[發(fā)明專利]一種以非煅燒脫硫石膏為主要成分的水硬性復(fù)合膠凝體系

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110084231.1
• 申請日: 2011-04-06
• 公開（公告）號: CN102199010A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫振平;黃暉皓;楊輝;劉警
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: C04B7/21
• 分類號: C04B7/21
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 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，具體涉及一種以非煅燒脫硫石膏為主要成分的水硬性復(fù)合膠凝體系。

背景技術(shù)

脫硫石膏又稱煙氣脫硫石膏（Flue?Gas?Desulphurization?Gypsum），是對含硫燃料（煤、油等）燃燒后產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行脫硫凈化處理而得到的工業(yè)副產(chǎn)石膏。脫硫石膏盡管主要成分與天然石膏基本相同，但天然石膏相比含水率較高(10%-15%)，且含有飛灰、有機(jī)碳、碳酸鈣、亞硫酸鈣以及硫酸鹽和氯化物組成的可溶性鹽等雜質(zhì)。

我國是世界第一大煤炭消費(fèi)國，且我國煤的含硫量普遍較高，煤炭燃燒將產(chǎn)生大量SO₂對大氣造成嚴(yán)重污染。而脫硫產(chǎn)生的脫硫石膏又帶來了很大的環(huán)境負(fù)擔(dān)。據(jù)統(tǒng)計，2000年我國脫硫石膏總產(chǎn)量已達(dá)到200萬t，2010年后我國脫硫石膏的年產(chǎn)量估計將超過2000萬t。由于工業(yè)廢氣脫硫石膏成分復(fù)雜，同時含有一定水分，而石膏礦相變化對溫度十分敏感，這為脫硫石膏的高效應(yīng)用帶來了很大難題。而另一方面我國建材業(yè)對石膏的需求量越來越大，而高品味的石膏儲藏量不大。如何優(yōu)化脫硫石膏資源利用結(jié)構(gòu)，平衡資源供求迫在眉睫。

目前市場上脫硫石膏的應(yīng)用較為廣泛，作為天然石膏的替代品，可以用作水泥緩凝劑、墻板材料，農(nóng)業(yè)土壤改良與修復(fù)、礦井回填、道路路基等。脫硫石膏在生產(chǎn)、加工和應(yīng)用的過程中，對人體健康和環(huán)境的有害作用較小。用脫硫石膏替代天然石膏生產(chǎn)各種石膏建材，不僅可以減少天然石膏的消耗量，減少礦山開采給環(huán)境帶來的負(fù)面影響，還可以形成脫硫石膏制品的新產(chǎn)業(yè)和新市場。

當(dāng)前脫硫石膏最主要的應(yīng)用途徑分為兩種：一種不煅燒時，脫硫石膏可以代替天然石膏用作硅酸鹽水泥的緩凝劑，復(fù)合摻合料的添加劑等；另一種經(jīng)煅燒后，生產(chǎn)建筑石膏或以建筑石膏為主要原料的粉刷石膏、石膏制品等。然而這兩種途徑并不能有效改善脫硫石膏利用受限制的局面，脫硫石膏作為外加劑摻入膠凝材料其用量很有限，不能大量地被消納，且在非煅燒情況下直接利用，其膠凝性很差，且硬化后強(qiáng)度不理想，耐水性也很差；而將廢石膏經(jīng)高溫煅燒后使用，雖膠凝性改善，但存在能耗高，制品強(qiáng)度不理想，耐水性仍然不理想等問題，且利用面也不廣。因此需開發(fā)出新的適合我國特色的、能更有效利用脫硫石膏的途徑。而將脫硫石膏納入膠凝體系，通過雙重激發(fā)作用與水泥等構(gòu)成復(fù)合膠凝體系可以實(shí)現(xiàn)脫硫石膏的大消納量、低能耗、高效的資源化利用目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種以非煅燒脫硫石膏為主要成分的水硬性復(fù)合膠凝體系。

本發(fā)明提出的一種以非煅燒脫硫石膏為主要成分的水硬性復(fù)合膠凝體系，由脫硫石膏、礦渣粉、粉煤灰、石灰、水泥和早強(qiáng)劑組成，各組份的重量比為：

脫硫石膏??????????????100

礦渣粉???????????????50-120

水泥?????????????????2.5-10

粉煤灰????????????????2-10

石灰??????????????????1-5

早強(qiáng)劑???????????????0.1-1。

各組份較佳的重量比為：

脫硫石膏??????????????100

礦渣粉????????????????70-110

水泥??????????????????3-10

粉煤灰????????????????3-10

石灰??????????????????1-4

早強(qiáng)劑???????????????0.1-0.8。

本發(fā)明中，所述脫硫石膏為電廠煙氣脫硫石膏在60^oC低溫下干燥除去自由水的非煅燒的脫硫石膏。

本發(fā)明中，所述礦渣粉為S95礦渣粉或S105礦渣粉中的一種。

本發(fā)明中，所述粉煤灰為II級高鈣粉煤灰或III級高鈣粉煤灰中的一種。

本發(fā)明中，所述水泥為42.5級普通硅酸鹽水泥或52.5級普通硅酸鹽水泥中的一種。

本發(fā)明中，所述早強(qiáng)劑為氯化鈉或氯化鈣中的一種。

本發(fā)明提出的以非煅燒脫硫石膏為主要成分的水硬性復(fù)合膠凝體系的制備方法，具體步驟為：按前述各重量比例稱取各組份，將脫硫石膏，礦渣粉，水泥，粉煤灰，石灰，早強(qiáng)劑通過機(jī)械干拌至均勻狀態(tài)。

本發(fā)明提出的以非煅燒脫硫石膏為主要成分的水硬性復(fù)合膠凝體系的使用方法，具體步驟如下：準(zhǔn)確稱取前述水硬性復(fù)合膠凝材料和水，先將水加入攪拌機(jī)，在攪拌機(jī)葉片轉(zhuǎn)動情況，再將復(fù)合膠凝材料勻速投入攪拌機(jī)。攪拌均勻后即可施工。加水量為本發(fā)明材料重量的20%-60%。