[發(fā)明專(zhuān)利]一種以脫硫石膏為激發(fā)劑的水泥－礦渣粉膠凝體系

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810041791.7
• 申請(qǐng)日: 2008-08-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101343161A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫振平;龐敏
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C04B28/00
• 分類(lèi)號(hào): C04B28/00;C04B18/12;C04B22/14
• 代理公司: 上海正旦專(zhuān)利代理有限公司
• 代理人: 張磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以脫硫石膏為激發(fā)劑的水泥-礦渣粉膠凝體系。

背景技術(shù)

“十一五”期間重點(diǎn)發(fā)展經(jīng)濟(jì)，保證萬(wàn)元GDP能耗比2005年下降20％左右，萬(wàn)元工業(yè)增加值取水量下降35％，15種主要礦產(chǎn)資源產(chǎn)出的GDP提高20％左右；主要再生資源回收利用量提高65％以上，工業(yè)固體廢渣利用率提高到60％以上。在混凝土行業(yè)，要達(dá)到這一目標(biāo)，可通過(guò)提高礦物摻合料對(duì)水泥的替代率這一途徑，但由于大多數(shù)礦物摻合料的早期活性較低，導(dǎo)致膠凝體系早期強(qiáng)度較低，限制了其在砂漿(混凝土)的應(yīng)用。

與此同時(shí)，“十一五”環(huán)境規(guī)劃中國(guó)家對(duì)大型燃煤企業(yè)煙氣脫硫工程的投入加大，產(chǎn)生的工業(yè)副產(chǎn)品脫硫石膏的高效利用問(wèn)題引起人們的廣泛關(guān)注，若處置不當(dāng)，煙氣脫硫工程只是轉(zhuǎn)化了污染形態(tài)，并未從根本上解決二氧化硫的污染，且堆置起來(lái)將更加嚴(yán)重的污染土地、水源等寶貴資源。因此，如何資源化高效利用脫硫石膏成為解決二氧化硫污染的關(guān)鍵。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于脫硫石膏的資源化利用問(wèn)題大都從制作石膏制品的角度出發(fā)。而我國(guó)由于地域特點(diǎn)，對(duì)石膏產(chǎn)品的需求量不大，且天然石膏礦藏豐富，利用脫硫石膏生產(chǎn)制品的前景不佳，所以脫硫石膏利用率不高。而將脫硫石膏做為水泥添加劑、砂漿外加劑組分和復(fù)合摻合料的活性激發(fā)劑則是一種更高效的資源化利用途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種工程造價(jià)低、礦渣粉替代率高、早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度發(fā)展穩(wěn)定的以脫硫石膏為激發(fā)劑的水泥-礦渣粉膠凝體系。

本發(fā)明提出的水泥-礦渣粉膠凝體系，由水泥、礦渣粉和脫硫石膏組成，各組份的重量比為：

水泥????????????????10-40

礦渣粉??????????????60-90

脫硫石膏????????????2-15

其總重量滿足100％。

各組份較佳的重量比為：

水泥????????????20-30

礦渣粉??????????70-80

脫硫石膏????????5-10

其總重量滿足100％。

本發(fā)明的制備方法是：按前述各重量比例稱量各組份，將水泥、礦渣粉和脫硫石膏依次加入混合機(jī)中攪拌，時(shí)間為2-4分鐘，然后粉磨至細(xì)度為300目左右，得到所需產(chǎn)品。

本發(fā)明中，脫硫石膏為燃煤電廠煙氣脫硫后產(chǎn)生的廢棄物，主要成分為二水石膏，另外還有少量的半水石膏、碳酸鈣和一些可溶性鹽類(lèi)。脫硫石膏對(duì)水泥-礦渣粉膠凝體系中的礦渣粉有較好的激發(fā)作用。這一方面由于脫硫石膏中的二水石膏能促進(jìn)水泥熟料中C₃S礦物的水化，同時(shí)其可溶性雜質(zhì)離子及CaCO₃的存在有利于加速水泥的水化，這樣相對(duì)于未摻脫硫石膏的水化體系，增大了液相中Ca(OH)₂的濃度，為礦渣粉堿性激發(fā)提供了條件，促使礦渣粉進(jìn)行水化反應(yīng)；另一方面，體系中的脫硫石膏在堿性環(huán)境中，可直接與礦渣粉中的活性Al₂O₃反應(yīng)生產(chǎn)鈣礬石，對(duì)體系的強(qiáng)度有較大的貢獻(xiàn)。礦渣粉活性組分Al₂O₃與硫酸鈣的反應(yīng)消耗了大量的Ca(OH)₂，降低了其在液相中濃度，進(jìn)而促使水泥熟料進(jìn)一步水化。由此可見(jiàn)，脫硫石膏在水泥-礦渣粉膠凝體系中同時(shí)促進(jìn)了水泥和礦渣粉的水化，對(duì)礦渣粉的激發(fā)起到堿性激發(fā)和硫酸鹽激發(fā)的雙重效果。

本發(fā)明為細(xì)粉狀材料，在礦渣粉比例為60％-90％的情況下，早期力學(xué)性能即能達(dá)到P.O42.5級(jí)水泥的標(biāo)準(zhǔn)，且后期強(qiáng)度發(fā)展穩(wěn)定。使用本發(fā)明可制備綠色化程度很高的膠凝體系，且有效避免大摻量礦渣粉膠凝體系的早期強(qiáng)度發(fā)展緩慢，影響工程進(jìn)程和質(zhì)量的問(wèn)題。使用時(shí)，可按照普通硅酸鹽水泥的方法使用，具體用量及水灰比，通過(guò)試驗(yàn)確定。

本發(fā)明可供商品混凝土攪拌站、商品砂漿攪拌站使用，可適用于不同工程需要，尤其是海工混凝土工程和耐硫酸鹽砂漿工程。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

實(shí)施例1，以脫硫石膏為激發(fā)劑的水泥-礦渣膠凝體系，按重量比為：水泥30、礦渣粉65和脫硫石膏5配制而成。所得產(chǎn)物與水混合，當(dāng)水膠比為0.5時(shí)，此膠凝體系3d、7d和28d抗壓強(qiáng)度分別為：17.8MPa、34.2MPa和45.6MPa。60d強(qiáng)度可達(dá)58.6MPa。