一种煤矸石再生混凝土排水管及其制备方法与流程

1.本发明涉及建筑材料技术领域，具体为一种煤矸石再生混凝土排水管及其制备方法。


背景技术：

2.煤矸石是我国目前年排放量和累计存量最大的工业废弃物。在煤炭生产过程中，煤矸石排放量约占煤炭产量的l0％，每年排放量约为l亿吨。在煤炭洗选过程中，洗矸石约占精煤产量的30％，每年排放量约为0.7亿吨。全国现有煤矸石山l500余座，累计存量约34亿吨，这些煤矸石山不仅占用了大量土地，而且自然降水使得煤矸石中富含的盐类经淋滤、溶解在雨水中渗入到地下，造成煤矸石山周围的地下水污染。此外，煤矸石中所含的黄铁矿易被空气氧化，放出的热量可以促使煤矸石中所含煤炭风化以至自燃，放出大量二氧化硫，严重污染空气，矸石山的自燃，还在很大程度上造成了资源的浪费。
3.所以将煤矸石进行改性作为新的材料利用起来非常有必要，而现在制备混凝土排水管中需要用到大量的碎石和水泥，这样的建材成本高，并且属于不可再生资源，而通过煤矸石的加入可以很好的控制成本，并且实现废物再利用。


技术实现要素：

4.针对现有的技术方案存在的问题，本发明的目的在于提供一种煤矸石再生混凝土排水管及其制备方法。
5.为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种煤矸石再生混凝土排水管,原料的重量份配比为：水泥160-170份，煤矸石300-350份，石灰40-50份，石膏13-23份，胶结料40-45份，特细砂300-400份，碎石500-800份，减水剂5-10份，塑化剂 0.35-0.55份，低熔点玻璃粉15-28份，纳米级钛白粉6-15份，无机填料5-15份，复合粘结剂22-25份，水100-140份。
6.进一步的，所述水泥为强度等级不低于42.5r的硅酸盐水泥。
7.进一步的，所述特细砂的细度模数为0.82
‑ꢀ
1.42。
8.进一步的，所述碎石为粒径5-15
㎜
的碎石。
9.进一步的，所述减水剂为减水率大于20%的聚羟酸减水剂。
10.进一步的，所述细沙sio2含量大于90%，比表面积大于400
㎡
/
㎏
。
11.进一步的，无机填料包括凹凸棒土、贝壳粉、云母粉、滑石粉、氧化铝、氧化硅中的一种或其组合；和/或，所述无机填料的规格为过200目筛。
12.进一步的，复合粘结剂为无机粘结剂与有机树脂粘结剂的混合物，其中，所述无机粘结剂与有机树脂粘结剂的质量比为1：(0.6-1.5)。
13.一种如上述煤矸石再生混凝土排水管的制备方法，步骤如下：（1）分别将煤矸石和石灰石预破碎并过20目筛，按配方量分别称取，充分混合后煅烧处理，煅烧完成后，在冷却过程中向烧成物表面喷洒低熔点玻璃粉，且在喷洒过程中快速
搅拌烧成物，在喷洒完成后，继续升温至400-500℃并保温10min，接着自然冷却，得到改性处理的煤矸石粉；（2）向高混机中加入改性处理的煤矸石粉、纳米级钛白粉、无机填料和防霉剂，混合均匀后得到混合粉体，将复合粘结剂分散到水中，接着加入所述的混合粉体，搅拌混合均匀；（3）将步骤（1）和步骤（2）产生的煤矸石粉和混合粉体进行高温煅烧，温度范围为 650℃-850℃ ；（4）将步骤（3）产生的粉体进行磨细处理，要求出料的细度达到 80μm方孔筛筛余量小于 5.0% ；（5）将步骤（4）产生的粉体与水泥、碎石、胶结料、石膏、特细砂、塑化剂和水按比例搅拌混合，搅拌时间大于 2 min；（6）将搅拌好的混泥土投入喂料机中布料，模具合模，蒸养养护4-8小时，最后管道脱模成型。
14.进一步的，所述步骤（6）养护过程包括静停阶段、由静停温度升至恒温温度的升温阶段、恒温阶段、由恒温温度降至室温温度的降温阶段共计四个阶段。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明按不同比例将水泥、煤矸石、石灰、石膏、特细砂、塑化剂和水搅拌混合，即可制得满足不同抗折强度、抗压强度和粘接强度的煤矸石砂浆，可以取代水泥砂浆，广泛应用于制备混凝土排水管中。这样，不仅解决了煤矸石占地面积大和环境污染严重的问题，而且，煤矸石变废为宝，在很大程度上节省了资源，具有非常高的社会效益和经济效益。
16.2、制备的混凝土排水管通过添加了改性的煤矸石，通过低熔点玻璃粉对煤矸石粉进行改性处理，提高了煤矸石粉的紧实度，降低了煤矸石粉的表面粗糙度，通过复合粘结剂提供较好的粘结效果，确保了混合材料制备排水管的稳定性，达到强度要求。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施方式，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
