一种废弃石粉制备的建筑材料的制作方法

1.本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种废弃石粉制备的建筑材料。


背景技术：

2.中国是世界石材生产大国，加工厂每年产生的石材废料约达1200万吨，但对废弃石材的再利用率却不到30％，大部分石材废料被闲置堆放，这不仅占用大面积土地，还对周边环境造成一定的负担。因此对废弃石材的再利用已经是迫切需要解决的问题。
3.现有技术中已有企业利用废弃石材研究出石粉砖、砌砖和无人机造石等建筑产品，但目前现有的对废弃石材再利用的方法仍然存在天然石材利用规模小，附加值不高等问题。其次废弃石材属于惰性材料，活性相对不高，需要对其进行活化处理，导致目前废弃石材再利用工艺成本较高。
4.因此现有技术中亟需一种成本低、利用率高的处理废弃石材的方法。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种废弃石粉制备的建筑材料，成本低且大大提高了废弃石材的利用率。本发明采用如下技术方案。
6.一种废弃石粉制备的建筑材料，包括如下质量份数的原料，废弃石粉40-80份、矿粉10-40份、钢渣5-10份、脱硫石膏5-10份、外加剂1-5份；
7.建筑材料采用如下方法制备：将废弃石粉、矿粉、钢渣、脱硫石膏、外加剂混合后研磨至其比表面积为500～800m2/kg得到建筑材料。
8.进一步的，建筑材料为掺合料，包括如下质量份数的原料：废弃石粉60-80份、矿粉10-20份、钢渣5-10份、脱硫石膏5-10份、外加剂1-5份。
9.进一步的，建筑材料为胶凝材料，包括如下质量份数的原料：废弃石粉40-60份，矿粉20-40份，钢渣5-10份、脱硫石膏5-10份，外加剂1-5份。
10.进一步的，废弃石粉为废弃石材厂石粉或废弃天然石材石粉。天然的石材石粉是指自然存在的岩石，如板岩和花岗岩等的石粉。
11.进一步的，废弃天然石材石粉中碳酸钙的含量大于等于95wt％。
12.进一步的，废弃石材厂石粉以人造石为主，人造石主要指合成石。合成石是以天然石的碎石为原料，加上粘合剂等经加压、抛光而成。石材厂石粉主要组分除石灰石、硅酸盐类、氧化硅等，还包括少量有机类杂质，使得石材厂石粉的组分更加复杂且不稳定。
13.本发明提供了一种利用废弃石材厂石粉制备建筑材料的方案。
14.一种利用废弃石材厂石粉制备的建筑材料为掺合料，包括如下质量份数的原料：废弃石材厂石粉60-80份、矿粉10-20份、钢渣5-10份、脱硫石膏5-10份、外加剂1-2份以及占废弃石材厂石粉质量比为3-7％的生石灰和占废弃石材厂石粉质量比为0.2-0.5％的无机分散剂；
15.掺合料采用如下方法制备：
16.(1)将废弃石材厂石粉粉化至比表面积为500～600m2/kg，将生石灰和无机分散剂混合后加入研磨后的废弃石材厂石粉中，球磨混合，并陈化后得到改性的废弃石材厂石粉；
17.(2)将步骤(1)改性的废弃石材厂石粉、矿粉、钢渣、脱硫石膏、外加剂混合后研磨至500～600m2/kg得到掺合料。
18.步骤(1)中废弃石材厂石粉在制备建筑材料的过程中通过生石灰对其进行碱激发，混合球磨过程对其进行机械激发。
19.进一步的，步骤(1)中混合球磨的时间为1-2小时。
20.进一步的，步骤(1)中的陈化时间为6-7天。通过陈化的过程，使得原料中存在的复杂有机物在碱性激发剂的作用下，慢慢分解成简单有机物，降低复杂有机物的含量，从而稳定改性的废弃石材厂石粉的成分。
21.进一步的，无机分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种。无机分散剂的作用为使废弃的石材厂石粉与生石灰混合均匀。
22.进一步的，无机分散剂占废弃的石材厂石粉的质量比为0.2-0.5％。
23.进一步的，生石灰占废弃的石材厂石粉的质量百分比为3-7％，过低的生石灰不会达到去除复杂有机物的效果，而过量的生石灰会残留在石粉中，会导致掺合料所制备的混凝土的后期强度降低。采用占废弃的石材厂石粉质量为3-7％的生石灰能够有效对废弃的石材厂石粉进行碱激发。
24.进一步的，外加剂为碱性激发剂和减水剂。
25.进一步的，碱性激发剂为naoh、naalo2和na2sio3中的一种或多种。
26.进一步的，减水剂为木质素磺酸盐类、氨基磺酸盐系高效减水剂类、脂肪酸系高效减水剂类、聚羧酸盐系高效减水剂类中的一种或多种。
27.进一步的，利用本发明中制备掺合料的方法所制备的掺合料可以用来配置混凝土。
28.本发明利用石材厂石粉制备的掺合料制备混凝土时，掺合料与水泥的质量比为1:4-4:1。掺合料在混凝土中的用量较大，掺合料的主要成分为废弃石材厂石粉，与现有技术相比，这可以大大提高废弃石材厂石粉的利用率。
29.本发明将废弃石材厂石粉经过碱激发和化学激发改性后得到充分水化的改性的废弃石材厂石粉，将改性的废弃石材厂石粉与矿粉、钢渣等原料混合后制备掺合料，所制备的掺合料与市售标号42.5的硅酸盐水泥配制c30混凝土，所得到的混凝土28天的强度可以达到30mpa以上；掺合料在混凝土中的用量较大，这可以大大提高废弃石材厂石粉的利用率。
30.一种利用废弃石材厂石粉制备的建筑材料为胶凝材料，包括如下质量份数的原料：废弃石材厂石粉40-50份、矿粉20-40份、钢渣5-10份、脱硫石膏5-10份、外加剂1-5份以及占废弃石材厂石粉质量比为3-7％的生石灰和占废弃石材厂石粉质量比为0.2-0.5％的无机分散剂；
31.胶凝材料采用如下方法制备：
