一种含垃圾焚烧飞灰的全固废钢管混凝土制备方法与流程

1.本发明涉及钢管混凝土制备技术领域，具体来说，涉及一种含垃圾焚烧飞灰的全固废钢管混凝土制备方法。


背景技术：

2.钢管混凝土（concrete-filled steel tube简称cfst）是一种性能优越的组合材料，在受压过程中借助钢管对核心混凝土的套箍约束作用，使得核心混凝土处于三向受压状态，从而使核心混凝土具有更高的抗压强度和压缩变形能力，同时钢管又借助内填混凝土的支撑作用，增强钢管壁的几何稳定性，改变空钢管的失稳模态。但脱空使得钢管混凝土结构在承载力、应力和应变、刚度及稳定性等方面出现了问题，严重制约其使用性能和寿命。将钢渣作胶凝材料和细集料应用于钢管混凝土，钢渣中的膨胀组分可补偿混凝土的收缩，且钢管的密闭绝湿环境和套箍约束作用，可避免钢渣后期水化膨胀引起混凝土结构破坏。
3.钢渣是炼钢过程中产生的废渣，我国钢铁的年产量在上世纪末期就已经跃居世界第一，而每年产生的钢渣大约为产钢量的10%～12%。钢渣因其胶凝性弱、易磨性差、体积稳定性不良，大大限制了钢渣的大规模、高附加值的应用，目前我国钢渣利用率不足40%。大量堆弃的钢渣既占用了大片土地，而且对环境也存在一定的危害。
4.近年来，我国的垃圾焚烧项目激增。e20研究院统计的数据表明，2015年近257座的垃圾焚烧发电厂投入运行，年焚烧垃圾量达到6811万吨。根据《国家危险废物名录》显示，垃圾焚烧中产生垃圾焚烧飞灰属于危险废物，它的产生量约占焚烧垃圾量的3％～5％，2015年，飞灰产生量达395万吨。至2020年末，垃圾焚烧飞灰年产量将达到1000万吨以上。面对垃圾焚烧飞灰的有害物质含量高，如何最大化、绿色化处置垃圾焚烧飞灰已成为危废领域研究的热点。
5.如何有效利用钢渣、垃圾焚烧飞灰等固废制备钢管混凝土，不仅能够解决垃圾焚烧飞灰和大宗工业固废的无害化、减量化和资源化难题，推进危废和工业固废的协同利用及环境保护，还能为大规模替代水泥基钢管混凝土提供原料，这一技术难题亟待人们去解决。


技术实现要素：

6.针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种含垃圾焚烧飞灰的全固废钢管混凝土制备方法，能够克服现有技术的上述不足。
7.为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种含垃圾焚烧飞灰的全固废钢管混凝土制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1制备粗骨料、小于5mm钢渣颗粒：钢渣经颚式破碎机破碎至5~20mm后，放入碳化箱中碳化60~72h，所述碳化条件为：co2浓度15%，温度20
±
1℃，湿度85%
±
1，碳化后的钢渣在105℃条件下烘干12h，而后放入空的球磨机中破碎整形，48r/min转速下破碎30~60min，
筛分5~10mm钢渣颗粒作为粗骨料备用，筛分小于5mm钢渣颗粒备用；s2制备细骨料、0.038mm~0.074mm钼尾矿颗粒：将钼尾矿采用水力旋流器进行筛分，得到大于0.074mm的颗粒和0.038mm~0.074mm颗粒，分别在105℃烘干12h，将烘干后的大于0.074mm的钼尾矿颗粒作为细骨料，将烘干后的0.038mm~0.074mm钼尾矿颗粒备用；s3粉磨垃圾焚烧飞灰、小于5mm钢渣颗粒、0.038mm~0.074mm钼尾矿颗粒：垃圾焚烧飞灰在105℃烘干12h后，与s1中筛分后小于5mm的钢渣颗粒及s2中烘干后0.038mm~0.074mm钼尾矿颗粒一起放入球磨机中粉磨至350~500m2/kg；s4粉磨精炼渣、钒钛矿渣：将精炼渣、钒钛矿渣分别在105℃烘干12h，烘干后的物料分别粉磨至500~650m2/kg；s5粉磨磷石膏：将磷石膏在105℃烘干12h，烘干后的物料粉磨至400~500m2/kg；s6将s3、s4与s5中粉磨得到的粉体材料按比例拌和，得到复合胶凝材料；s7混合复合胶凝材料、细骨料、粗骨料、豆腐废水、减水剂，经搅拌、成型、养护得到混凝土制品：将复合胶凝材料、细骨料、粗骨料混合均匀，得到混合料，然后加入经过4~6℃冷藏并过滤后的豆腐废水、减水剂，采用搅拌机搅拌均匀，得到混合料浆，最后将混合料浆浇注、脱模、养护，得到混凝土制品。
