[發(fā)明專利]一種摻低溫?zé)惩恋膹?fù)合膠凝材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610107575.2
• 申請(qǐng)日: 2016-02-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105753406A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫振平;曾文波;郭二飛;劉毅;唐曉博;張世杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B28/04
• 分類號(hào): C04B28/04;C04B20/04;C04B14/10
• 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)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種摻低溫?zé)惩恋膹?fù)合膠凝材料及其制備方法。

背景技術(shù)

在建筑材料的生產(chǎn)制造過(guò)程中，人們廣泛地使用著一種被稱之為活性混合材的材料。在水泥生產(chǎn)過(guò)程中，利用廢棄物混合材既可以減少水泥熟料用量，降低水泥生產(chǎn)成本，又能通過(guò)對(duì)廢棄物的再生利用，減少對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)還可以改善水泥的性能(如降低水化熱、增強(qiáng)抗蝕性以及抑制堿骨料反應(yīng)等)，使水泥產(chǎn)品能夠滿足不同場(chǎng)合的需求。

近年來(lái)，我國(guó)水泥產(chǎn)量連年增長(zhǎng)，2014年我國(guó)水泥產(chǎn)量達(dá)到24.67億t。如果按照35%的混合材摻加量計(jì)算，每年混合材的需求量將超過(guò)8.63億t，即使按照30%的摻加量計(jì)算，水泥混合材的需求量依然超過(guò)7億t。因此依靠工業(yè)廢棄物作為混合材的水泥行業(yè)很難獲得足夠數(shù)量的符合標(biāo)準(zhǔn)要求的資源。從我國(guó)礦渣和粉煤灰的資源特點(diǎn)來(lái)看，它們的數(shù)量不足以滿足水泥工業(yè)對(duì)混合材的需求，而且資源分布不均，礦渣多分布在大型鋼廠周?chē)勖夯叶鄶?shù)集中在煤炭產(chǎn)區(qū)，這與水泥企業(yè)的分散布局存在很大矛盾。因此，探索新的水泥混合材是水泥工業(yè)節(jié)能降耗和節(jié)約資源的重要課題。

我國(guó)是煤炭資源大國(guó)，同時(shí)也是煤系高嶺土資源十分豐富的國(guó)家。煤系高嶺土作為一種富含高嶺石的粘土，由于其特殊的形成條件，常含有一些有機(jī)質(zhì)，致使礦石呈灰色或黑色。這是導(dǎo)致煤系高嶺土難以直接利用的原因。通過(guò)低溫煅燒，煤系高嶺土中的有機(jī)質(zhì)被釋放，同時(shí)煤系高嶺土的活性也得到提高，這使煤系高嶺土用作水泥混合材成為可能。因此，開(kāi)發(fā)燒粘土類混合材替代部分水泥、礦渣粉和粉煤灰，制備復(fù)合膠凝材料，不僅能緩減礦渣和粉煤灰數(shù)量不足和分布不均的壓力，進(jìn)一步降低水泥用量，還能有效地利用煤系高嶺土，減輕環(huán)境負(fù)荷、提高廢棄物綜合利用率，降低生產(chǎn)成本。

本發(fā)明制備的復(fù)合膠凝材料以硅酸鹽水泥為主要膠凝材料，低溫?zé)惩痢⒌V渣粉和粉煤灰為輔助膠凝材料，并且加入石膏和膨脹劑對(duì)復(fù)合膠凝材料進(jìn)行改進(jìn)。其使用方便，施工簡(jiǎn)單，早期強(qiáng)度發(fā)展快、后期強(qiáng)度高、無(wú)收縮、抗?jié)B性和抗侵蝕性好，可以用于灌漿、砂漿及混凝土等建筑材料，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單、成本較低、廢棄物利用率高且性能較好的摻低溫?zé)惩恋膹?fù)合膠凝材料及其制備方法。

本發(fā)明提出的摻低溫?zé)惩恋膹?fù)合膠凝材料，由硅酸鹽水泥、低溫?zé)惩痢⒌V渣粉、粉煤灰、石膏和膨脹劑組成，各組分的重量比為：

硅酸鹽水泥100

低溫?zé)惩?0-50

礦渣粉5-25

粉煤灰5-25

石膏2-5

膨脹劑2-8

其中：所述低溫?zé)惩翞槊合蹈邘X土在550℃-600℃條件下煅燒，然后粉磨而成，其0.08mm方孔篩篩余量<8%，比表面積為(300-350)m²/kg。

各組份較佳的重量比為：

硅酸鹽水泥100

低溫?zé)惩?0-40

礦渣粉10-20

粉煤灰10-20

石膏3-4

膨脹劑4-6

本發(fā)明中，所述硅酸鹽水泥由硅酸鹽水泥熟料(摻4%石膏)經(jīng)粉磨制得，其0.08mm方孔篩篩余量為1%-4%，比表面積為(350-380)m²/kg。

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，所述粉煤灰為級(jí)高鈣粉煤灰，其游離氧化鈣含量≤3.0%，燒失量≤5.0%。

本發(fā)明中，所述石膏為電廠煙氣脫硫石膏在80℃以下干燥除去自由水的非煅燒的脫硫石膏。

本發(fā)明中，所述膨脹劑為UEA干粉膨脹劑。

本發(fā)明提出的一種摻低溫?zé)惩恋膹?fù)合膠凝材料的制備方法，具體步驟如下：

(1)低溫?zé)惩恋闹苽洌簩⒚合蹈邘X土破碎至10mm以下，置于容器中，放入箱式電爐，快速升溫至550℃-600℃，煅燒1小時(shí)，快速移出高溫區(qū)并用風(fēng)急冷，得到未粉磨的燒粘土；然后將冷卻后的燒粘土與石膏一起粉磨至比表面積為(300-350)m²/kg，即可制備出所需要的低溫?zé)惩粒?/p>

(2)按重量比例稱取硅酸鹽水泥、低溫?zé)惩痢⒌V渣粉、粉煤灰、石膏和膨脹劑，通過(guò)機(jī)械攪拌混合均勻后，即得所需產(chǎn)品。