32.(1)将废弃石材厂石粉粉化至比表面积为550-600m2/kg；将生石灰和无机分散剂混合后加入粉粹后的废弃石材厂石粉中，混合球磨，并陈化后得到改性的废弃石材厂石粉；
33.(2)将步骤(1)中改性的废弃石材厂石粉、矿粉、钢渣、脱硫石膏和外加剂，混合球
磨至其比表面积为600～700m2/kg，得到胶凝材料。
34.步骤(1)中废弃石材厂石粉在制备建筑材料的过程中通过生石灰对其进行碱激发，混合球磨过程对其进行机械激发。
35.进一步的，步骤(1)中混合球磨的时间为1-2小时。
36.进一步的，步骤(1)中的陈化时间为6-7天。通过陈化的过程，使得原料中存在的复杂有机物在碱性激发剂的作用下，慢慢分解成简单有机物，降低复杂有机物的含量，从而稳定改性的废弃石材厂石粉的成分。
37.进一步的，无机分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种。无机分散剂的作用为使废弃石材厂石粉与生石灰混合均匀。
38.进一步的，无机分散剂占石材厂石粉的质量比为0.2-0.5％。
39.进一步的，生石灰占废弃石材厂石粉的质量百分比为3-7％，过低的生石灰不会达到去除复杂有机物的效果，而过量的生石灰会残留在石粉中，会导致掺合料所制备的混凝土的后期强度降低。采用占废弃石材厂石粉质量为3-7％的生石灰能够有效对废弃石材厂石粉进行碱激发。
40.进一步的，外加剂为碱性激发剂和减水剂。
41.进一步的，碱性激发剂为naoh、naalo2和na2sio3中的一种或多种。
42.进一步的，减水剂为木质素磺酸盐类、氨基磺酸盐系高效减水剂类、脂肪酸系高效减水剂类、聚羧酸盐系高效减水剂类中的一种或多种。
43.本发明将废弃石材厂石粉经过碱激发和化学激发改性后得到充分水化的改性的废弃石材厂石粉，将改性的废弃石材厂石粉与矿粉、钢渣等原料混合后制备胶凝材料，所得到的胶凝材料制备的胶砂试条28天强度可达到45mpa以上,水化程度高，现阶段可使用在非承重部分建筑领域。
44.本发明还提供了一种利用废弃天然石材石粉制备建筑材料的技术方案。
45.本发明利用废弃天然石材石粉制备的建筑材料为掺和料，包括如下质量份数的原料：废弃天然石材石粉70-80份、矿粉10-20份、钢渣5-10份、脱硫石膏5-10份、外加剂1-5份；
46.掺合料采用如下方法制备：
47.(1)分别将废弃天然石材石粉、矿粉、钢渣、脱硫石膏和外加剂烘干至原料含水率小于1.0％；
48.(2)称取步骤(1)中烘干后的废弃天然石材石粉、矿渣、钢渣、脱硫石膏和外加剂放入球磨机中混合球磨至其比表面积为600～800m2/kg，即得到掺合料。
49.进一步的，步骤(1)中将废弃天然石材石粉、矿粉、钢渣、脱硫石膏和外加剂置于50℃鼓风干燥箱中干燥2-5h。
50.进一步的，外加剂包括碱性激发剂、铝酸盐和减水剂。碱性激发剂、铝酸盐和减水剂的质量比为(1-2):(1-2):(0.2-1)。
51.进一步的，铝酸盐为铝酸钠。
52.进一步的，碱性激发剂为naoh、ca(oh)2、koh和na2sio3中的一种或多种。
53.进一步的，减水剂为木质素磺酸盐类、氨基磺酸盐系高效减水剂类、脂肪酸系高效减水剂类、聚羧酸盐系高效减水剂类中的一种或多种。
54.本发明中采用添加矿粉、铝酸盐等含铝相物料提高废弃天然石材石粉与其他物料
的反应活性。由于废弃天然石材石粉几乎是惰性材料，不具有火山灰活性，不会产生凝胶。但是废弃天然石材石粉在水中具有微小的溶解度，溶解后的碳酸根离子能与铝相发生反应，生成单碳型和半碳型碳铝酸钙，碳铝酸钙的生成可以减小胶凝材料或水泥基材料的孔隙度，改善其孔结构，从而提高其强度。本发明在原料中添加矿粉、铝酸盐等含铝相物料提高废弃天然石粉与其他物料的反应活性。
55.此外本发明中废弃天然石材石粉参与水化反应的有效成分较少，活性相对不高，通过机械球磨增加细小颗粒数目，提高石粉颗粒的润滑作用和均化作用，改善废弃天然石材石粉与其他物料的颗粒级配以及颗粒均匀性；再加入碱激发剂促进胶凝材料的水化速度，可以与天然石材石粉颗粒反应形成水化产物，改善废弃天然石材石粉颗粒表面的界面性能。
56.本发明利用废弃天然石材石粉所制备的掺合料制备混凝土时，掺合料与水泥的质量比为1:4-4:1。掺合料在混凝土中的用量较大，掺合料的主要成分为废弃天然石材，与现有技术相比，这可以大大提高废弃天然石材的利用率。
57.本发明通过添加矿粉、铝酸盐等含铝相物料与废弃天然石材石粉混合球磨的方式，使得粉磨和均化效果更明显；这种混磨方式兼具搅拌均匀和磨细的作用，增加了机械力对物料的活性激发效果，这样有利于废弃天然石材石粉与其他物料组分进行级配和活性协同双重优化，使得废弃天然石材石粉在掺合料中充分发挥了其有利作用，使废弃天然石材石粉得到更加高效的利用。
58.本发明利用废弃天然石材石粉制备的建筑材料为胶凝材料，包括如下质量份数的原料：废弃天然石材石粉40-60份，矿粉20-40份，钢渣5-10份、脱硫石膏5-10份，外加剂1-5份；胶凝材料采用如下方法制备：
59.(1)将废弃天然石材石粉进行研磨，使其比表面积达到700～800m2/kg；分别将废弃天然石材石粉、矿粉、钢渣、脱硫石膏和外加剂烘干至原料含水率小于1.0％；
60.(2)称取步骤(1)中烘干后废弃天然石材石粉、矿渣、钢渣、脱硫石膏和外加剂放入球磨机中混合球磨600～800m2/kg，即得到胶凝材料。
61.进一步的，本发明利用废弃天然石材石粉易磨性好的特点，采用对废弃天然石材石粉进行预粉磨再与其他物料混磨的方法，得到细度较大的废弃天然石材石粉。机械粉磨可通过机械力破坏石粉表层结构，改变废弃天然石材石粉颗粒大小和颗粒形状，提高了废弃天然石材石粉颗粒的润滑作用和均化作用，改善集料级配，利于显现废弃天然石材石粉的活性。
