[發明專利]無熟料免燒粉煤灰地聚合水泥

無效

• 申請號: 200710050558.0
• 申請日: 2007-11-16
• 公開（公告）號: CN101182164A
• 公開（公告）日: 2008-05-21
• 發明（設計）人: 趙海君;嚴云;胡志華;盧忠遠
• 申請（專利權）人: 嚴云;趙海君
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B18/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明涉及到利用工業廢渣粉煤灰生產地聚合水泥的技術。具體為一種無熟料免燒粉煤灰地聚合水泥。

二、背景技術

眾所周知，硅酸鹽水泥生產過程能耗大、污染嚴重、資源沒有充分利用以及我國每年排放的粉煤灰達到2億t以上，其累計堆放量約為40億t，占地4～5萬公頃，加劇了對環境的污染，造成了能源和資源的巨大浪費，而我國的粉煤灰年利用率僅為30％～40％，且其中相當大的部分僅作為填充材料，沒有充分發掘粉煤灰這一寶貴的硅鋁資源價值；地聚合水泥的概念來源于法國教授Davidovits，他在對古建筑物的研究過程中發現，耐久性的古建筑物中有網絡狀的硅鋁氧化合物存在，這類化合物與一些構成地殼的物質結構相似，被稱為土壤聚合物(Geopolymer)。20世紀70年代末，Davidovits教授開發了一類新型的堿激活膠凝材料———地聚合水泥(GeopolymericCement，)。地聚合水泥是一種集早強、環保、耐久等優點于一體的新型綠色膠凝材料。近年來人們對地聚合水泥雖然進行了廣泛的研究，成果已經廣泛應用于建筑、耐火、防腐等多個工業部門，但研究的被激活材料大多集中于高嶺土(或偏高嶺土)和礦渣，對用粉煤灰生產地聚合水泥的研究相對較少，原因是高嶺土(或偏高嶺土)和礦渣的活性要比粉煤灰大，加之粉煤灰的質量受煤源及燃燒工況不同的影響，其礦物成分和活性變化相當大；在已發表的文章中，其結論相互矛盾之處也非常多；此外，目前人們還沒有對粉煤灰基地聚合水泥做更深入細致的研究探討，例如：粉煤灰的礦物組成(特別是其中CaO含量與玻璃體含量的差異)、不同細度、同一細度不同粒徑分布、不同活性激發方式以及不同養護制度等因素對其性能的影響。中國發明專利申請公開號CN1220978A中公開了一種“少熟料早強粉煤灰水泥”專利申請，該專利申請公開了一種用粉煤灰和水淬礦渣為主要原料，加上少量熟料及適量復合活化劑后直接混合磨細制成少熟料粉煤灰水泥，該水泥是將干或經烘干后含水量小于1％的粉煤灰，與烘干后的水淬礦渣以及破碎粒徑小于25mm的熟料以及由鋁酸鈣、復合堿、硅酸鈉、尿素、硫酸亞鐵等組成的，還包括活性氧化硅和氧化鈣以及組合石膏等成分的復合活化劑混合磨細后得到一種熟料粉煤灰水泥。這種水泥，消耗525標號水泥熟料和礦渣，以及使用活性氧化硅和氧化鈣，復合活化劑組成成分復雜，資源受到很大限制，同時粉煤灰產量小，其生產過程又比較復雜，粉煤灰和水淬礦渣需經過儲存、烘干脫水，因此生產時間長，難以推廣使用。中國發明專利申請公開號CN1173472A中又公開了“一種粉煤灰水泥混合材”專利申請，該專利申請公開了一種用粉煤灰、堿性激發劑(氫氧化鈣)和外加劑(硅酸鈉)生產無粉煤灰水泥混合材，該混合材粉煤灰使用量低，消耗525R水泥熟料和氫氧化鈣資源及硅酸鈉，成本較高，因此難以推廣應用。中國發明專利申請公開號CN1468824A中公開了一種“大摻量粉煤灰生產水泥的方法”專利申請，該專利申請公開了一種先生產粉煤灰聚合料再與破碎粉磨后的熟料粉磨，消耗石膏、熟料和礦渣等資源，粉煤灰摻量仍然不高，生產過程復雜，成本高，難以推廣應用。

三、發明內容：

本發明的目的是：針對硅酸鹽水泥生產帶來的負面影響和我國粉煤灰處理及地聚合水泥材料研究現狀，本發明提供了一種使用較大量低等級粉煤灰生產的地聚合水泥材料及其生產工藝，其生產過程簡單、成本低、強度高、免燒，不摻硅酸鹽水泥熟料、高嶺土等。

為了實現上述發明目的，本發明技術方案是：

本發明粉煤灰地聚合水泥含有低鈣粉煤灰、含鈣物質和堿性激發劑以及外加劑。以上各組分物在水泥中的含量分別為(質量百分比)：低鈣粉煤灰65～86％、含鈣物質4～20％、堿性激發劑10～18％(復合后模數約為0.8)，外加劑0～5％。

所謂低鈣粉煤灰，按照中華人民共和國國家標準GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》定義為粉煤灰，即由無煙煤或煙煤煅燒收集的粉煤灰，其氧化鈣含量一般不超過10％。目前我國電廠排放的90％以上的粉煤灰都為低鈣粉煤灰。

含鈣物質可以是石灰、磷石膏、磷渣、窯灰(CKD)、高爐礦渣、返燒石、鉻渣和鋼渣中的一種或者兩種以上的混合物。一般是磷渣和窯灰(CKD)等，或者是石灰。