8.进一步的，所述s1中钢渣中各组分的质量百分含量为cao 20~50%，sio
2 10~30%，al2o
3 1~10%，fe2o
3 5~30%，mgo 1~15%，feo 1~12%，na2o 0.01~2%，k2o 0.01~2%，so
3 0~0.3%，p2o
5 1~6%，烧失量0.01~5%。
9.进一步的，所述s2中钼尾矿中各组分的质量百分含量为sio
2 35~70%，al2o
3 5~20%，mgo 1~7%，cao 1~8%，fe2o
3 1~12%，na2o 0.01~3%，k2o 0.01~3%，p2o
5 0.01~3%，烧失量0.01~8%。
10.进一步的，所述s3中垃圾焚烧飞灰中各组分的质量百分含量为cao 25~45%，sio
2 1~10%，al2o
3 1~5%，fe2o
3 0.1~5%，mgo 1~8%，feo 0.01~2%，na2o 1~7%，k2o 1~7%，cl 10~30%，烧失量0.01~5%。
11.进一步的，所述s4中精炼渣中各组分的质量百分含量为cao 45~60%，al2o
3 20~30%，sio
2 5~10%，mgo 2~8%，fe2o
3 1~5%，so
3 1~4%。
12.进一步的，所述s4中钒钛矿渣中各组分的质量百分含量为sio
2 10~35%，al2o
3 10~20%，mgo 5~10%，cao 15~30%，fe2o
3 0.1~3%，na2o 0.01~2%，k2o 0.01~2%，mno 0.1~1.5%，tio
2 10~25%，so
3 0.1~2，烧失量0.01~8%。
13.进一步的，所述s5中磷石膏中各组分的质量百分含量为cao 35~50%，sio
2 1~4%，al2o
3 0~1.5%，mgo 1~4%，so
3 30~45%，p2o
5 1~6%，烧失量0.01~3%。
14.进一步的，所述s6中复合胶凝材料中各组分的配比按重量份计为小于5mm钢渣颗粒20~40份，精炼渣10~40份，钒钛矿渣20~50份，垃圾焚烧飞灰10~20份，0.038mm~0.074mm钼尾矿颗粒10~20份，磷石膏5~11份。
15.进一步的，所述s7中减水剂为聚羧酸系、萘系、氨苯磺酸系、密胺系高效减水剂中的一种或多种。
16.进一步的，所述s7中复合胶凝材料、粗骨料、细骨料的质量比为：350~620：830~1200：730~1070，豆腐废水的加入量为复合胶凝材料重量的35~50%，减水剂的加入量为复合胶凝材料重量的3~5
‰
。
17.本发明的有益效果：本发明的含垃圾焚烧飞灰的全固废钢管混凝土制备方法能够解决垃圾焚烧飞灰和大宗工业固废无害化、减量化、资源化困难的问题，从而达到变废为宝，推进危废和固废协同利用和环境保护，其产品具有良好的抗压强度和浸出安全性能，为大规模替代水泥基钢管混凝土提供原料，奠定工程基础，使固废产生较高经济价值，实现固废绿色可持续发展，节能环保的目的。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是根据本发明实施例所述的含垃圾焚烧飞灰的全固废钢管混凝土制备方法的流程图。
具体实施方式
20.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
22.实施例1一种含垃圾焚烧飞灰的全固废钢管混凝土制备方法，如图1，包括以下步骤：s1钢渣经颚式破碎机破碎至5-20mm后，放入碳化箱中碳化60h，所述碳化条件为：co2浓度15%，温度20
±
1℃，湿度85%
±