62.进一步的，步骤(1)中将废弃天然石材石粉、矿粉、钢渣、脱硫石膏和外加剂置于50℃鼓风干燥箱中干燥2-5h。
63.进一步的，本发明采用废弃天然石材石粉制备建筑材料的过程中，外加剂包括碱性激发剂、铝酸盐和减水剂。碱性激发剂、铝酸盐和减水剂的质量比为(1-2)：(1-2)：(0.2-1)。
64.进一步的，铝酸盐为铝酸钠。
65.进一步的，碱性激发剂为naoh、ca(oh)2、koh和na2sio3中的一种或多种。
66.进一步的，减水剂为木质素磺酸盐类、氨基磺酸盐系高效减水剂类、脂肪酸系高效减水剂类、聚羧酸盐系高效减水剂类中的一种或多种。
67.本发明中采用添加矿粉、铝酸盐等含铝相物料提高废弃天然石材石粉与其他物料的反应活性。由于废弃天然石材石粉几乎是惰性材料，不具有火山灰活性，不会产生凝胶。但是废弃天然石材石粉在水中具有微小的溶解度，溶解后的碳酸根离子能与铝相发生反应，生成单碳型和半碳型碳铝酸钙，碳铝酸钙的生成可以减小胶凝材料或水泥基材料的孔隙度，改善其孔结构，从而提高其强度。
68.此外本发明中废弃天然石粉参与水化反应的有效成分较少，活性相对不高，通过机械球磨增加细小颗粒数目，提高石粉颗粒的润滑作用和均化作用，改善废弃天然石材石粉与其他物料的颗粒级配以及颗粒均匀性；此外再加入碱激发剂促进胶凝材料的水化速度，可以与废弃天然石材石粉颗粒反应形成水化产物，改善废弃天然石材石粉颗粒表面的界面性能。
69.本发明通过对原材料进行预粉磨再混合球磨的方式，使得粉磨和均化效果更明显；这种混磨方式兼具搅拌均匀和磨细的作用，增加了机械力对物料的活性激发效果，这样有利于废弃天然石材石粉与其他物料组分进行级配和活性协同双重优化，使得废弃天然石材石粉在胶凝材料中充分发挥了其有利作用，使废弃天然石材石粉得到更加高效的利用。
70.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
71.本发明利用废弃石粉来制备的建筑材料，成本较低，且可以大大提高废弃石粉的利用率。
具体实施方式
72.下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
73.实施例1
74.将废弃石材厂石粉粉化至比表面积为575m2/kg，将占废弃石材厂石粉质量百分比为4％生石灰与0.2％三聚磷酸钠的混合，将混合后的生石灰和三聚磷酸钠加入粉化后的废弃石材厂石粉中，混合球磨1h，球磨转速为78r/min，将混合后的原料置于干燥的环境中陈化7天得到改性的废弃石材厂石粉。
75.将改性的废弃石材厂石粉作为主要原料，进行掺合料配制，乘量如下质量的原料：改性的废弃石材厂石粉60kg，矿粉15kg，钢渣10kg，脱硫石膏10kg，木质素磺酸盐1kg，naoh 1kg。将称量后的原料放入球磨机中进行粉磨，使其比表面积达到500～600m2/kg，即得掺合料。
76.实施例2
77.将废弃石材厂石粉粉化至比表面积为575m2/kg，将占废弃石材厂石粉质量百分比为7％生石灰与0.3％六偏磷酸钠的混合，将混合后的生石灰和六偏磷酸钠加入粉化后的废弃石材厂石粉中混合球磨1h，球磨转速为78r/min，将混合后的原料置于干燥的环境中陈化7天得到改性的废弃石材厂石粉。
78.将改性的废弃石材厂石粉作为主要原料，进行掺合料配制，乘量如下质量的原料：改性的废弃石材厂石粉70kg，矿粉20kg，钢渣5kg，脱硫石膏5kg，脂肪酸系高效减水剂
0.5kg，naalo20.5kg的原料。将称量后的原料放入球磨机中进行粉磨，使其比表面积达到500～600m2/kg，即得掺合料。
79.实施例3
80.将废弃石材厂石粉粉化至比表面积为575m2/kg，将占废弃石材厂石粉质量百分比为3％生石灰与0.5％焦磷酸钠的混合，将混合后的生石灰和焦磷酸钠加入粉化后的废弃石材厂石粉中混合球磨1h，球磨转速为78r/min，将混合后的原料置于干燥的环境中陈化7天得到改性的废弃石材厂石粉。
81.将改性的废弃石材厂石粉作为主要原料，进行掺合料配制，乘量如下质量的原料：改性的废弃石材厂石粉80kg，矿粉10kg，钢渣7kg，脱硫石膏7kg，聚羧酸盐系高效减水剂0.5kg，na2sio31kg。将称量后的原料放入球磨机中进行粉磨，使其比表面积达到500～600m2/kg，即得掺合料。
82.对比例1
83.在实施例1的基础上设置对比例1，对比例1与实施例1的区别技术特征在于，将废弃石材厂石粉粉化后，将占废弃石材厂石粉质量百分比为2％生石灰与0.2％三聚磷酸钠的混合后加入粉化后的废弃石材厂石粉中混合球磨1h，将混合后的原料置于干燥的环境中陈化7天得到改性的废弃石材厂石粉。其余技术特征与实施例1相同。
84.对比例2
85.在实施例1的基础上设置对比例2，对比例2与实施例1的区别技术特征在于，对比例2中仅对石材厂的石粉进行粉化处理后来制备掺合料，未进行碱激发和机械激发的步骤。其余特征与实施例1相同。
86.对比例3
87.在实施例1的基础上设置对比例3，对比例3与实施例1的区别技术特征在于，将废弃石材厂石粉粉化，将占废弃石材厂石粉质量百分比为3％生石灰与0.2％三聚磷酸钠混合后加入粉化后的废弃石材厂石粉中，将混合好的原料置于干燥的环境中陈化7天得到改性的废弃石材厂石粉。其余特征与实施例1相同。
88.将实施例1-3以及对比例1-3中所制备的掺合料分别与市售标号42.5的硅酸盐水泥制备c30混凝土。具体实施方式如下：
89.实施例4
