專利名稱：無熟料免燒粉煤灰水泥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于用廢料生產(chǎn)水泥技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種無熟料免燒粉煤灰水泥。
粉煤灰是現(xiàn)代燃煤發(fā)電廠排出的廢料，數(shù)量極大，在各種工業(yè)廢渣中名列前矛。隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，粉煤灰的排放量與日俱增。我國從83年起，以平均每年400萬噸的速度增長。目前全國的粉煤灰年排放量已逼近1億噸。粉煤灰的顆粒細，重量輕，是世界各國公認的污染源。如此大量的粉煤灰，如不積極治理，對環(huán)境的污染極為嚴重。如能充分利用，則是量大易得的再生資源，因此世界各國都在積極開展對粉煤灰再生利用的研究，我國對粉煤灰的平均利用率約20-30％，目前全國每年還有70％左右的粉煤灰未能利用，即7000萬噸/年左右，這個數(shù)字相當驚人。利用粉煤灰生產(chǎn)水泥是人所共知的一種利用量大使用面廣的有效技術(shù)途徑，但是目前粉煤灰在水泥中的利用率仍很低，一般摻量為20-30％，能較多利用粉煤灰的砌筑水泥，其標號低，一般僅為124、175、225等低標號水泥，市場接受程度很低，難以大量生產(chǎn)。中國發(fā)明專利申請公開號CN1105344A(
公開日95年7月19日)，公開了一種“濕磨粉煤灰制無熟料水泥及其制品”專利申請，該專利申請公開了一種用濕粉煤灰制無熟料水泥，該水泥是將濕排粉煤灰經(jīng)磨細、儲存、自然脫水，再與磨細的石灰、石膏以及木質(zhì)素磺酸鈣的混合物進行充分混合后得到的一種低標號水泥(275#)。這種水泥，由于標號低，用途受到很大限制，生產(chǎn)過程又比較復(fù)雜、磨細的粉煤灰需經(jīng)過儲存、自然脫水，因此生產(chǎn)時間長，難于推廣使用。
本發(fā)明的目的是要提供一種使用粉煤灰量比例較大，生產(chǎn)過程簡單、成本低，強度高、免燒、不需摻熟料的粉煤灰水泥及制造方法。
本發(fā)明的目的是用以下方式來實現(xiàn)的。
本發(fā)明無熟料免燒粉煤灰水泥含有粉煤灰、礦渣、石灰、石膏，還含有鋼渣、外加劑助劑、復(fù)合固化劑，以上各組分物在水泥中的含量分別為(重量百分比)粉煤灰30-50％、礦渣20-36％、鋼渣14-22％、石灰+石膏5.2-7.5％、外加劑助劑1.5-2.5％、復(fù)合固化劑4.5-6％。所采用的外加劑助劑是含有萘系磺酸鹽減水劑10-25％、明礬20-40％、硫酸鈉和碳酸鈉40-70％(重量百分比)的混合物。所采用的復(fù)合固化劑是含有30-40％的硫鋁酸鈣、30-40％的硅酸鈉或硅酸鉀、10-20％的煅燒石膏、10-20％的尿素(重量百分比)的混合物。本發(fā)明無熟料免燒粉煤灰水泥與常規(guī)的粉煤灰硅酸鹽水泥不同，它不用硅酸鹽水泥熟料激發(fā)粉煤灰的活性，也不依靠硅酸鹽水泥熟料來增加強度，也不需要再煅燒來改進性能。而是采用冶金工業(yè)渣(如礦渣、鋼渣、錳渣、磷渣等)與粉煤灰搭配，構(gòu)成水泥基體，并用復(fù)合固化技術(shù)，輔以石灰、石膏、外加劑、助劑等聯(lián)合激發(fā)粉煤灰和冶金工業(yè)渣的活性，通過簡化的工藝制成粉煤灰水泥，其產(chǎn)品強度高，可穩(wěn)定生產(chǎn)425標號的水泥，粉煤灰用量大，能耗省、成本低、投資少、經(jīng)濟社會效益顯著。