1；碳化后的钢渣在105℃烘干12h，而后放入空的球磨机中破碎整形，48r/min转速下破碎60min，筛分，5~10mm颗粒作为粗骨料备用，筛分小于5mm钢渣颗粒备用；s2将钼尾矿采用水力旋流器进行筛分（料浆浓度25%），大于0.074mm的颗粒在105℃烘干12h后作为细骨料，0.038mm~0.074mm钼尾矿颗粒备用；s3将57.85kg垃圾焚烧飞灰在105℃烘干12h后，与s1中筛余后小于5mm的钢渣颗粒57.85kg及s2中0.038mm~0.074mm的钼尾矿颗粒28.93kg一起放入球磨机中粉磨至350~500m2/kg；s4将115.70kg精炼渣、57.85kg钒钛矿渣分别在105℃烘干12h，烘干后的物料分别粉磨至500~650m2/kg；s5将31.82kg磷石膏在105℃烘干12h，烘干后的物料粉磨至400~500m2/kg；s6将s3、s4与s5中的粉体材料按比例拌和，得到350kg复合胶凝材料；s7将350kg复合胶凝材料、1200kg钢渣粗骨料、730kg粒径大于0.074mm的钼尾矿混合均匀，得到混合料，然后加入经过4~6℃冷藏并过滤后的豆腐废水175kg、减水剂1.05kg，采用搅拌机搅拌均匀，得到混合料浆；最后将混合料浆浇注、脱模、养护，得到1cm3混凝土制品。
23.本实施例中，所述步骤s1中钢渣中各组分的质量百分含量为cao20~50%，sio210~30%，al2o31~10%，fe2o35~30%，mgo1~15%，feo1~12%，na2o0.01~2%，k2o0.01~2%，so30~0.3%，p2o51~6%，烧失量0.01~5%。
24.所述s2中钼尾矿中各组分的质量百分含量为sio235~70%，al2o35~20%，mgo1~7%，cao1~8%，fe2o31~12%，na2o0.01~3%，k2o0.01~3%，p2o50.01~3%，烧失量0.01~8%。
25.所述s3中垃圾焚烧飞灰中各组分的质量百分含量为cao25~45%，sio21~10%，al2o31~5%，fe2o30.1~5%，mgo1~8%，feo0.01~2%，na2o1~7%，k2o1~7%，cl10~30%，烧失量0.01~5%。
26.所述s4中精炼渣中各组分的质量百分含量为cao45~60%，al2o320~30%，sio25~10%，mgo2~8%，fe2o31~5%，so31~4%。
27.所述s4中钒钛矿渣中各组分的质量百分含量为sio210~35%，al2o310~20%，mgo5~10%，cao15~30%，fe2o30.1~3%，na2o0.01~2%，k2o0.01~2%，mno0.1~1.5%，tio210~25%，so30.1~2，烧失量0.01~8%。
28.所述s5中磷石膏中各组分的质量百分含量为cao35~50%，sio21~4%，al2o30~1.5%，mgo1~4%，so330~45%，p2o51~6%，烧失量0.01~3%。所述s6中复合胶凝材料中各组分配比按重量份计，小于5mm钢渣颗粒20份，精炼渣40份，钒钛矿渣20份，垃圾焚烧飞灰20份，0.038mm~0.074mm钼尾矿颗粒10份，磷石膏11份。
29.所述s7中减水剂为聚羧酸系减水剂。
30.实施例2一种含垃圾焚烧飞灰的全固废钢管混凝土制备方法，如图1，包括以下步骤：s1钢渣经颚式破碎机破碎至5-20mm后，放入碳化箱中碳化72h，所述碳化条件为：co2浓度15%，温度20
±
1℃，湿度85%
±
1；碳化后的钢渣在105℃烘干12h，而后放入空的球磨机中破碎整形，48r/min转速下破碎30min，筛分5~10mm颗粒作为粗骨料备用，筛分小于5mm钢渣颗粒备用；s2将钼尾矿采用水力旋流器进行筛分（料浆浓度40%），大于0.074mm的颗粒在105℃烘干12h后作为细骨料，0.038mm~0.074mm钼尾矿颗粒备用；s3将28.15kg垃圾焚烧飞灰在105℃烘干12h后，与s1中筛余后小于5mm的颗粒钢渣112.59kg及s2中0.038mm~0.074mm的钼尾矿颗粒26.30kg一起放入球磨机中粉磨至350~500m2/kg；s4将28.15kg精炼渣、140.74kg钒钛矿渣分别在105℃烘干12h，烘干后的物料分别粉磨至500~650m2/kg；s5将14.07kg磷石膏在105℃烘干12h，烘干后的物料粉磨至400~500m2/kg；s6将s3、s4与s5中的粉体材料按比例拌和，得到380kg复合胶凝材料；s7将380kg复合胶凝材料、1130kg粗骨料、750kg粒径大于0.074mm的钼尾矿混合均匀，得到混合料，然后加入经过4~6℃冷藏并过滤后的豆腐废水152kg、减水剂1.90kg，采用搅拌机搅拌均匀，得到混合料浆；最后将混合料浆浇注、脱模、养护，得到1cm3混凝土制品。