90.称取实施例1中所制备的掺合料286kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥72kg，机制砂950kg，碎石930kg，减水剂(木质素磺酸盐)0.3kg，配制c30混凝土。
91.实施例5
92.称取实施例1中所制备的掺合料179kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥179kg，机制砂950kg，碎石930kg，减水剂(木质素磺酸盐)0.3kg，配制c30混凝土。
93.实施例6
94.称取实施例1中所制备的掺合料72kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥286kg，机制砂950kg，碎石930kg，减水剂0.3kg，配制c30混凝土。
95.实施例7
96.称取实施例2中所制备的掺合料286kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥72kg，机制砂950kg，碎石930kg，减水剂(木质素磺酸盐)0.3kg，配制c30混凝土。
97.实施例8
98.称取实施例2中所制备的掺合料179kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥179kg，机制砂950kg，碎石930kg，减水剂(木质素磺酸盐)0.3kg，配制c30混凝土。
99.实施例9
100.称取实施例2中所制备的掺合料72kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥286kg，机制砂950kg，碎石930kg，减水剂(木质素磺酸盐)0.3kg，配制c30混凝土。
101.实施例10
102.称取实施例3中所制备的掺合料286kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥72kg，机制砂950kg，碎石930kg，减水剂(木质素磺酸盐)0.3kg，配制c30混凝土。
103.实施例11
104.称取实施例3中所制备的掺合料179kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥179kg，机制砂950kg，碎石930kg，减水剂(木质素磺酸盐)0.3kg，配制c30混凝土。
105.实施例12
106.称取实施例3中所制备的掺合料72kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥286kg，机制砂950kg，碎石930kg，减水剂(木质素磺酸盐)0.3kg，配制c30混凝土。
107.实施例13
108.称取对比例1中所制备的掺合料286kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥72kg，机制砂950kg，碎石930kg，减水剂(木质素磺酸盐)0.3kg，配制c30混凝土。
109.实施例14
110.称取对比例1中所制备的掺合料179kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥179kg，机制砂950kg，碎石930kg，减水剂(木质素磺酸盐)0.3kg，配制c30混凝土。
111.实施例15
112.称取对比例1中所制备的掺合料72kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥286kg，机制砂950kg，碎石930kg，减水剂(木质素磺酸盐)0.3kg，配制c30混凝土。
113.实施例16
114.称取对比例2中所制备的掺合料286kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥72kg，机制砂950kg，碎石930kg，减水剂(木质素磺酸盐)0.3kg，配制c30混凝土。
115.实施例17
116.称取对比例2中所制备的掺合料179kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥179kg，机制砂950kg，碎石930kg，减水剂(木质素磺酸盐)0.3kg，配制c30混凝土。
117.实施例18
118.称取对比例2中所制备的掺合料72kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥286kg，机制砂950kg，碎石930kg，减水剂(木质素磺酸盐)0.3kg，配制c30混凝土。
119.实施例19
120.称取对比例3中所制备的掺合料286kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥72kg，机制砂950kg，碎石930kg，减水剂(木质素磺酸盐)0.3kg，配制c30混凝土。
121.实施例20
122.称取对比例3中所制备的掺合料179kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥179kg，机制砂950kg，碎石930kg，减水剂(木质素磺酸盐)0.3kg，配制c30混凝土。
123.实施例21
124.称取对比例3中所制备的掺合料72kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥286kg，机制砂950kg，碎石930kg，减水剂(木质素磺酸盐)0.3kg，配制c30混凝土。
