專利名稱：一種用于粉煤灰建材的粉煤灰固結劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及建筑材料生產(chǎn)領域，尤其涉及一種用于粉煤灰建材的粉煤灰固結劑。
背景技術：
目前我國處于全面高速發(fā)展時期，各種工業(yè)發(fā)展迅速，帶動我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，但隨之也帶來了資源、能源短缺、環(huán)境污染等問題，節(jié)約資源和保護環(huán)境已經(jīng)成為我國的基本國策。我國是世界上少數(shù)幾個以煤作為主要能源的國家之一，煤在能源構成中占75%以上。 粉煤灰是火力發(fā)電廠煤粉鍋爐排出的粉狀煤灰，是工業(yè)固體廢棄物比較常見的一種。目前我國火力發(fā)電行業(yè)每年排放粉煤灰超過2億噸，但利用率僅為年排放量的3(Γ40%。隨著發(fā)電廠、城市供熱系統(tǒng)的增加，粉煤灰的排放量也將保持持續(xù)增長的趨勢。據(jù)估計到2020年， 我國粉煤灰的排放量將達到現(xiàn)在的3倍左右，再加上我國目前已有20億噸粉煤灰累計堆存量，總的堆存量將達到30多億噸。如此大量的粉煤灰如果不合理處理和利用，不僅會占用大量的土地存放，而且會造成地下水、空氣的污染，破壞生態(tài)平衡。粉煤灰作為電廠的固體排放物，其處理難度比較大，處理費用高，同時粉煤灰堆放對環(huán)境有危害，主要是占地及隨風飛揚，污染大氣和周圍環(huán)境。因此開展粉煤灰利用非常重要。目前國內(nèi)外很多企業(yè)致力于粉煤灰綜合利用的研究。在粉煤灰的綜合利用中主要是用于粉煤灰建材制品，但是由于粉煤灰的膠凝性和抗凍融性差，不耐久，易起灰砂，因而粉煤灰的用量相對較低。因此需要提供一種新的粉煤灰固結劑以解決目前生產(chǎn)的粉煤灰建材存在著干收縮率大、不抗凍的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述問題提出的一種用于解決目前生產(chǎn)的粉煤灰建材存在著干收縮率大、不抗凍的問題的粉煤灰固結劑，該粉煤灰固結劑適用于粉煤灰建材，可以作為粉煤灰建材制品的膠凝材料，可以解決粉煤灰建材在寒冷的北方地區(qū)使用的問題。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是
一種用于粉煤灰建材的粉煤灰固結劑，所述的粉煤灰固結劑的原料包括熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素，所述的熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數(shù)比為
熟料10 30
粒化高爐礦渣5(Γ70
石膏10 20
石灰5 15
晶核素2 5。進一步的，所述的熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數(shù)比為 熟料 10
?；郀t礦渣70石膏10
石灰15
晶核素5。進一步的，所述的熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數(shù)比為 熟料 30
?；郀t礦渣50
石膏20
石灰5
晶核素2。進一步的，所述的熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數(shù)比為 熟料 20
粒化高爐礦渣60
石膏15
石灰10
晶核素4。進一步的，所述的熟料為水泥熟料。一種粉煤灰砌塊，原料中包括粉煤灰和粉煤灰固結劑，所述的粉煤灰與粉煤灰固結劑的重量份數(shù)比80:20。一種粉煤灰標準磚，原料中包括粉煤灰和粉煤灰固結劑，所述的粉煤灰與粉煤灰固結劑的重量份數(shù)比85:15。一種粉煤灰地磚，原料中包括粉煤灰和粉煤灰固結劑、沙，所述的粉煤灰、粉煤灰固結劑和沙的重量份數(shù)比50:30:20。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比產(chǎn)生的有益效果是