31.本实施例中，所述步骤s1中钢渣中各组分的质量百分含量为cao20~50%，sio210~30%，al2o31~10%，fe2o35~30%，mgo1~15%，feo1~12%，na2o0.01~2%，k2o0.01~2%，so30~0.3%，p2o51~6%，烧失量0.01~5%。
32.所述s2中钼尾矿中各组分的质量百分含量为sio235~70%，al2o35~20%，mgo1~7%，cao1~8%，fe2o31~12%，na2o0.01~3%，k2o0.01~3%，p2o50.01~3%，烧失量0.01~8%。
33.所述s3中垃圾焚烧飞灰中各组分的质量百分含量为cao25~45%，sio21~10%，al2o31~5%，fe2o30.1~5%，mgo1~8%，feo0.01~2%，na2o1~7%，k2o1~7%，cl10~30%，烧失量0.01~5%。
34.所述s4中精炼渣中各组分的质量百分含量为cao45~60%，al2o320~30%，sio25~10%，mgo2~8%，fe2o31~5%，so31~4%。
35.所述s4中钒钛矿渣中各组分的质量百分含量为sio210~35%，al2o310~20%，mgo5~10%，cao15~30%，fe2o30.1~3%，na2o0.01~2%，k2o0.01~2%，mno0.1~1.5%，tio210~25%，so30.1~2，烧失量0.01~8%。
36.所述s5中磷石膏中各组分的质量百分含量为cao35~50%，sio21~4%，al2o30~1.5%，mgo1~4%，so330~45%，p2o51~6%，烧失量0.01~3%。所述s6中复合胶凝材料中各组分配比按重量份计，小于5mm钢渣颗粒40份，精炼渣10份，钒钛矿渣50份，垃圾焚烧飞灰10份，0.038mm~0.074mm钼尾矿颗粒20份，磷石膏5份。
37.所述s7中减水剂为萘系减水剂。
38.实施例3一种含垃圾焚烧飞灰的全固废钢管混凝土制备方法，如图1，包括以下步骤：s1钢渣经颚式破碎机破碎至5-20mm后，放入碳化箱中碳化65h，所述碳化条件为：co2浓度15%，温度20
±
1℃，湿度85%
±
1；碳化后的钢渣在105℃烘干12h，而后放入空的球磨机中破碎整形，48r/min转速下破碎50min，筛分5~10mm颗粒作为粗骨料备用，筛分小于5mm钢渣颗粒备用；s2将钼尾矿采用水力旋流器进行筛分（料浆浓度30%），大于0.074mm的颗粒在105℃烘干12h后作为细骨料，0.038mm~0.074mm钼尾矿颗粒备用；s3将48.87kg垃圾焚烧飞灰在105℃烘干12h后，与s1中筛余后小于5mm的钢渣颗粒97.73kg及s2中0.038mm~0.074mm的钼尾矿颗粒48.87kg一起放入球磨机中粉磨至350~500m2/kg；s4将81.45kg精炼渣、114.02kg钒钛矿渣分别在105℃烘干12h，烘干后的物料分别粉磨至500~650m2/kg；s5将26.06kg磷石膏在105℃烘干12h，烘干后的物料粉磨至400~500m2/kg；s6将s3、s4与s5中的粉体材料按比例拌和，得到417kg复合胶凝材料；s7将417kg复合胶凝材料、900kg钢渣粗骨料、1070kg粒径大于0.074mm的钼尾矿混合均匀，得到混合料，然后加入经过4~6℃冷藏并过滤后的豆腐废水194kg、减水剂1.67kg，采用搅拌机搅拌均匀，得到混合料浆；最后将混合料浆浇注、脱模、养护，得到1cm3混凝土制品。
39.本实施例中，所述步骤s1中钢渣中各组分的质量百分含量为cao20~50%，sio210~30%，al2o31~10%，fe2o35~30%，mgo1~15%，feo1~12%，na2o0.01~2%，k2o0.01~2%，so30~0.3%，p2o51~6%，烧失量0.01~5%。