125.对实施例4-21中所制备的混凝土采用测试方法，按照gb/t50107-2010《混凝土强度检验评定标准》,对混凝土的抗压强度进行测试其结果如下表1所示：
126.表1混凝土的性能测试结果
[0127] 3天抗压强度(mpa)7天抗压强度(mpa)28天抗压强度(mpa)实施例415.821.329.8实施例518.527.032.8实施例621.828.335.5实施例715.522.430.2实施例819.427.233.6实施例922.628.635.1实施例1015.022.529.9实施例1120.027.133.1实施例1221.928.534.8实施例1312.115.119.1实施例1414.218.423.1实施例1518.120.128.4实施例168.913.215.2实施例1710.215.117.3实施例1813.218.218.9实施例199.013.516.0实施例2010.115.318.1实施例2113.418.519.0
[0128]
由表1中的测试数据可知，采用本发明的技术方案得到了一种掺合料，该掺合料可用来配制混凝土。本发明所制备的掺合料在制备混凝土时，掺合料的加入量与水泥的加入量可以为1:4-4:1，混凝土中掺合料的用量较大，可以大大提高废弃石材厂石粉的利用率。由本发明所制备的混凝土在28天的强度可以达到30mpa以上。对比例1为加入占废弃石材厂石粉质量为2％的生石灰对废弃石材厂石粉进行碱激发，由对比例1中所制备的掺合料来配制混凝土，28天的抗压强度仅为19-29mpa。对比例2中所制备的掺合料为废弃石材厂石粉未经过改性处理所制备的掺合料，由对比例2中所制备的掺合料来配制的混凝土，28天的抗压强度仅为15-19mpa。对比例3为粉化后的废弃石材厂石粉和无机分散剂以及生石灰的混合物未经过机械激发的废弃石材厂石粉所制备的掺合料，由对比例1中所制备的掺合料来制备的混凝土，28天抗压强度为16-19mpa。可见采用本发明提供的一种废弃石材厂石粉制备掺合料的方法所制备的掺合料能满足混凝土掺合料的使用要求。
[0129]
实施例22
[0130]
将废弃石材厂石粉粉化至比表面积为586m2/kg，将占废弃石材厂石粉质量百分比为4％生石灰与0.2％三聚磷酸钠混合后加入粉化后的废弃石材厂石粉中混合球磨1h，球磨
转速为80r/min，将混合后的原料置于干燥的环境中陈化7天得到改性的废弃石材厂石粉。
[0131]
将改性的废弃石材厂石粉作为主要原料，进行胶凝材料配制，乘量如下质量的原料：石粉50kg，矿粉20kg，钢渣10kg，脱硫石膏10kg，木质素磺酸盐1kg，naoh 1kg。将称量后的原料放入球磨机中进行粉磨，使其比表面积达到600～700m2/kg，即得胶凝材料。
[0132]
实施例23
[0133]
将废弃石材厂石粉粉化至比表面积为586m2/kg，将占废弃石材厂石粉质量百分比为7％生石灰与0.3％六偏磷酸钠混合后加粉化的废弃石材厂石粉中混合球磨1h，球磨转速为80r/min，将混合后的原料置于干燥的环境中陈化7天得到改性的废弃石材厂石粉。
[0134]
将改性的废弃石材厂石粉作为主要原料，进行胶凝材料配制，乘量如下质量的原料：石粉40kg，矿粉25kg，钢渣7kg，脱硫石膏8kg，氨基磺酸盐系高效减水剂0.5kg，naalo20.5kg。将称量后的原料放入球磨机中进行粉磨，使其比表面积达到600～700m2/kg，即得胶凝材料。
[0135]
实施例24
[0136]
将废弃石材厂石粉粉化至比表面积为586m2/kg，将占废弃石材厂石粉质量百分比为3％生石灰与0.5％三聚磷酸钠混合后加入粉化后的废弃石材厂石粉中混合球磨1h，球磨转速为80r/min，将混合后的原料置于干燥的环境中陈化7天得到改性的废弃石材厂石粉。
[0137]
将改性的废弃石材厂石粉作为主要原料，进行胶凝材料配制，乘量如下质量的原料：石粉45kg，矿粉40kg，钢渣5kg，脱硫石膏5kg，聚羧酸盐系高效减水剂2kg，na2sio31kg的原料。将称量后的原料放入球磨机中进行粉磨，使其比表面积达到600～700m2/kg，即得胶凝材料。
[0138]
实施例25
[0139]
将废弃石材厂石粉粉化至比表面积为586m2/kg，将占废弃石材厂石粉质量百分比为5％生石灰与0.3％焦磷酸钠混合后加入粉化后的废弃石材厂石粉中混合球磨1h，球磨转速为80r/min，将混合后的原料置于干燥的环境中陈化7天得到改性的废弃石材厂石粉。
[0140]
将改性的废弃石材厂石粉作为主要原料，进行胶凝材料配制，乘量质量份数为：石粉48kg，矿粉30kg，钢渣9kg，脱硫石膏6kg，脂肪酸系高减水剂2kg，na2sio33kg的原料。将称量后的原料放入球磨机中进行粉磨，使其比表面积达到600～700m2/kg，即得胶凝材料。
[0141]
对比例4
[0142]
在实施例22的基础上设置对比例4，对比例4与实施例22的区别技术特征在于，对比例4中仅对石材厂的石粉进行粉化处理后来制备胶凝材料，未进行碱激发和机械激发的步骤。其余特征与实施例22相同。
[0143]
对比例5
[0144]
在实施例22的基础上设置对比例5，对比例5与实施例22的区别技术特征在于，将废弃石材厂石粉粉化至比表面积为586m2/kg，将占废弃石材厂石粉质量百分比为2％生石灰与0.2％三聚磷酸钠混合后加入粉化的废弃石材厂石粉中混合球磨1h，球磨转速为80r/min，将混合后的原料置于干燥的环境中陈化7天得到改性的废弃石材厂石粉。其余特征与实施例22相同。