本發(fā)明制造無熟料免燒粉煤灰水泥的方法，是將粉煤灰烘干，石灰和石膏破碎，然后按粉煤灰30-50％、礦渣20-36％、鋼渣14-22％、石灰+石膏5.2-7.5％、外加劑助劑1.5-2.5％、復(fù)合固化劑4.5-6％(重量百分比)的比例計量配料，之后混合研磨，研磨到達規(guī)定細度即可檢驗包裝、粉煤灰烘干后的水分＜1.5％，礦渣烘干后水分＜1％，鋼渣破碎后的粒度＜5mm、烘干后的水分＜1％，石灰和硬石膏破碎后的粒度＜10MM。在將配料后的混合物進行研磨時，其研磨細度控制在0.08MM篩余量3-4％之間。
本發(fā)明所使用的原料采用石灰激發(fā)和石膏激發(fā)并重的原則。鋼渣中游離氧化鈣(fcao)含量較高，應(yīng)充分利用fcao水化后的Ca(OH)2，既與粉煤灰中的活性SiO2和Al2O3作用，激發(fā)粉煤灰的活性，又與礦渣中的玻璃體作用，激發(fā)礦渣的活性，同時消除鋼渣中fcao過高的弊病。此外，還可根據(jù)配方情況，適量加入石灰，以加強對粉煤灰和鋼渣，礦渣堿性激發(fā)，加入的CaO與鋼渣中的fcao性質(zhì)不同，前者水化速度快，可參與水泥的早期反應(yīng)，后者煅燒溫度高，結(jié)構(gòu)致密，水化速度慢，在中后期參與反應(yīng)。同時采用組合石膏對粉煤灰和冶金渣進行石膏硫酸鹽激發(fā)，因不同種類的石膏具有不同的溶解速度，如二水石膏和半水石膏溶解很快，對早期有利。硬石膏溶解速度較慢，對中期礦物形成有利。煅燒石膏溶解緩慢，對后期強度有利。根據(jù)粉煤灰、鋼、礦渣強度發(fā)展狀況，采用合理的組合石膏是有效的方法。本發(fā)明中采用的復(fù)合固化劑參與激發(fā)粉煤灰和冶金渣的潛在活性，并促進石灰、石膏的激發(fā)效果。由此而可以取代硅酸鹽水泥熟料，并比水泥熟料的激發(fā)和增強效果更有效，在用量較少的情況下獲得較高的強度。外加劑助劑的成分主要為高效外加劑和微量化學助劑，是為滿足生產(chǎn)工藝、配方、材性等各種技術(shù)要求，能促進配方各組分之間的反應(yīng)，使所配物料易于研磨分散、凝結(jié)時間合理、早期強度發(fā)展較快等，以利生產(chǎn)和使用。
下面是本發(fā)明的不限定實施例。粉煤灰采用岳陽華能電廠的廢渣，屬II級灰，礦渣和鋼渣為湖南湘鋼和漣鋼的冶金渣。
1、化學成分(見表1)2、配料(見表2)3、生產(chǎn)工藝流程(見附

圖1)由本發(fā)明實施例的表2所列數(shù)據(jù)進行分析可知一、當粉煤灰用量分別為30％、35％、40％、礦、鋼渣含量合計分別為58％、53％、48％，其它外加成分合量均為12％，采用復(fù)合固化劑時，可以制得425粉煤灰水泥。隨著粉煤灰用量的增加，富余標號減少，但均達到425水泥強度指標(見C4、C5、C6三組)。
二、當粉煤灰用量為45％，礦、鋼渣合量為42％，其它外加成分為13％，采用復(fù)合固化劑時，可以制得325粉煤灰水泥，其抗壓、抗折強度富余量較大(見C13、C27二組)。
三、當粉煤灰用量為42％，礦、鋼渣合量為45％，其它外加成分為13％，采用復(fù)合固化劑時，可以制得425粉煤灰水泥，但富余標號較少，說明對該質(zhì)量的粉煤灰用量達425水泥極限(見C28組)。
四、當粉煤灰用量為50％、礦、鋼渣合量為34％，其它外加成分為16％，采用復(fù)合固化劑時，亦可制得325粉煤灰水泥，但富余標號較少，對該種質(zhì)量的粉煤灰，用量已達325水泥極限(見C30組)。
