本發(fā)明涉及硅酸鹽水泥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種不易開裂的生物灰硅酸鹽水泥及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
在我國，隨著再生能源循環(huán)利用受到全社會越來越多的重視，生物質(zhì)（主要是農(nóng)作物秸稈等）作為燃料替代傳統(tǒng)燃煤用于火力發(fā)電得到了快速推廣，而電廠的生物質(zhì)燃料余灰成了我國當(dāng)前排量逐年增多的工業(yè)廢料之一，這些余灰不僅污染環(huán)境，而且不加利用，也是浪費(fèi)資源。而水泥生產(chǎn)領(lǐng)域有著混合材的添加數(shù)量多，種類廣等特點(diǎn)，一般有各種粉煤灰、火山灰、硅灰、礦渣及其他各種材料等，但利用生物灰作為混合材還沒見過。
因此，若是能將各種棉梗、谷殼、桔桿、蘆葦梗、木宵、竹枝葉燃燒后的生物灰應(yīng)用到水泥的制備中，以解決現(xiàn)有技術(shù)中水泥成本較高、不易開裂性差、水泥易開裂的不足，顯得意義十分重大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種能充分利用棉梗、谷殼、桔桿、蘆葦梗等燃燒后的生物灰作為混合材添加的不易開裂的生物灰硅酸鹽水泥及其生產(chǎn)方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
一種不易開裂的生物灰硅酸鹽水泥，其特征在于，包括下述重量百分比組分配制而成：普通硅酸鹽水泥熟料55%～75%、脫硫石膏4%～8%、腐殖土4.5%～10.0%、生物灰7～15%、聚乙烯醇1-3%、碎石粉5-10%、沸石粉5%～8%。
上述組分還包括生物菌外加劑0.2%～1.0%。
所述腐殖土中二氧化硅的含量超過80%，而且腐殖土是微生物得以生存的營養(yǎng)環(huán)境。所述聚乙烯醇可以增加流動性及膠粘性。
所述生物菌外加劑為芽孢桿菌、光合細(xì)菌和巴斯德芽孢八疊球菌的混合外加劑，按重量計(jì)，芽孢桿菌：光合細(xì)菌：巴斯德芽孢八疊球菌=1～2：3～2：1。
所述光合細(xì)菌能夠捕捉空氣中的二氧化碳，能將二氧化碳變成碳酸根離子，而碳酸根離子可以跟鈣離子生成碳酸鈣，增強(qiáng)水泥的強(qiáng)度和密實(shí)度。
所述巴斯德芽孢八疊球菌是歐洲eco-cement研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功篩選出的耐惡劣環(huán)境的菌株。
上述不易開裂的生物灰硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：
（1）制備水泥基材料：按配方比重將普通硅酸鹽水泥熟料、脫硫石膏、腐殖土、生物灰、沸石粉通過微機(jī)控制送入水泥磨中，磨制出通用硅酸鹽水泥漿；
（2）接種：將芽孢桿菌、光合細(xì)菌和巴斯德芽孢八疊球菌分別接種至各自的培養(yǎng)基中，在恒溫培養(yǎng)箱振蕩培養(yǎng)；
（3）離心：將步驟（2）生長至穩(wěn)定期的菌株分別離心6～10min,離心轉(zhuǎn)速為3000～6000rpm；
（4）混合：將離心后所得濃度分別為1.0×106～1.0×108cell/ml、1.0×106～1.0×108cell/ml的芽孢桿菌液、光合細(xì)菌液和巴斯德芽孢八疊球菌液一起加入到步驟（1）的通用硅酸鹽水泥漿中，然后加入聚乙烯醇，攪拌混合，從而制得。