[0145]
对比例6
[0146]
在实施例22的基础上设置对比例6，对比例6与实施例22的区别技术特征在于，将
废弃石材厂石粉粉化至比表面积为586m2/kg，将占废弃石材厂石粉质量百分比为3％生石灰与0.2％三聚磷酸钠混合后加入粉化后的废弃石材厂石粉中，将混合物置于干燥的环境中陈化7天得到改性的废弃石材厂石粉。其余特征与实施例22相同。
[0147]
对比例7
[0148]
对比例7中使用市售标号为42.5的硅酸盐水泥作为胶凝材料。
[0149]
对比例8
[0150]
对比例8中使用市售标号为32.5的硅酸盐水泥作为胶凝材料。
[0151]
根据gb/t 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》将实施例22-25，以及对比例4-8所制备胶凝材料按标准胶砂配合比制备胶砂试条，测试3d、7d和28d时胶砂的抗折强度和抗压强度。其结果如表1所示。
[0152]
表2胶砂试条的测试结果
[0153][0154]
由表2中的测试数据可知，采用本发明的技术方案中所得到的改性废弃石材厂石粉所制备的胶凝材料的砂浆试条28天的抗压强度可达到45mpa以上，抗折强度达到9mpa以上。本发明所制备的胶凝材料的胶砂试条的抗压强度和抗折强度高于市售32.5水泥，与市售42.5的性能相差不大。对比例4为由未经改性的废弃石材厂石粉所制备的胶凝材料，其胶砂试条的抗压强度未能达到使用要求。对比例5为将废弃石材厂石粉通过2％的生石灰进行碱激发所制备的胶凝材料，其胶砂试条的抗压强度与对比文件1相比有所提升，但仍不能满足于使用要求。对比例6为未将粉化后废弃石材厂石粉与生石灰和无机分散剂的混合物研磨进行机械激发所制备的胶凝材料，其强度也未能达到使用要求。可见采用本发明所提供的改性方法并控制碱激发中生石灰的加入量得到的废弃石材厂石粉制备的胶凝材料可以满足现阶段非承重领域的使用要求。
[0155]
实施例26
[0156]
(1)将废弃的块状天然石材烘干后进行粉碎处理，待用；
[0157]
(2)称取废弃天然石材石粉80kg，矿粉10kg，钢渣5kg，脱硫石膏5kg，铝酸钠2kg，
naoh22kg，木质素磺酸盐0.2kg，置于50℃鼓风干燥箱中干燥2h后加入球磨机中混合球磨至比表面积为600～800m2/kg，得到掺合料。
[0158]
实施例27
[0159]
(1)将废弃的块状天然石材烘干后进行粉碎处理，待用；
[0160]
(2)称取废弃天然石材石粉70kg，矿粉20kg，钢渣10kg，脱硫石膏10kg，铝酸钠1kg，ca(oh)21kg，氨基磺酸盐系高效减水剂0.8kg，置于50℃鼓风干燥箱中干燥2h后加入球磨机中混合球磨至比表面积为600～800m2/kg，得到掺合料。
[0161]
实施例28
[0162]
(1)将废弃的块状天然石材烘干后进行粉碎处理，待用；
[0163]
(2)称取废弃天然石材石粉75kg，矿粉15kg，钢渣7kg，脱硫石膏7kg，铝酸钠1.5kg，koh1.5kg，脂肪酸系高减水剂0.5kg，置于50℃鼓风干燥箱中干燥2h后加入球磨机中混合球磨至比表面积为600～800m2/kg，得到掺合料。
[0164]
对比例9
[0165]
在实施例26的基础上设置对比例9，对比例9与实施例26的区别技术特征为不加入外加剂。其余的技术特征与实施例26相同。
[0166]
对比例10
[0167]
在实施例26的基础上设置对比例10，对比例10与实施例26的区别技术特征为不加入铝酸钠。其余的技术特征与实施例26相同。
[0168]
对比例11
[0169]
在实施例26的基础上设置对比例11，对比例11与实施例26的区别技术特征为不加入naoh。其余的技术特征与实施例26相同。
[0170]
将实施例26-28以及对比例9-11中所制备的掺合料分别与市售标号42.5的硅酸盐水泥制备c30混凝土。具体实施方式如下：
[0171]
实施例29
[0172]
称取实施例26所制备的掺合料286kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥72kg，机制砂950kg，碎石930kg，配置c30混凝土。
[0173]
实施例30
[0174]
称取实施例26所制备的掺合料215kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥143kg，机制砂950kg，碎石930kg，配置c30混凝土。
[0175]
实施例31
[0176]
称取实施例26所制备的掺合料143kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥215kg，机制砂950kg，碎石930kg，配置c30混凝土。
[0177]
实施例32
[0178]
称取实施例26所制备的掺合料72kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥286kg，机制砂950kg，碎石93kg，配置c30混凝土。
[0179]
实施例33
[0180]
称取实施例27所制备的掺合料286kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥72kg，机制砂950kg，碎石930kg，配置c30混凝土。
[0181]
实施例34
[0182]
称取实施例27所制备的掺合料215kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥143kg，机制砂950kg，碎石930kg，配置c30混凝土。