40.所述s2中钼尾矿中各组分的质量百分含量为sio235~70%，al2o35~20%，mgo1~7%，cao1~8%，fe2o31~12%，na2o0.01~3%，k2o0.01~3%，p2o50.01~3%，烧失量0.01~8%。
41.所述s3中垃圾焚烧飞灰中各组分的质量百分含量为cao25~45%，sio21~10%，al2o31~5%，fe2o30.1~5%，mgo1~8%，feo0.01~2%，na2o1~7%，k2o1~7%，cl10~30%，烧失量0.01~5%。
42.所述s4中精炼渣中各组分的质量百分含量为cao45~60%，al2o320~30%，sio25~10%，mgo2~8%，fe2o31~5%，so31~4%。
43.所述s4中钒钛矿渣中各组分的质量百分含量为sio210~35%，al2o310~20%，mgo5~10%，cao15~30%，fe2o30.1~3%，na2o0.01~2%，k2o0.01~2%，mno0.1~1.5%，tio210~25%，so30.1~2，烧失量0.01~8%。
44.所述s5中磷石膏中各组分的质量百分含量为cao35~50%，sio21~4%，al2o30~1.5%，mgo1~4%，so330~45%，p2o51~6%，烧失量0.01~3%。所述s6中复合胶凝材料中各组分配比按重量份计，小于5mm钢渣颗粒30份，精炼渣25份，钒钛矿渣35份，垃圾焚烧飞灰15份，0.038mm~0.074mm钼尾矿颗粒15份，磷石膏8份。
45.所述s7中减水剂为氨苯磺酸系减水剂。
46.实施例4一种含垃圾焚烧飞灰的全固废钢管混凝土制备方法，如图1，包括以下步骤：s1钢渣经颚式破碎机破碎至5-20mm后，放入碳化箱中碳化70h，所述碳化条件为：co2浓度15%，温度20
±
1℃，湿度85%
±
1；碳化后的钢渣在105℃烘干12h，而后放入空的球磨机中破碎整形，48r/min转速下破碎40min，筛分5~10mm颗粒作为粗骨料备用，筛分小于5mm钢渣颗粒备用；s2将钼尾矿采用水力旋流器进行筛分（料浆浓度35%），大于0.074mm的颗粒在105℃烘干12h后作为细骨料，0.038mm~0.074mm钼尾矿颗粒备用；s3将49.41kg垃圾焚烧飞灰在105℃烘干12h后，与s1中筛余后小于5mm的钢渣颗粒102.94kg及s2中0.038mm~0.074mm的钼尾矿颗粒74.12kg一起放入球磨机中粉磨至350~500m2/kg；s4将144.12kg精炼渣、164.71kg钒钛矿渣分别在105℃烘干12h，烘干后的物料分别粉磨至500~650m2/kg；s5将24.70kg磷石膏在105℃烘干12h，烘干后的物料粉磨至400~500m2/kg；s6将s3、s4与s5中的粉体材料按比例拌和，得到560kg复合胶凝材料；s7将560kg复合胶凝材料、1000kg钢渣粗骨料、772kg粒径大于0.074mm的钼尾矿混合均匀，得到混合料，然后加入经过4~6℃冷藏并过滤后的豆腐废水196kg、减水剂1.68kg，采用搅拌机搅拌均匀，得到混合料浆；最后将混合料浆浇注、脱模、养护，得到1cm3混凝土制品。
47.本实施例中，所述步骤s1中钢渣炼渣中各组分的质量百分含量为cao20~50%，sio210~30%，al2o31~10%，fe2o35~30%，mgo1~15%，feo1~12%，na2o0.01~2%，k2o0.01~2%，so30~0.3%，p2o51~6%，烧失量0.01~5%。
48.所述s2中钼尾矿炼渣中各组分的质量百分含量为sio235~70%，al2o35~20%，mgo1~7%，cao1~8%，fe2o31~12%，na2o0.01~3%，k2o0.01~3%，p2o50.01~3%，烧失量0.01~8%。
49.所述s3中垃圾焚烧飞灰炼渣中各组分的质量百分含量为cao25~45%，sio21~10%，al2o31~5%，fe2o30.1~5%，mgo1~8%，feo0.01~2%，na2o1~7%，k2o1~7%，cl10~30%，