1、本發(fā)明的粉煤灰固結劑可以增加粉煤灰在粉煤灰建材中的摻加量，促進粉煤灰的合理利用；
2、本發(fā)明的粉煤灰固結劑可以增強粉煤灰建材的抗凍能力，使用本發(fā)明的粉煤灰固結劑制成的粉煤灰建材干收縮率小，耐凍性能好；
3、本發(fā)明的粉煤灰固結劑配方中原料簡單易得，各原料之間協(xié)同作用，增強了對粉煤灰的固結能力。
具體實施方式

實施例1
一種用于粉煤灰建材的粉煤灰固結劑，所述的粉煤灰固結劑的原料包括熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素，所述的熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數(shù)比為
熟料10 30
粒化高爐礦渣5(Γ70
石膏10 20石灰5 15
晶核素2 5。所述的熟料是以石灰石、粘土和鐵質原料為主要原料，將該主要原料按適當比例配制成生料，燒至部分或全部熔融，并經(jīng)冷卻而獲得的半成品，主要成分是CaO、SiO2, Al2O3 和Fii2O3，并且熟料中的Ca0、Si02、Al203和Fii2O3不是以單獨的氧化物存在的，而是兩種或兩種以上的的氧化物經(jīng)高溫化學反應生成的多種礦物的集合體。?；郀t礦渣是在高爐冶煉生鐵時，所得到的以硅酸鹽與硅鋁酸鹽為主要成分的熔融物，經(jīng)淬冷成粒后得到的，主要以無定形的玻璃體結構為主，含少量的結晶型礦物。石膏是單斜晶系礦物，主要化學成分是硫酸鈣(CaS04)。石膏是一種用途廣泛的工業(yè)材料和建筑材料?？捎糜谒嗑從齽?、石膏建筑制品、模型制作、醫(yī)用食品添加劑、硫酸生產(chǎn)、紙張?zhí)盍?、油漆填料等。石灰一種以氧化鈣為主要成分的氣硬性無機膠凝材料，一般是用石灰石、白云石、 白堊、貝殼等碳酸鈣含量高的原料，經(jīng)900 1100°C煅燒而成。晶核素是一種經(jīng)過高溫煅燒的無機非金屬材料，主要由含有CaO、Si02、A1203、 Fe2O3的原材料按適當配比研磨成粉，經(jīng)高溫煅燒至部分熔融所得的水硬性膠凝材料。將熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素按照一定的配比制成粉煤灰固結劑，各原料之間協(xié)同作用，其中晶核素對礦渣等的活性具有誘導作用，可以激發(fā)其他原料的活性， 使其形成晶化導向劑。本發(fā)明是將晶核理論應用于粉煤灰建材，粉煤灰固結劑和粉煤灰在水化過程中產(chǎn)生晶核定向積聚，加快晶體發(fā)育，使其快速形成致密晶體，由此使固結后的粉煤灰建材具有更高的強度和更好的穩(wěn)定性。本實施例中，所述的熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素均為市售，原料應當符合國標要求。所述的粉煤灰固結劑的制備方法是
(1)將上述原料熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素分別經(jīng)破碎機破碎至直徑 ^ 3mm的顆粒；
(2)將粉碎后的原料顆粒按上述重量份數(shù)比混合，然后混磨；混磨至細度到 0. 08mm，方孔篩篩余彡3%即為成品，混磨所采用的設備為球磨機。1、實驗方法
粉煤灰試樣制備分別按照粉煤灰固結劑與粉煤灰重量份數(shù)比為1 2.5;1 3; 1 4；1 5四種配比，試樣分別編號為1#、2#、3#和4#。加水攪拌均勻，擠壓成直徑50讓、 高50mm的試塊。試樣在養(yǎng)護箱內(nèi)靜置M小時后，在蒸汽中蒸養(yǎng)10小時(溫度95°C 士 2°C )， 取出后在室內(nèi)放置1天后檢測其單軸無側限抗壓強度。做抗凍性試驗的試樣在_15°C冰室中凍5小時后取出，然后在20°C水中浸泡3小時后為一個循環(huán)，經(jīng)15次循環(huán)后檢測其抗壓強度與對照組對比。單軸無側限抗壓強度試樣制備及強度檢測方法依據(jù)JTJ 051-93《公路土工試驗規(guī)程》。2、實驗數(shù)據(jù)