[0183]
实施例35
[0184]
称取实施例27所制备的掺合料143kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥215kg，机制砂950kg，碎石930kg，配置c30混凝土。
[0185]
实施例36
[0186]
称取实施例27所制备的掺合料72kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥286kg，机制砂950kg，碎石930kg，配置c30混凝土。
[0187]
实施例37
[0188]
称取实施例28所制备的掺合料286kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥72kg，机制砂950kg，碎石930kg，配置c30混凝土。
[0189]
实施例38
[0190]
称取实施例28所制备的掺合料215kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥143kg，机制砂950kg，碎石930kg，配置c30混凝土。
[0191]
实施例39
[0192]
称取实施例28所制备的掺合料143kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥215kg，机制砂950kg，碎石930kg，配置c30混凝土。
[0193]
实施例40
[0194]
称取实施例28所制备的掺合料72kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥286kg，机制砂950kg，碎石930kg，配置c30混凝土。
[0195]
实施例41
[0196]
称取对比例9所制备的掺合料286kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥72kg，机制砂950kg，碎石930kg，配置c30混凝土。
[0197]
实施例42
[0198]
称取对比例9所制备的掺合料215kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥143kg，机制砂950kg，碎石930kg，配置c30混凝土。
[0199]
实施例43
[0200]
称取对比例9所制备的掺合料143g，市售标号42.5的硅酸盐水泥215g，机制砂950g，碎石930g，配置c30混凝土。
[0201]
实施例44
[0202]
称取对比例9所制备的掺合料72kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥286kg，机制砂950kg，碎石930kg，配置c30混凝土。
[0203]
实施例45
[0204]
称取对比例10所制备的掺合料286kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥72kg，机制砂950kg，碎石930kg，配置c30混凝土。
[0205]
实施例46
[0206]
称取对比例10所制备的掺合料215kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥143kg，机制砂950kg，碎石930kg，配置c30混凝土。
[0207]
实施例47
[0208]
称取对比例10所制备的掺合料143kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥215kg，机制砂950kg，碎石930kg，配置c30混凝土。
[0209]
实施例48
[0210]
称取对比例10所制备的掺合料72kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥286kg，机制砂950kg，碎石930kg，配置c30混凝土。
[0211]
实施例49
[0212]
称取对比例11所制备的掺合料286kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥72kg，机制砂950kg，碎石930kg，配置c30混凝土。
[0213]
实施例50
[0214]
称取对比例11所制备的掺合料215g，市售标号42.5的硅酸盐水泥143g，机制砂950g，碎石930g，配置c30混凝土。
[0215]
实施例51
[0216]
称取对比例11所制备的掺合料143kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥215kg，机制砂950kg，碎石930kg，配置c30混凝土。
[0217]
实施例52
[0218]
称取对比例11所制备的掺合料72kg，市售标号42.5的硅酸盐水泥286kg，机制砂950kg，碎石930kg，配置c30混凝土。
[0219]
根据gb/t 18046-2000《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》中相应测试方法及标准对实施例26-28和对比例9-11所制备的掺合料的活性进行测试，其测试结果如表3所示。活性指数指的是天然石材石粉掺合料替代50％水泥的标准砂浆强度与基准砂浆强度的比值。
[0220]
表3掺合料的活性测试