根據(jù)以上分析，可得出以下結(jié)論在不用硅酸鹽水泥熟料的情況下，僅采用粉煤灰與冶金渣配合，其總量達到84-88％時，加入性質(zhì)相宜的各種外加成分12-16％，可以制得無熟料免燒粉煤灰泥，根據(jù)粉煤灰質(zhì)量和用量不同，可生產(chǎn)不同標號的粉煤灰水泥。當采用II級粉煤灰，用量在42％以內(nèi)，可生產(chǎn)425號粉煤灰水泥，用量在42-50％，可生產(chǎn)325號粉煤灰水泥。
權(quán)利要求
1.一種無熟料免燒粉煤灰水泥，含有粉煤灰、礦渣、石灰、石膏，其特征在于還含有鋼渣、外加劑助劑、復(fù)合固化劑，以上各組分物在水泥中的含量分別為(重量百分比)粉煤灰30-50％、礦渣20-36％、鋼渣14-22％、石灰+石膏5.2-7.5％、外加劑助劑1.5-2.5％、復(fù)合固化劑4.5-6％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無熟料免燒粉煤灰水泥，其特征在于外加劑助劑是含有萘系磺酸鹽減水劑10-25％、明礬20-40％、硫酸鈉和碳酸鈉40-70％(重量百分比)的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無熟料免燒粉煤灰水泥，其特征在于復(fù)合固化劑是含有30-40％的硅酸鈉或硅酸鉀、10-20的煅燒石膏、10-20％的尿素(重量百分比)的混合物。
4.一種制造無熟料免燒粉煤灰水泥的方法，是將粉煤灰和礦渣烘干、鋼渣經(jīng)破碎后烘干，石灰和石膏破碎，然后按粉煤灰30-50％、礦渣20-36％、鋼渣14-22％、石灰+石膏5.2％-7.5％、外加劑助劑1.5-2.5％、復(fù)合固化劑4.5-6％(重量百分比)的比例配料，之后混合研磨，研磨到達規(guī)定細度即可檢驗包裝。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造無熟料免燒粉煤灰水泥的方法，其特征在于粉煤灰烘干后的水分＜1.5％，礦渣烘干后水分＜1％，鋼渣破碎后的粒度＜5mm、烘干后的水分＜1％，石灰和硬石膏破碎后的粒度＜10mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制造無熟料免燒粉煤灰水泥的方法，其特征在于將配料后的混合物進行研磨時，其研磨細度控制在0.08mm篩余量3-4％之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無熟料免燒粉煤灰水泥。該水泥含有粉煤灰、礦渣、石灰、石膏,還含有鋼渣、外加劑助劑、復(fù)合固化劑,各組分物在水泥中的含量分別為(重量百分比):粉煤灰30—50%、礦渣20—36%、鋼渣14—22%、石灰+石膏5.2—7.5%、外加劑助劑1.5—2.5%、復(fù)合固化劑4.5—6%。其制造方法是將粉煤灰和礦渣烘干、鋼渣經(jīng)破碎后烘干,石灰和石膏經(jīng)破碎,然后配料,研磨,就可得到粉煤灰水泥。水泥標號可達425以上,粉煤灰用量大,變廢為寶,消除粉煤灰對環(huán)境的污染。
文檔編號C04B7/24GK1172084SQ9611827
公開日1998年2月4日 申請日期1996年7月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月25日
發(fā)明者李建軍, 張耀倫, 陳丹, 周惠君, 蔡啡琳 申請人:長沙科倫高新技術(shù)開發(fā)研究所