硫酸鹽、鋁酸鹽中的一種，添加量為氧化鎂有效活性含量的1%~2%。所述預(yù)防變形的外加劑可以為磷酸或檸檬酸，添加量為氧化鎂有效活性含量的1%~2%。
本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)在氯氧鎂水泥中加入煤泥和煤矸石制成混凝土，消除了煤矸石自燃導(dǎo)致的二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物等有害氣體污染，使煤矸石和煤泥變廢為寶，可作為混凝土預(yù)制構(gòu)件材料、噴漿材料、城鎮(zhèn)垃圾密閉式無(wú)污染處理材料和屋面防水材料使用，達(dá)到降本增效，節(jié)能環(huán)保，節(jié)約土地資源的效果。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但其僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，故凡依本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍所述的特征及原理所做的等效變化，均包括于本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍內(nèi)。
本發(fā)明的煤泥、煤矸石混凝土，包括傳統(tǒng)的氯氧鎂水泥、煤泥和煤矸石，其重量配合比為水：氯化鎂：輕燒粉：煤泥：煤矸石=1:2:3.5:2.3:5。其調(diào)制方法如下：
（1）將水與氯化鎂按比例1:2調(diào)制溶解8~12h，使其充分溶解；
（2）將上述溶液加入菱鎂專用攪拌機(jī)內(nèi)，加入3.5份比例的煤泥充分?jǐn)嚢杈鶆蛑梁隣睿?/p>
（3）依次按比例加入輕燒粉、煤矸石進(jìn)行攪拌，形成混凝土。
（4）根據(jù)后續(xù)不同的用途如混凝土預(yù)制構(gòu)件、屋面防水材料、防火板、噴漿滅火材料等選用不同的方式進(jìn)行生產(chǎn)使用。
調(diào)制過(guò)程中的外加劑，要根據(jù)不同的條件進(jìn)行選用。比如環(huán)境溫度在20℃以上時(shí)本混凝土制品1天強(qiáng)度即可達(dá)到普通混凝土28天強(qiáng)度的40％～50％，當(dāng)環(huán)境溫度在30℃以上時(shí)，由于硬化速度過(guò)快，則需要加入緩凝性外加劑，如磷酸三鈉、檸檬酸等外加劑均有緩凝作用，降低混凝土的凝固速率，以免損壞設(shè)備；當(dāng)環(huán)境溫度在5℃以下時(shí)，則可加入促凝劑，如氧化鈣-氯化鈣-亞硝酸鈉，其摻量為氧化鎂有效活性含量的氧化鈣1.5％，氯化鈣1.5％，亞硝酸鈉1％等，提高混凝土生產(chǎn)效率。作為相結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑，磷酸鹽、鐵鋁酸鹽、硫酸鹽、氟硅酸鹽、硼酸鹽等可以促使氯氧鎂材料5.1.8相結(jié)構(gòu)以葉片狀晶體為主，增加5.1.8相結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，其添加量為氧化鎂有效活性含量的1%~2%。提高防水性能的外加劑可以為水乳型高聚物或可固化的樹脂、磷酸鹽、硫酸鹽、鋁酸鹽中的一種，加入后可以堵塞結(jié)構(gòu)的毛細(xì)通道、填充結(jié)構(gòu)空穴，從而提高材料的防水性能，其添加量為氧化鎂有效活性含量的1%~2%?；炷猎谟不^(guò)程中會(huì)大量放熱導(dǎo)致體積膨脹變形，加入磷酸或檸檬酸等預(yù)防變形的外加劑后可以降低水化熱，生成難溶性鹽，避免局部反應(yīng)速度過(guò)快，從而避免混凝土的變形，其添加量為氧化鎂有效活性含量的1%~2%。
煤泥、煤矸石在氯氧鎂體系中，不僅是物理填充，更是活性化學(xué)填充。加入含活性sio2的工業(yè)廢渣煤矸石后，生成穩(wěn)定的難溶性鹽mgsio3，克服了mg2+過(guò)量的負(fù)面效應(yīng)，同時(shí)還具有以下功能：（1）含活性sio2具有火山灰作用，具備潛在水硬性，能水化生成水合硅酸鈣凝膠，減少凝膠材料的用量；（2）提高以水泥和氯氧鎂水泥為膠凝材料的制品后期強(qiáng)度，抑制堿骨料反應(yīng)，對(duì)用玻璃纖維作為增強(qiáng)材料是很有利的；（3）降低水化熱，減少受熱體積變化，減少混凝土的干燥收縮；（4）減少泌水和離析現(xiàn)象，能改善和易性，具有增加制品的抗壓、抗彎、抗拉強(qiáng)度，提高質(zhì)量的效果。因此煤泥、煤矸石在該體系中與粉煤灰的效果相同，不僅是物理填充，還改變了cl-o-mg的結(jié)構(gòu)缺陷，改善了其功能。此外，混凝土材料繼承了傳統(tǒng)氯氧鎂水泥的優(yōu)良特性，如氣硬性、多組分、高放熱、高強(qiáng)度、耐磨性、耐高溫低溫性、抗鹽鹵腐蝕性、空氣穩(wěn)定性和耐候性、低堿度低腐蝕性、輕質(zhì)低密度、快凝性、良好的抗?jié)B性和光澤性等特點(diǎn)，制備過(guò)程節(jié)能低耗、無(wú)毒無(wú)味使用安全、固體廢棄物摻量大且利用率高，可低溫成型，四季皆可生產(chǎn)。特別是耐高溫低溫性（耐火溫度在300℃以上，在不添加外加防凍劑的條件下，可耐-30℃的低溫）、高強(qiáng)度（抗壓強(qiáng)度可以輕易達(dá)到62.5mpa以上）、輕質(zhì)低密度性，具有良好的抗?jié)B性（密閉性）完全適應(yīng)煤矸石山、垃圾等密閉處理的工作環(huán)境，而且不需要潮濕養(yǎng)護(hù)。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。