[0221] 7天活性指数(％)28天活性指数(％)实施例2677.9279.34实施例2778.0380.21实施例2878.1681.23对比例950.5552.33对比例1059.4260.3对比例1156.7260.2
[0222]
对实施例29-52中所制备的混凝土根据国家标准gb/t 50081《普通混凝土力学性能试验方法标准》中相应的测试方法及标准对混凝土的强度进行测试，其结果如表4所示：
[0223]
表4混凝土的抗压强度测试表
[0224][0225]
由表3和表4中测试数据可知，采用本发明技术方案所制备的掺合料的活性较高，7天活性指数为77.92％-78.16％，28天活性指数为79.34％-81.23％。采用本发明实施例26-28所制备的掺合料来配置的混凝土28天的抗压强度可以达到32mpa以上，可以满足使用要求。在配置混凝土的过程中本发明中掺合料的加入量与水泥的质量比可以达到4:1，掺合料
在混凝土中的用量较大，可以大大提高废弃天然石材的利用率。而采用对比例9-11中制备的掺合料来配置的混凝土在28天的抗压强度较小，28天的抗压强度仅为30mpa左右。采用本发明的技术方案所制备的掺合料的细度比水泥颗粒要细，使水泥颗粒更加分散，可改善混凝土的孔结构，降低孔隙率并减小孔径尺寸，使混凝土形成了密实充填结构和细观层次的自紧密堆积体系，从而有效的改善混凝土的综合性能，使混凝土不仅具有良好的物理力学性能还提高混凝土的耐久性能。同时，天然石材石粉作为掺合料取代水泥在降低造价成本，减小水化热，提高资源利用率和保护生态等环境方面有突出作用。
[0226]
实施例53
[0227]
(1)将废弃的块状天然石材烘干后进行粉碎处理，待用；
[0228]
(2)将步骤(1)得到的石粉放入球磨机中进行预磨处理，使其比表面积达到700～800m2/kg，得到废弃天然石材石粉待用；
[0229]
(3)称取废弃天然石材石粉60kg，矿粉20kg，钢渣10kg，脱硫石膏10kg，铝酸钠2kg，naoh22 kg，木质素磺酸盐0.5kg，置于50℃鼓风干燥箱中干燥2h后加入球磨机中混合球磨至比表面积为600～800m2/kg，得到胶凝材料。
[0230]
实施例54
[0231]
(1)将废弃的块状天然石材烘干后进行粉碎处理，待用；
[0232]
(2)将步骤(1)得到的石粉放入球磨机中进行预磨处理，使其比表面积达到700～800m2/kg，得到废弃天然石材石粉待用；
[0233]
(3)称取废弃天然石材石粉50kg，矿粉30kg，钢渣8kg，脱硫石膏8kg，铝酸钠1kg，ca(oh)21kg，氨基磺酸盐系高效减水剂0.2kg，置于50℃鼓风干燥箱中干燥2h后加入球磨机中混合球磨至比表面积为600～800m2/kg，得到胶凝材料。
[0234]
实施例55
[0235]
(1)将废弃的块状天然石材烘干后进行粉碎处理，待用；
[0236]
(2)将步骤(1)得到的石粉放入球磨机中进行预磨处理，使其比表面积达到700～800m2/kg，得到废弃天然石材石粉待用；
[0237]
(3)称取废弃天然石材石粉40kg，矿粉40kg，钢渣5kg，脱硫石膏10kg，铝酸钠1kg，koh 1kg，脂肪酸系高效减水剂0.8kg，置于50℃鼓风干燥箱中干燥2h后加入球磨机中混合球磨至比表面积为600～800m2/kg，得到胶凝材料。
[0238]
对比例12
[0239]
在实施例55的基础上设置对比例12，对比例12与实施例55的区别技术特征为不加入外加剂。其余的技术特征与实施例55相同。
[0240]
对比例13
[0241]
在实施例55的基础上设置对比例13，对比例13与实施例55的区别技术特征为不加入铝酸钠。其余的技术特征与实施例55相同。
[0242]
对比例14
[0243]
在实施例55的基础上设置对比例14，对比例14与实施例55的区别技术特征为不加入koh。其余的技术特征与实施例55相同。
[0244]
对比例15
[0245]
对比例15中采用市售标号为42.5的水泥作为胶凝材料。
[0246]
根据gb/t 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》将纯水泥和实施例53-55和对比例12-15所制备胶凝材料按标准胶砂配合比制备胶砂试条，用水量以胶砂流动度在180mm～200mm为准，并将胶砂试条水平放置于(20
±
1)℃水中养护至3d、7d和28d时分别进行胶砂试条的抗折强度和抗压强度测试。其结果如下表5所示：
[0247]
表5胶凝材料标准胶砂试条抗折和抗压强度测试表
[0248][0249][0250]
由表5中的实验数据可知，本发明提供了一种利用废弃天然石材制备胶凝材料的方法。由测试数据可知，本发明实施例53-55中所合成的胶凝材料所制备的胶砂试条的抗折强度以及抗压强度与对比例15中采用标号为42.5的硅酸盐水泥所制备的胶砂试条的抗折强度以及抗压强度相差不大，28天的抗压强度可达到40mpa左右。可见采用本发明的技术方案所制备的胶凝材料可以代替现有技术中的胶凝材料使用。对比例12中为未加入外加剂所制备的胶凝材料，对比例13为未加入铝酸盐所制备的胶凝材料，对比例14为未加入碱性激发剂所制备的胶凝材料。由测试结果可知对比例12-14所得到的胶凝材料所制备的胶砂试条的抗压强度和抗折强度均较低，仅为20mpa左右。因此不加入外加剂或者不加入外加剂中的铝酸盐或者碱性激发剂均会使所制备的胶凝材料强度不能达到使用要求。
[0251]
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。