按照上述方法的試驗結果列入下表。
5
通過上表可以看出，對粉煤灰試件在凍融前后的強度比較，試件的強度不但不降低，反而有一定程度的升高。固結劑與粉煤灰配比為1:2. 5時，試件1#的強度增長6% ；配比為1:3時，試件2#的強度增長5% ；配比為1:4,1:5時，試件的強度增長超過14%，根據(jù)國家相關標準，凍融后試件強度在一定的損失范圍內(nèi)均視為合格。因此，本發(fā)明的粉煤灰固結劑可以增強粉煤灰建材的抗凍能力。實施例2
本實施例是在實施例1的基礎上進行的改進，本實施例中與實施例1相同的部分，請參照實施例1中公開的內(nèi)容進行理解，實施例1公開的內(nèi)容也應當作為本實施例的內(nèi)容，此處不作重復描述。所述的熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數(shù)比為
熟料10
?；郀t礦渣70
石膏10
石灰15
晶核素5。本實施例中，熟料來自北京雙山水泥熟料有限公司銷售分公司，?；郀t爐渣來自首鋼礦渣，石膏和石灰均為市售產(chǎn)品，晶核素是北京恒生然建材科技有限公司的產(chǎn)品，目前市場上有售。試驗方法與實施例1相同。實驗數(shù)據(jù)見下表
權利要求
1.一種用于粉煤灰建材的粉煤灰固結劑，其特征在于所述的粉煤灰固結劑的原料包括熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素，所述的熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數(shù)比為熟料10 30?；郀t礦渣5(Γ70石膏10 20石灰5 15晶核素2 5。
2.根據(jù)權利要求1所述的粉煤灰固結劑，其特征在于所述的熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數(shù)比為熟料10?；郀t礦渣70石膏10石灰15晶核素5。
3.根據(jù)權利要求1所述的粉煤灰固結劑，其特征在于所述的熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數(shù)比為熟料30?；郀t礦渣50石膏20石灰5晶核素2。
4.根據(jù)權利要求1所述的粉煤灰固結劑，其特征在于所述的熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數(shù)比為熟料20?；郀t礦渣60石膏15石灰10晶核素4。
5.根據(jù)權利要求1、任一所述的粉煤灰固結劑，其特征在于所述的熟料為水泥熟料。
6.一種粉煤灰砌塊，原料中包括粉煤灰和權利要求1所述的粉煤灰固結劑，其特征在于所述的粉煤灰與粉煤灰固結劑的重量份數(shù)比80:20。
7.一種粉煤灰標準磚，原料中包括粉煤灰和權利要求1所述的粉煤灰固結劑，其特征在于所述的粉煤灰與粉煤灰固結劑的重量份數(shù)比85:15。
8.一種粉煤灰地磚，原料中包括粉煤灰和權利要求1所述的粉煤灰固結劑、沙，其特征在于所述的粉煤灰、粉煤灰固結劑和沙的重量份數(shù)比50:30:20。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于粉煤灰建材的粉煤灰固結劑，所述的粉煤灰固結劑包括熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素，所述的粉煤灰固結劑是由上述各原料按一定的重量份數(shù)比制備而成。本發(fā)明的粉煤灰固結劑可以增加粉煤灰在粉煤灰建材中的摻加量，促進粉煤灰的合理利用；使用本發(fā)明的粉煤灰固結劑可以增強粉煤灰建材的抗凍能力，制成的粉煤灰建材干收縮率小，耐凍性能好。
文檔編號C04B18/08GK102557502SQ20111041104
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權日2011年12月12日
發(fā)明者劉文振, 劉文永, 鄒晨峰 申請人:北京恒生然建材科技有限公司