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備的有益效果是：1、以生物灰代替部分水泥，廢物利用，也降低了成本；2、流動度可達(dá)200～290mm，能夠滲透到水泥環(huán)、地層和套管接頭的微細(xì)縫中，對于易漏層、垂直裂縫性地層或孔隙性地層，具備了良好的擠水泥、堵漏和充填微小空隙的作用，滿足了實(shí)際應(yīng)用需求；3、腐殖土及生物灰的配合，形成了阻隔液體滲入的膜，有效限制了液相在漿體中的運(yùn)動，滲透性降低；4、縮短了稠化時(shí)間及過渡時(shí)間；5、具有良好的韌性、多孔性、低密度的特點(diǎn)，使水泥在使用過程中水泥漿的密實(shí)性較強(qiáng)，增加抗腐蝕性，利于特殊環(huán)境中的施工；6、生物灰的加入，降低了導(dǎo)熱系數(shù)，增強(qiáng)了吸聲抗震能力；7、水化溫升較低，適用于大型混凝土工程；8、生物菌外加劑的加入，采用微生物礦化作用，在水泥漿內(nèi)部礦化形成方解石顆粒，增強(qiáng)水泥漿的密實(shí)度和強(qiáng)度，而且基于生物灰的水泥漿是生物菌很好的培養(yǎng)基。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在結(jié)合具體實(shí)施例，來對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。顯然，不能因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。下述實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，按照常規(guī)方法和條件，或按照商品說明書選擇。
實(shí)施例一
不易開裂的生物灰硅酸鹽水泥（強(qiáng)度等級42.5），由下述重量百分比組分配制而成：普通硅酸鹽水泥熟料69%、脫硫石膏4.5%、腐殖土8.5%、生物灰7%、聚乙烯醇1%、碎石粉5%、沸石粉5%。
生產(chǎn)方法：按配方比重將普通硅酸鹽水泥熟料、脫硫石膏、腐殖土、生物灰、碎石粉、沸石粉通過微機(jī)控制送入水泥磨中，磨制出通用硅酸鹽水泥漿，然后加入聚乙烯醇，從而制得。
本實(shí)施例生產(chǎn)的硅酸鹽水泥其物理性能詳見表一。
實(shí)施例二
不易開裂的生物灰硅酸鹽水泥（強(qiáng)度等級42.5），由下述重量百分比組分配制而成：普通硅酸鹽水泥熟料62.5%、脫硫石膏4.5%、腐殖土7.0%、生物灰9%、聚乙烯醇2%、碎石粉10%、沸石粉5%。
生產(chǎn)方法同實(shí)施例一。
本實(shí)施例生產(chǎn)的硅酸鹽水泥其物理性能詳見表一。
實(shí)施例三
不易開裂的生物灰硅酸鹽水泥（強(qiáng)度等級32.5），由下述重量百分比組分配制而成：普通硅酸鹽水泥熟料55.0%、脫硫石膏5%、腐殖土10.0%、生物灰12.0%、聚乙烯醇1%、碎石粉9.0%、沸石粉8.0%。
生產(chǎn)方法同實(shí)施例一。
本實(shí)施例生產(chǎn)的硅酸鹽水泥其物理性能詳見表一。
實(shí)施例四
不易開裂的生物灰硅酸鹽水泥（強(qiáng)度等級42.5），由下述重量百分比組分配制而成：普通硅酸鹽水泥熟料67%、脫硫石膏4%、腐殖土4.5%、生物灰12%、聚乙烯醇2%、碎石粉5%、沸石粉5%及生物菌外加劑0.5%。
生物菌外加劑為芽孢桿菌、光合細(xì)菌和巴斯德芽孢八疊球菌的混合外加劑，按重量計(jì)，芽孢桿菌：光合細(xì)菌、巴斯德芽孢八疊球菌=1：3：1。巴斯德芽孢八疊球菌是歐洲eco-cement研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功篩選出的耐惡劣環(huán)境的菌株。
生產(chǎn)方法包括如下步驟：
（1）制備水泥基材料：按配方比重將普通硅酸鹽水泥熟料、脫硫石膏、腐殖土、生物灰、沸石粉通過微機(jī)控制送入水泥磨中，磨制出通用硅酸鹽水泥漿；
（2）接種：將芽孢桿菌、光合細(xì)菌和巴斯德芽孢八疊球菌分別接種至各自的培養(yǎng)基中，在恒溫培養(yǎng)箱振蕩培養(yǎng)；
（3）離心：將步驟（2）生長至穩(wěn)定期的菌株分別離心6～10min,離心轉(zhuǎn)速為3000～6000rpm；
