以石灰廠廢料為原料的綠色生態(tài)水泥及其生產(chǎn)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種以石灰廠廢料為原料的綠色生態(tài)水泥及其生產(chǎn)方法，其包含以下重量份數(shù)的原料：石灰廠廢料45-60份；水泥熟料35-50份；復(fù)合活化劑0.04-0.07份；早強(qiáng)劑1-3份；水泥熟料是硅酸鹽水泥熟料；石灰廠廢料為碎石、片石、煤渣、熟化石灰、石灰渣、焙燒粘土和粘土；按重量份數(shù)將上述原料烘干，配料、粉磨和均化從而得到綠色生態(tài)水泥。本發(fā)明的以石灰廠廢料為原料生產(chǎn)綠色生態(tài)水泥的方法通過(guò)摻雜石灰廠廢料，減低熟料在水泥的比重，不但降低產(chǎn)品成本，提高了水泥的性能，而且大幅減低二氧化碳的排放量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】W石灰廠廢料為原料的綠色生態(tài)水泥及其生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水泥的生產(chǎn)方法，尤其涉及W石灰廠廢料為原料的綠色生態(tài)水泥 及其生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] cement-詞由拉了文caementum發(fā)展而來(lái)，是碎石及片石的意思。水泥的歷史最 早可追溯到古羅馬人在建筑中使用的石灰與火山灰的混合物，該種混合物與現(xiàn)代的石灰 火山灰水泥很相似。用它膠結(jié)碎石制成的混凝±，硬化后不但強(qiáng)度較高，而且還能抵抗淡水 或含鹽水的侵蝕。長(zhǎng)期W來(lái)，它作為一種重要的膠凝材料，廣泛應(yīng)用于建筑工程。1756年， 英國(guó)工程師J.斯米頓在研究某些石灰在水中硬化的特性時(shí)發(fā)現(xiàn)：要獲得水硬性石灰，必須 采用含有粘±的石灰石來(lái)燒制；用于水下建筑的碩筑砂漿，最理想的成分是由水硬性石 灰和火山灰配成。該個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)為近代水泥的研制和發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。1796年，英 國(guó)人J.帕克用泥灰?guī)r燒制出了一種水泥，外觀呈蹤色，很像古羅馬時(shí)代的石灰和火山灰 混合物，命名為羅馬水泥。因?yàn)樗遣捎锰烊荒嗷規(guī)r作原料，不經(jīng)配料直接燒制而成的，故 又名天然水泥。具有良好的水硬性和快凝特性，特別適用于與水接觸的工程。1813年，法 國(guó)的±木技師畢加發(fā)現(xiàn)了石灰和粘±按立比一混合制成的水泥性能最好。1824年，英國(guó)建 筑工人J.阿斯普下取得了波特蘭水泥的專(zhuān)利權(quán)。他用石灰石和粘±為原料，按一定比例配 合后，在類(lèi)似于燒石灰的立塞內(nèi)鍛燒成熟料，再經(jīng)磨細(xì)制成水泥。因?yàn)樗嘤不蟮念伾c 英格蘭島上波特蘭地方用于建筑的石頭相似，被命名為波特蘭水泥。它具有優(yōu)良的建筑性 能，在水泥史上具有劃時(shí)代意義。1907年，法國(guó)比埃利用鉛礦石的鐵機(jī)±代替粘±，混合 石灰?guī)r燒制成了水泥。由于該種水泥含有大量的氧化鉛，所W叫做"機(jī)±水泥"。1871年， 日本開(kāi)始建造水泥廠。1877年，英國(guó)的克蘭普頓發(fā)明了回轉(zhuǎn)爐，并于1885年經(jīng)蘭薩姆改革 成更好的回轉(zhuǎn)爐。1889年，中國(guó)河北唐山開(kāi)平煤礦附近，設(shè)立了用立塞生產(chǎn)的唐山"細(xì)綿 ±"廠。