烧失量0.01~5%。
50.所述s4中精炼渣炼渣中各组分的质量百分含量为cao45~60%，al2o320~30%，sio25~10%，mgo2~8%，fe2o31~5%，so31~4%。
51.所述s4中钒钛矿渣炼渣中各组分的质量百分含量为sio210~35%，al2o310~20%，mgo5~10%，cao15~30%，fe2o30.1~3%，na2o0.01~2%，k2o0.01~2%，mno0.1~1.5%，tio210~25%，so30.1~2，烧失量0.01~8%。
52.所述s5中磷石膏炼渣中各组分的质量百分含量为cao35~50%，sio21~4%，al2o30~1.5%，mgo1~4%，so330~45%，p2o51~6%，烧失量0.01~3%。所述s6中复合胶凝材料中各组分配比按重量份计，小于5mm钢渣颗粒25份，精炼渣35份，钒钛矿渣40份，垃圾焚烧飞灰12份，0.038mm~0.074mm钼尾矿颗粒18份，磷石膏6份。
53.所述s7中减水剂为密胺系高效减水剂。
54.实施例5一种含垃圾焚烧飞灰的全固废钢管混凝土制备方法，如图1，包括以下步骤：s1钢渣经颚式破碎机破碎至5-20mm后，放入碳化箱中碳化72h，所述碳化条件为：co2浓度15%，温度20
±
1℃，湿度85%
±
1；碳化后的钢渣在105℃烘干12h，而后放入空的球磨机中破碎整形，48r/min转速下破碎40min，筛分5~10mm颗粒作为粗骨料备用，筛分小于5mm钢渣颗粒备用；s2将钼尾矿采用水力旋流器进行筛分（料浆浓度30%），大于0.074mm的颗粒在105℃烘干12h后作为细骨料，0.038mm~0.074mm钼尾矿颗粒备用；s3将75.79kg垃圾焚烧飞灰在105℃烘干12h后，与s1中筛余后小于5mm的钢渣颗粒147.37kg及s2中0.038mm~0.074mm的钼尾矿颗粒50.53kg一起放入球磨机中粉磨至350~500m2/kg；s4将63.16kg精炼渣、105.26kg钒钛矿渣分别在105℃烘干12h，烘干后的物料分别粉磨至500~650m2/kg；s5将37.89kg磷石膏在105℃烘干12h，烘干后的物料粉磨至400~500m2/kg；s6将s3、s4与s5中的粉体材料按比例拌和，得到480kg复合胶凝材料；s7将480kg复合胶凝材料、1080kg钢渣粗骨料、750kg粒径大于0.12mm的钼尾矿混合均匀，得到混合料，然后加入经过4~6℃冷藏并过滤后的豆腐废水177kg、减水剂1.56kg，采用搅拌机搅拌均匀，得到混合料浆；最后将混合料浆浇注、脱模、养护，得到1cm3混凝土制品。
55.本实施例中，所述步骤s1中钢渣中各组分的质量百分含量为cao20~50%，sio210~30%，al2o31~10%，fe2o35~30%，mgo1~15%，feo1~12%，na2o0.01~2%，k2o0.01~2%，so30~0.3%，p2o51~6%，烧失量0.01~5%。
56.所述s2中钼尾矿中各组分的质量百分含量为sio235~70%，al2o35~20%，mgo1~7%，cao1~8%，fe2o31~12%，na2o0.01~3%，k2o0.01~3%，p2o50.01~3%，烧失量0.01~8%。
57.所述s3中垃圾焚烧飞灰中各组分的质量百分含量为cao25~45%，sio21~10%，al2o31~5%，fe2o30.1~5%，mgo1~8%，feo0.01~2%，na2o1~7%，k2o1~7%，cl10~30%，烧失量0.01~5%。
58.所述s4中精炼渣中各组分的质量百分含量为cao45~60%，al2o320~30%，sio25~
10%，mgo2~8%，fe2o31~5%，so31~4%。
59.所述s4中钒钛矿渣中各组分的质量百分含量为sio210~35%，al2o310~20%，mgo5~10%，cao15~30%，fe2o30.1~3%，na2o0.01~2%，k2o0.01~2%，mno0.1~1.5%，tio210~25%，so30.1~2，烧失量0.01~8%。