18.实施例1本实施例的一种煤矸石再生混凝土排水管，原料的配比为：水泥160
㎏
，煤矸石300
㎏
，石灰40
㎏
，石膏13
㎏
，胶结料40
㎏
，特细砂300
㎏
，碎石500
㎏
，减水剂5
㎏
，塑化剂 0.35
㎏
，低熔点玻璃粉15
㎏
，纳米级钛白粉6
㎏
，无机填料5
㎏
，复合粘结剂22
㎏
，水100
㎏
。
19.制备步骤如下：（1）分别将煤矸石和石灰石预破碎并过20目筛，按配方量分别称取，充分混合后煅烧处理，煅烧完成后，在冷却过程中向烧成物表面喷洒低熔点玻璃粉，且在喷洒过程中快速搅拌烧成物，在喷洒完成后，继续升温至400℃并保温10min，接着自然冷却，得到改性处理的煤矸石粉；（2）向高混机中加入改性处理的煤矸石粉、纳米级钛白粉、无机填料和防霉剂，混合均匀后得到混合粉体，将复合粘结剂分散到水中，接着加入所述的混合粉体，搅拌混合均匀；
（3）将步骤（1）和步骤（2）产生的煤矸石粉和混合粉体进行高温煅烧，温度范围为 650℃℃ ；（4）将步骤（3）产生的粉体进行磨细处理，要求出料的细度达到 80μm方孔筛筛余量小于 5.0% ；（5）将步骤（4）产生的粉体与水泥、碎石、胶结料、石膏、特细砂、塑化剂和水按比例搅拌混合，搅拌时间大于 2 min；（6）将搅拌好的混泥土投入喂料机中布料，模具合模，蒸养养护4小时，最后管道脱模成型。
20.实施例2本实施例的一种煤矸石再生混凝土排水管，原料的配比为：水泥170
㎏
，煤矸石350
㎏
，石灰50
㎏
，石膏23
㎏
，胶结料45
㎏
，特细砂400
㎏
，碎石800
㎏
，减水剂10
㎏
，塑化剂0.55
㎏
，低熔点玻璃粉28
㎏
，纳米级钛白粉15
㎏
，无机填料15
㎏
，复合粘结剂25
㎏
，水140
㎏
。
21.步骤如下：（1）分别将煤矸石和石灰石预破碎并过20目筛，按配方量分别称取，充分混合后煅烧处理，煅烧完成后，在冷却过程中向烧成物表面喷洒低熔点玻璃粉，且在喷洒过程中快速搅拌烧成物，在喷洒完成后，继续升温至500℃并保温10min，接着自然冷却，得到改性处理的煤矸石粉；（2）向高混机中加入改性处理的煤矸石粉、纳米级钛白粉、无机填料和防霉剂，混合均匀后得到混合粉体，将复合粘结剂分散到水中，接着加入所述的混合粉体，搅拌混合均匀；（3）将步骤（1）和步骤（2）产生的煤矸石粉和混合粉体进行高温煅烧，温度范围为 850℃ ；（4）将步骤（3）产生的粉体进行磨细处理，要求出料的细度达到 80μm方孔筛筛余量小于 5.0% ；（5）将步骤（4）产生的粉体与水泥、碎石、胶结料、石膏、特细砂、塑化剂和水按比例搅拌混合，搅拌时间大于 2 min；（6）将搅拌好的混泥土投入喂料机中布料，模具合模，蒸养养护8小时，最后管道脱模成型。
22.实施例3本实施例的一种煤矸石再生混凝土排水管，原料的配比为：水泥170
㎏
，煤矸石300
㎏
，石灰40
㎏
，石膏20
㎏
，胶结料42
㎏
，特细砂350
㎏
，碎石600
㎏
，减水剂8
㎏
，塑化剂 0.45
㎏
，低熔点玻璃粉20
㎏
，纳米级钛白粉10
㎏
，无机填料10
㎏
，复合粘结剂23
㎏
，水140
㎏
。步骤如下：（1）分别将煤矸石和石灰石预破碎并过20目筛，按配方量分别称取，充分混合后煅烧处理，煅烧完成后，在冷却过程中向烧成物表面喷洒低熔点玻璃粉，且在喷洒过程中快速搅拌烧成物，在喷洒完成后，继续升温至500℃并保温10min，接着自然冷却，得到改性处理的煤矸石粉；（2）向高混机中加入改性处理的煤矸石粉、纳米级钛白粉、无机填料和防霉剂，混合均匀后得到混合粉体，将复合粘结剂分散到水中，接着加入所述的混合粉体，搅拌混合均
匀；（3）将步骤（1）和步骤（2）产生的煤矸石粉和混合粉体进行高温煅烧，温度范围为 850℃ ；（4）将步骤（3）产生的粉体进行磨细处理，要求出料的细度达到 80μm方孔筛筛余量小于 5.0% ；（5）将步骤（4）产生的粉体与水泥、碎石、胶结料、石膏、特细砂、塑化剂和水按比例搅拌混合，搅拌时间大于 2 min；（6）将搅拌好的混泥土投入喂料机中布料，模具合模，蒸养养护5小时，最后管道脱模成型。
23.以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。