1906年在該廠的基礎(chǔ)上建立了啟新洋灰公司，年產(chǎn)水泥4萬(wàn)噸。1893年，日本遠(yuǎn) 藤秀行和內(nèi)海H貞二人發(fā)明了不怕海水的娃酸鹽水泥。20世紀(jì)，人們?cè)诓粩喔倪M(jìn)波特蘭水 泥性能的同時(shí)，研制成功了一批適用于特殊建筑工程的水泥，如高鉛水泥，特種水泥等。全 世界的水泥品種已發(fā)展到100多種，2007年水泥年產(chǎn)量約20億噸。中國(guó)在1952年制訂了 第一個(gè)全國(guó)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，確定水泥生產(chǎn)W多品種多標(biāo)號(hào)為原則，并將波特蘭水泥按其所含的 主要礦物組成改稱(chēng)為砍酸鹽水泥，后又改稱(chēng)為娃酸鹽水泥至今。2007年中國(guó)水泥年產(chǎn)量約 11億噸。
[0003] 水泥無(wú)處不在，我們被水泥所包圍。由于如火如茶的房地產(chǎn)建設(shè)，作為建筑基礎(chǔ)用 料的水泥的需求W每年超過(guò)6%的速度增長(zhǎng)，據(jù)報(bào)道，2010年世界各國(guó)共生產(chǎn)了 36億噸的水 泥，若將其全部?jī)A注于美國(guó)紐約州曼哈頓島上，將堆積成一個(gè)高達(dá)14米的巨型石柱；并且 在2050年該個(gè)數(shù)據(jù)將會(huì)再提高10億噸，那時(shí)全球水泥產(chǎn)量所堆積的巨石柱將會(huì)更高。可 W說(shuō)，水泥是世界上人類(lèi)使用的僅次于水的物質(zhì)。
[0004] 水泥，在行業(yè)內(nèi)有個(gè)代名詞叫"高能耗行業(yè)"。英國(guó)《衛(wèi)報(bào)》2010年公布的數(shù)據(jù)顯 示，每生產(chǎn)I噸普通水泥，就釋放出近I噸二氧化碳。水泥的生產(chǎn)占據(jù)了世界二氧化碳排放 量的5%，是全球航空業(yè)二氧化碳排放量的3-4倍。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種W石灰廠廢料為原料的綠色生態(tài)水泥及其生產(chǎn)方法，利 用了更多的廢棄材料，減低熟料在水泥的比重，從而大幅減低二氧化碳的排放量。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是： W石灰廠廢料為原料生產(chǎn)綠色生態(tài)水泥的方法，其包含W下重量份數(shù)的原料：石灰廠 廢料45-60份；水泥熟料35-50份；復(fù)合活化劑0. 04-0. 07份；早強(qiáng)劑1-3份； 所述的水泥熟料是娃酸鹽水泥熟料，采用標(biāo)號(hào)42. 5或52. 5。凡W娃酸巧為主的娃酸鹽 水泥熟料，5% W下的石灰石或?；郀t礦渣，適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，統(tǒng)稱(chēng)為 娃酸鹽水泥。國(guó)際上統(tǒng)稱(chēng)為波特蘭水泥。娃酸鹽水泥分兩種類(lèi)型，不慘加混合材料的稱(chēng)為 I型娃酸鹽水泥，代號(hào)P ? I ;慘加不超過(guò)水泥質(zhì)量5%的石灰石或?；郀t礦渣混合材料 的稱(chēng)為II型娃酸鹽水泥，代號(hào)P- II。
[0007] 娃酸鹽水泥的細(xì)度采用比表面積測(cè)定儀檢驗(yàn)，其比表面積應(yīng)大于300 Hf Ag,否則 為不合格品。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：娃酸鹽水泥的初凝時(shí)間不早于45min，否則為不合格品；終凝 時(shí)間不遲于390min，否則為不合格品。娃酸鹽水泥的體積安定性經(jīng)檢驗(yàn)必須合格，否則為不 合格品。娃酸鹽水泥根據(jù)3d和28d的抗壓強(qiáng)度分為H個(gè)強(qiáng)度等級(jí)即42. 5、52. 5、62. 5,每個(gè) 等級(jí)有兩個(gè)類(lèi)型即普通型與早強(qiáng)型(用R表示)。
