科创中国
一种利用工业固体废弃物的自密实混凝土及其制备方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-12-11 15:38:34
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：“科创中国”水电绿色建造技术专业科技服务团| 董娇 | 2023-06-08 15:07:24
磷石膏是磷肥工业生产磷酸过程中的副产品,中国目前生产水平,每生产1吨磷酸,便会产生5吨磷石膏。磷石膏的主要成分是二水硫酸钙,含有磷酸、氟化物等可溶性杂质，一部分产地的磷石膏还具有铺等放射性元素。我国目前磷石膏的利用率低，磷石膏再利用经济效益低,大部分磷石音以堆放形式处置。磷石膏在堆放过程中不但大量占用土地，而且还会污染土壤、地下水和空气。现有的利用磷石膏等固废的混凝土达不到自密实混凝土工作性能的要求,根据《自密实混凝土应用技术规程》CECS 203:2006，自密实混凝土一般要求坍落扩展度在600mm~700mm，V漏斗通过时间5s~25s。本发明根据自密实混凝的工作性能要求提供了一种利用工业固体废弃物的自密实混凝土及其制备方法。
本发明利用磷石膏、矿渣粉、钢渣粉、硅酸盐水泥、石灰石粉、粉煤灰作为粉体材料配制出的自密实混凝土,坍落度超过250mm,坍落扩展度可以达到600mm~700mm,与已有混凝土相比，具有高流动性和高抗离析性能。本发明的材料中大量利用了磷石膏、矿渣和钢渣等固体废弃物,具有环保效益,同时进一步降低了自密实混凝土中硅酸盐水泥的用量,减少了工程成本。
本发明提出的自密实混凝土及制备方法具有混凝土水化温度低，地基稳定性好、节能环保等优点，尤其适合水工结构大体积混凝土以及基础设施建设；为本发明涉及的利用工业固体废弃物的自密实混凝土的的应用，也为磷石膏、矿渣、钢渣等固废的消耗提供了广阔的空间；且由于磷石膏水泥水花过程中石膏成分过剩，有利于抗硫酸盐腐蚀，非常适合港口、海堤等海岸建筑。
本团队由堆石混凝土发明人、清华大学水利系金峰教授领衔，周虎研究员等20余人组成，团队累计获得国家发明专利20余项，目前团队在堆石混凝土核心技术问题的深入研究已取得阶段性的成果，这些研究与工程实践为百米级堆石混凝土大坝的设计、施工奠定了技术基础。截至目前，团队的技术成果以在150余项工程中得以应用。
本发明具有节约人工，降低能耗，提高施工速度等优点。本项技术研发过程中累计投入100余万元，直接产生经济效益1000余万元。在当前基础上，未来将在固废回收利用、混凝土配比方面加大研发力度，计划后期将投入200万元助力自密实混凝土产能的提升。
本技术基于国家发明专利——一种利用工业固体废弃物的自密实混凝土及其制备方法，通过大量的工程实践，证明了该种混凝土在建筑工程中应用的可行性。在当前基础上，将持续技术优化和向着智能化方向发展。
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