60.所述s5中磷石膏中各组分的质量百分含量为cao35~50%，sio21~4%，al2o30~1.5%，mgo1~4%，so330~45%，p2o51~6%，烧失量0.01~3%。所述s6中复合胶凝材料中各组分配比按重量份计，小于5mm钢渣颗粒35份，精炼渣15份，钒钛矿渣25份，垃圾焚烧飞灰18份，0.038mm~0.074mm钼尾矿颗粒12份，磷石膏9份。
61.所述s7中减水剂为聚羧酸系减水剂。
62.实施例6一种含垃圾焚烧飞灰的全固废钢管混凝土制备方法，如图1，包括以下步骤：s1钢渣经颚式破碎机破碎至5-20mm后，放入碳化箱中碳化60h，所述碳化条件为：co2浓度15%，温度20
±
1℃，湿度85%
±
1；碳化后的钢渣在105℃烘干12h，而后放入空的球磨机中破碎整形，48r/min转速下破碎50min，筛分5~10mm颗粒作为粗骨料备用，筛分小于5mm钢渣颗粒备用；s2将钼尾矿采用水力旋流器进行筛分（料浆浓度28%），大于0.074mm的颗粒在105℃烘干12h后作为细骨料，0.038mm~0.074mm钼尾矿颗粒备用；s3将60.14kg垃圾焚烧飞灰在105℃烘干12h后，与s1中筛余后小于5mm的钢渣颗粒161.94kg及s2中0.038mm~0.074mm的钼尾矿颗粒74.03kg一起放入球磨机中粉磨至350~500m2/kg；s4将138.81kg精炼渣、138.81kg钒钛矿渣分别在105℃烘干12h，烘干后的物料分别粉磨至500~650m2/kg；s5将46.27kg磷石膏在105℃烘干12h，烘干后的物料粉磨至400~500m2/kg；s6将s3、s4与s5中的粉体材料按比例拌和，得到620kg复合胶凝材料；s7将620kg复合胶凝材料、830kg钢渣粗骨料、872kg粒径大于0.074mm的钼尾矿混合均匀，得到混合料，然后加入经过4~6℃冷藏并过滤后的豆腐废水248kg、减水剂1.86kg，采用搅拌机搅拌均匀，得到混合料浆；最后将混合料浆浇注、脱模、养护，得到1cm3混凝土制品。
63.本实施例中，所述步骤s1中钢渣中各组分的质量百分含量为cao20~50%，sio210~30%，al2o31~10%，fe2o35~30%，mgo1~15%，feo1~12%，na2o0.01~2%，k2o0.01~2%，so30~0.3%，p2o51~6%，烧失量0.01~5%。
64.所述s2中钼尾矿中各组分的质量百分含量为sio235~70%，al2o35~20%，mgo1~7%，cao1~8%，fe2o31~12%，na2o0.01~3%，k2o0.01~3%，p2o50.01~3%，烧失量0.01~8%。
65.所述s3中垃圾焚烧飞灰中各组分的质量百分含量为cao25~45%，sio21~10%，al2o31~5%，fe2o30.1~5%，mgo1~8%，feo0.01~2%，na2o1~7%，k2o1~7%，cl10~30%，烧失量0.01~5%。
66.所述s4中精炼渣中各组分的质量百分含量为cao45~60%，al2o320~30%，sio25~10%，mgo2~8%，fe2o31~5%，so31~4%。
67.所述s4中钒钛矿渣中各组分的质量百分含量为sio210~35%，al2o310~20%，mgo5
~10%，cao 15~30%，fe2o
3 0.1~3%，na2o 0.01~2%，k2o 0.01~2%，mno 0.1~1.5%，tio
2 10~25%，so
3 0.1~2，烧失量0.01~8%。
68.所述s5中磷石膏中各组分的质量百分含量为cao 35~50%，sio
2 1~4%，al2o
3 0~1.5%，mgo 1~4%，so
3 30~45%，p2o
5 1~6%，烧失量0.01~3%。所述s6中复合胶凝材料中各组分配比按重量份计，小于5mm钢渣颗粒35份，精炼渣30份，钒钛矿渣30份，垃圾焚烧飞灰13份，0.038mm~0.074mm钼尾矿颗粒16份，磷石膏10份。
69.所述s7中减水剂为氨苯磺酸系减水剂。