[0008] 娃酸鹽水泥的主要礦物組成是：娃酸H巧、娃酸二巧、鉛酸H巧、鐵鉛酸四巧。 娃酸H巧決定著娃酸鹽水泥四個(gè)星期內(nèi)的強(qiáng)度；娃酸二巧四星期后才發(fā)揮強(qiáng)度作用，約一 年左右達(dá)到娃酸H巧四個(gè)星期的發(fā)揮強(qiáng)度；鉛酸H巧強(qiáng)度發(fā)揮較快，但強(qiáng)度低，其對(duì)娃酸鹽 水泥在1至3天或稍長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的強(qiáng)度起到一定的作用；鐵鉛酸四巧的強(qiáng)度發(fā)揮也較快，但強(qiáng) 度低，對(duì)娃酸鹽水泥的強(qiáng)度貢獻(xiàn)小。
[0009] 所述的石灰廠廢料為碎石、片石、煤渣、熟化石灰、石灰渣、賠燒粘±和粘±。
[0010] 所述的復(fù)合活化劑是將娃酸軸、硫酸軸、與蔡賴(lài)酸軸甲酵縮合物混合，加入催化劑 H異丙醇胺和硫酸巧配制而成；其中娃酸軸、硫酸軸、蔡賴(lài)酸軸甲酵縮合物、H異丙醇胺、硫 酸巧加入的重量比為15:10:5:2:5。由于其慘量低，不影響水泥各種性能規(guī)定值，可提高粉 磨效率，水泥強(qiáng)度，還可提高水泥漿體的密實(shí)性，滲透性，使砂漿流動(dòng)性好，粘結(jié)性強(qiáng)、不易 收縮、不易產(chǎn)生裂縫。
[0011] 所述的早強(qiáng)劑是按照木質(zhì)素、糖蜜酒精廢液干粉、CaO重量比為1:1:1，經(jīng)配料、均 化和粉磨的工藝過(guò)程，制備而成。慘加早強(qiáng)劑后可W縮短水泥的凝結(jié)時(shí)間，提高了水泥同齡 期的水化程度。
[0012] 生產(chǎn)方法包括W下步驟： a. 干燥；石灰廠廢料經(jīng)皮帶輸送機(jī)送至立式烘干機(jī)進(jìn)行烘干，烘干后石灰廠廢料經(jīng)提 升機(jī)送至石灰廠廢料倉(cāng)儲(chǔ)存，含水量小于2. 5% ; b. 磨粉；將步驟a所得干燥的石灰廠廢料用水泥磨機(jī)研磨，使其通過(guò)100目篩的通過(guò) 率達(dá)到95% W上，將得到的建筑垃圾和鋼渣尾粉W及準(zhǔn)備好的水泥熟料、復(fù)合活化劑和早 強(qiáng)劑按重量份數(shù)加入到水泥磨機(jī)中，向水泥磨機(jī)的內(nèi)部噴射霧化水，使磨粉過(guò)程的溫度控 制在90?12(TC，從水泥磨機(jī)磨頭處出來(lái)的物料即水泥，用提升機(jī)輸送入成品均化倉(cāng)中，通 過(guò)均化倉(cāng)底部產(chǎn)生的空氣均化后經(jīng)過(guò)包裝，得到散裝水泥。
[0013] 本發(fā)明的有益效果： 1、 本發(fā)明的W石灰廠廢料為原料的綠色生態(tài)水泥及其生產(chǎn)方法，能有效利用石灰廠廢 料，施工使用操作簡(jiǎn)便，易于控制質(zhì)量，具有較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益； 2、 本發(fā)明W石灰廠廢料為原料的綠色生態(tài)水泥的復(fù)合活化劑是W娃酸軸、硫酸軸、與 蔡賴(lài)酸軸甲酵縮合物混合，加入催化劑H異丙醇胺和硫酸巧配制而成，其中娃酸軸、硫酸 軸、蔡賴(lài)酸軸甲酵縮合物、H異丙醇胺、硫酸巧加入的重量比為15:10:5:2:5,從而可W使水 泥產(chǎn)量提高15%?30%，同時(shí)具有助磨的效果； 