（4）混合：將離心后所得濃度分別為1.0×106～1.0×108cell/ml、1.0×106～1.0×108cell/ml、1.0×106～1.0×108cell/ml的芽孢桿菌液、光合細(xì)菌液和巴斯德芽孢八疊球菌液一起加入到步驟（1）的通用硅酸鹽水泥漿中，然后加入聚乙烯醇，攪拌混合，從而制得。
本實(shí)施例生產(chǎn)的硅酸鹽水泥其物理性能詳見表一。
實(shí)施例五
不易開裂的生物灰硅酸鹽水泥（強(qiáng)度等級42.5）組分，按重量百分比計(jì)：普通硅酸鹽水泥熟料64.8%、脫硫石膏4%、腐殖土5.0%、生物灰12%、碎石粉6%、沸石粉6%、聚乙烯醇2%及生物菌外加劑0.2%。
生物菌外加劑為芽孢桿菌、光合細(xì)菌和巴斯德芽孢八疊球菌的混合外加劑，按重量計(jì)，芽孢桿菌：光合細(xì)菌、巴斯德芽孢八疊球菌=2：2：1。巴斯德芽孢八疊球菌是歐洲eco-cement研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功篩選出的耐惡劣環(huán)境的菌株。
生產(chǎn)方法同實(shí)施例四。
本實(shí)施例生產(chǎn)的硅酸鹽水泥其物理性能詳見表一。
實(shí)施例六
不易開裂的生物灰硅酸鹽水泥（強(qiáng)度等級42.5），由下述重量百分比組分配制而成：普通硅酸鹽水泥熟料59%、脫硫石膏4%、腐殖土5.4%、生物灰15%、聚乙烯醇2%、碎石粉10%、沸石粉4%及生物菌外加劑0.6%。
生物菌外加劑為芽孢桿菌、光合細(xì)菌和巴斯德芽孢八疊球菌的混合外加劑，按重量計(jì)，芽孢桿菌：光合細(xì)菌、巴斯德芽孢八疊球菌=2：3：1。巴斯德芽孢八疊球菌是歐洲eco-cement研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功篩選出的耐惡劣環(huán)境的菌株。
生產(chǎn)方法同實(shí)施例四。
本實(shí)施例生產(chǎn)的硅酸鹽水泥其物理性能詳見表一。
實(shí)施例七
不易開裂的生物灰硅酸鹽水泥（強(qiáng)度等級42.5）組分，由以下重量百分比的原料配制而成：普通硅酸鹽水泥熟料65%、脫硫石膏5%、腐殖土5.8%、生物灰8%、碎石粉8%、沸石粉5%、聚乙烯醇3%、生物菌外加劑0.2%。
生物菌外加劑為芽孢桿菌、光合細(xì)菌和巴斯德芽孢八疊球菌的混合外加劑，按重量計(jì)，芽孢桿菌：光合細(xì)菌、巴斯德芽孢八疊球菌=2：3：1。巴斯德芽孢八疊球菌是歐洲eco-cement研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功篩選出的耐惡劣環(huán)境的菌株。
生產(chǎn)方法同實(shí)施例四。
本實(shí)施例生產(chǎn)的硅酸鹽水泥其物理性能詳見表一。
實(shí)施例八
不易開裂的生物灰硅酸鹽水泥（強(qiáng)度等級42.5）組分，由以下重量百分比的原料配制而成：普通硅酸鹽水泥熟料66.2%、脫硫石膏5%、腐殖土4.8%、生物灰12%、碎石粉5%、沸石粉4%、聚乙烯醇2%、生物菌外加劑1.0%。
生物菌外加劑為芽孢桿菌、光合細(xì)菌和巴斯德芽孢八疊球菌的混合外加劑，按重量計(jì)，芽孢桿菌：光合細(xì)菌、巴斯德芽孢八疊球菌=2：3：1。巴斯德芽孢八疊球菌是歐洲eco-cement研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功篩選出的耐惡劣環(huán)境的菌株。
生產(chǎn)方法同實(shí)施例四。
本實(shí)施例生產(chǎn)的硅酸鹽水泥其物理性能詳見表一。
下表一為實(shí)施例1至實(shí)施例8水泥的物理性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
表一：