70.本发明所述的钢渣粉经碳化后，粉磨功指数平均值提高了20~30mj/t，钢渣的粉磨能耗得到了降低；钢渣内的f-cao降低了30~60%，f-mgo降低了20~55%。
71.本发明所述的钒钛矿渣符合gb/t18046-2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》的s75要求，密度≥2.8g/cm3，活性指数7d≥55%、28d≥75%，放射性i
ra
≤1.0且ir≤1.0。细化后的钒钛矿渣依据hj 557-2010《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》测试表明，其8项重金属指标均低于gb/t 14848-2017《地下水质量标准》中的标准限值。
72.本发明所述的垃圾焚烧飞灰为机械炉排焚烧工艺焚烧工业垃圾或生活垃圾中产生的底灰。细化后的垃圾焚烧飞灰依据hj 557-2010《固体废物 浸出毒性浸出方法 水平振荡法》测试表明，其8项重金属指标均低于gb/t 14848-2017《地下水质量标准》中的标准限值。
73.本发明所述的磷石膏主要成分为caso4·
2h2o，与天然石膏或脱硫石膏类似。符合gb/t 21371-2019《用于水泥中的工业副产石膏》中规定的工业副产品石膏要求。磷石膏中caso4·
2h2o和caso4总和≥90%，氯离子≤0.4%，ph值≥5。
74.本发明所述的豆腐废水经过4~6℃冷藏并过滤，在混凝土中的应用起到减水剂的功效。
75.检测结果：各原料重金属浸出浓度如表1所示；混凝土强度值为表2；根据gb17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》分别制备胶砂试样，试样尺寸40mm
×
40mm
×
160mm，在温度为35℃，湿度95％以上的标准条件进行养护，测试其不同龄期重金属浸出浓度，测试结果如表3所示。
[0076][0076]76.经优化各原料配比后，使本发明提供的胶凝材料具有优良的浸出安全性，重金属
离子的浸出浓度低于饮用水卫生标准，同时满足地下水iii类标准。
[0077]
本发明的制备方法所制备的钢管混凝土具有以下几方面特点：第一，与现有的钢管混凝土用复合胶凝材料水泥相比，发明中复合胶凝材料组成更绿色、低碳、环保，无外加剂，由钢铁冶金渣（钢渣、精炼渣、钒钛矿渣）、钼尾矿、垃圾焚烧飞灰、磷石膏六种组分组成，极大的降低了钢管混凝土用胶凝材料成本，并且对垃圾焚烧飞灰的利用率更高。
[0078]
第二，钢管混凝土显示出良好的胶结性能，包括抗压强度和对垃圾焚烧飞灰中多种重金属的有效固化。采用水胶比为0.31~0.48，根据gb/t 50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》，将发明的复合胶凝材料、钼尾矿和钢渣粗骨料制备混凝土试块，试块尺寸100mm
×
100mm
×
100mm，在标准养护条件下进行养护，显示出良好的抗压强度和浸出安全性能。
[0079]
第三，安全性高。使用的垃圾焚烧飞灰的安全性能良好，垃圾焚烧飞灰中的pb、zn、cu、cr、hg、cd等重金属离子长期浸出浓度低于饮用水标准；此外，胶凝材料中钢渣、精炼渣、钼尾矿、钒钛矿渣、磷石膏的协同作用能有效的固化垃圾焚烧飞灰中的氯离子，避免对钢管的腐蚀。
[0080]
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，复合胶凝材料利用钢铁冶金渣（钢渣、精炼渣、钒钛矿渣）、钼尾矿、垃圾焚烧飞灰、磷石膏代替传统胶结剂水泥，并协同利用垃圾焚烧飞灰，采用钼尾矿作为细骨料、整形后的钢渣作为粗骨料制备全固废钢管混凝土，能够解决垃圾焚烧飞灰和大宗工业固废无害化、减量化、资源化困难的问题，从而达到变废为宝，推进危废和固废协同利用和环境保护，其产品具有良好的抗压强度和浸出安全性能，为大规模替代水泥基钢管混凝土提供原料，奠定工程基础，使固废产生较高经济价值，实现固废绿色可持续发展，节能环保的目的。
[0081]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。