3、 本發(fā)明W石灰廠廢料為原料的綠色生態(tài)水泥的生產(chǎn)方法可W大幅度降低產(chǎn)品成本， 改善工作環(huán)境，并能明顯改善水泥的性能，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品可W長(zhǎng)期儲(chǔ)存； 4、 本發(fā)明的W石灰廠廢料為原料的綠色生態(tài)水泥加入了早強(qiáng)劑，按照木質(zhì)素、糖蜜酒 精廢液干粉、CaO重量比為1:1:1經(jīng)配料、均化和粉磨的工藝過(guò)程制備而成的，能夠加速水 泥水化、達(dá)到提高砂漿早期強(qiáng)度的效果。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 石灰廠廢料的主要成分為碎石、片石、煤渣、熟化石灰、石灰渣、未燒透的石灰石、 賠燒粘±和粘±。在石灰廢料場(chǎng)不同地段，不同層面，選取五組試樣，每組15千克。各組 過(guò)篩百分率如表1所示： 表1

【權(quán)利要求】
1. 以石灰廠廢料為原料生產(chǎn)的綠色生態(tài)水泥，其特征在于：包含以下重量份數(shù)的原 料：石灰廠廢料45-60份；水泥熟料35-50份；復(fù)合活化劑0. 04-0. 07份；早強(qiáng)劑1-3份； 所述的水泥熟料是硅酸鹽水泥熟料； 所述的石灰廠廢料為碎石、片石、煤渣、熟化石灰、石灰渣、未燒透的石灰石、焙燒粘土 和粘土。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以石灰廠廢料為原料生產(chǎn)的綠色生態(tài)水泥，其特征還在于， 所述的復(fù)合活化劑是將硅酸鈉、硫酸鈉、與萘磺酸鈉甲醛縮合物混合，加入催化劑三異丙醇 胺和硫酸鈣配制而成；其中硅酸鈉、硫酸鈉、萘磺酸鈉甲醛縮合物、三異丙醇胺、硫酸鈣加入 的重量比為15:10:5:2:5。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以石灰廠廢料為原料生產(chǎn)的綠色生態(tài)水泥，其特征還在于， 所述的早強(qiáng)劑是按照木質(zhì)素、糖蜜酒精廢液干粉、CaO重量比為1:1: 1，經(jīng)配料、均化和粉磨 的工藝過(guò)程，制備而成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以石灰廠廢料為原料生產(chǎn)的綠色生態(tài)水泥，其特征在于，生 產(chǎn)方法包括以下步驟： a. 干燥：石灰廠廢料經(jīng)皮帶輸送機(jī)送至立式烘干機(jī)進(jìn)行烘干，烘干后石灰廠廢料經(jīng)提 升機(jī)送至石灰廠廢料倉(cāng)儲(chǔ)存，含水量小于2. 5% ; b. 磨粉：將步驟a所得干燥的石灰廠廢料用水泥磨機(jī)研磨，使其通過(guò)100目篩的通過(guò) 率達(dá)到95%以上，將步驟a得到的石灰廠廢料以及準(zhǔn)備好的水泥熟料、復(fù)合活化劑和早強(qiáng)劑 按重量份數(shù)加入到水泥磨機(jī)中，向水泥磨機(jī)的內(nèi)部噴射霧化水，使磨粉過(guò)程的溫度控制在 90?120°C，從水泥磨機(jī)磨頭處出來(lái)的物料即水泥，用提升機(jī)輸送入成品均化倉(cāng)中，通過(guò)均 化倉(cāng)底部產(chǎn)生的空氣均化后經(jīng)過(guò)包裝，得到散裝水泥。
【文檔編號(hào)】C04B7/36GK104341114SQ201410504548
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】劉興東, 伍遠(yuǎn)蘭, 伍宇華 申請(qǐng)人:忻城縣紅運(yùn)水泥有限責(zé)任公司