[發(fā)明專利]一種單組分堿激發(fā)粉煤灰水泥

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810539636.1
• 申請(qǐng)日: 2018-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN108409171A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳文達(dá);吳愷云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B7/26
• 分類號(hào): C04B7/26;C04B7/36;C04B7/38;C04B28/02
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

本發(fā)明公開了一種單組分堿激發(fā)粉煤灰水泥，其所用原料按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為：粉煤灰70%?80%、固體氫氧化鈉12%?16%、固體氧化鎂3%?7%、固體氧化鈣5%?7%，其重量百分?jǐn)?shù)之和為100%。本發(fā)明單組分堿激發(fā)粉煤灰水泥制備工藝簡(jiǎn)單，成本較低，且其制備過(guò)程中不需經(jīng)煅燒，所得水泥腐蝕性低、穩(wěn)定性強(qiáng)，方便長(zhǎng)期存放，具有廣闊市場(chǎng)前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水泥材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單組分堿激發(fā)粉煤灰水泥。

背景技術(shù)

2017年全世界水泥產(chǎn)量是42億噸，中國(guó)占了24億噸，大部分為普通硅酸鹽水泥。硅酸鹽水泥CO₂排放約為15億噸，占人類活動(dòng)產(chǎn)生CO₂的8%。堿激發(fā)水泥指采用天然礦物或固體廢棄物及人工鋁硅化合物為原料，制備的硅氧四面體與鋁氧四面體三維網(wǎng)絡(luò)聚合凝膠體。堿激發(fā)水泥是低成本、高性能環(huán)保型材料，其可以礦渣和煤渣等固體廢棄物作為原料，且制備溫度低、工藝簡(jiǎn)單。此外，堿激發(fā)水泥抗酸與抗硫酸鹽性能好，耐熱性好，收縮、徐變低，強(qiáng)度高，可替代硅酸鹽水泥制備堿激發(fā)水泥混凝土。更重要的是，與普通硅酸鹽水泥相比，生產(chǎn)相同單位質(zhì)量的堿激發(fā)水泥，其CO₂排放量可減少81%。因此，堿激發(fā)水泥應(yīng)用于混凝土可顯著減少碳排放。

堿激發(fā)水泥按制備方式可分為雙組分堿激發(fā)水泥和單組分堿激發(fā)水泥。傳統(tǒng)堿激發(fā)水泥多采用雙組分方式進(jìn)行制備，即由堿激發(fā)溶液與固體鋁硅酸鹽原料兩個(gè)組分加水反應(yīng)得到。但在實(shí)際應(yīng)用中，雙組分堿激發(fā)水泥制備要準(zhǔn)備大量粘性高并且有腐蝕性和毒性的堿激發(fā)溶液，不利于安全生產(chǎn)。而單組分堿激發(fā)水泥是由鋁硅酸鹽原料和固體堿處理成一種組分的混合物，再直接加水反應(yīng)即可得到，且其應(yīng)用時(shí)與普通硅酸鹽水泥類似，直接加水、骨料、外加劑等就能拌制出堿激發(fā)混凝土。

專利（CN 102875041A）“一種低溫煅燒制備常溫養(yǎng)護(hù)單組分堿激發(fā)水泥的制備方法”和專利（CN 104446040A）“一種常溫養(yǎng)護(hù)復(fù)合單組分堿激發(fā)水泥的制備方法”介紹了采用煅燒硅鋁氧化物原料與堿激發(fā)劑的混合料而制備單組分堿激發(fā)水泥的內(nèi)容，但其能耗較高，且污染環(huán)境；專利（CN 106045433A）“一種單組分堿激發(fā)鎳渣水泥及其制備和使用方法”介紹了將不同原材料分別磨細(xì)后混合制備單組分堿激發(fā)水泥的內(nèi)容，但該方法只是簡(jiǎn)單的將原材料混合，難以解決堿激發(fā)物易吸收空氣中水分和其自身腐蝕性的問(wèn)題。因此，建立一種不需要煅燒、穩(wěn)定性高、安全的堿激發(fā)水泥將更具有工業(yè)化推廣前景和市場(chǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種單組分堿激發(fā)粉煤灰水泥，其腐蝕性低、穩(wěn)定性強(qiáng)，且制備方法簡(jiǎn)單，具有廣闊市場(chǎng)前景。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種單組分堿激發(fā)粉煤灰水泥，其所用原料按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為：粉煤灰70%-80%、固體氫氧化鈉12%-16%、固體氧化鎂3%-7%、固體氧化鈣5%-7%，各原料重量百分?jǐn)?shù)之和為100%。

所述單組分堿激發(fā)粉煤灰水泥的制備方法是先將粉煤灰回收、存放，避免粉煤灰與其它雜物混合或受到污染，然后將粉煤灰、固體氫氧化鈉、固體氧化鎂、固體氧化鈣按比例混合，球磨2h即得成品。

所述單組分堿激發(fā)粉煤灰水泥的使用方法，是將單組分堿激發(fā)粉煤灰水泥與其重量28%-38%的水?dāng)嚢杌旌虾筮M(jìn)行澆筑，待其凝結(jié)后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，即得堿激發(fā)混凝土。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）本發(fā)明有效利用粉煤灰，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)了其資源化再利用。

（2）粉煤灰和腐蝕性較強(qiáng)的固體堿激發(fā)劑之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鹽，從而可降低水泥的腐蝕性及易受潮性，并使所得水泥穩(wěn)定性強(qiáng)，方便長(zhǎng)期存放。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)簡(jiǎn)單混合制備的堿激發(fā)水泥存放不到一周就會(huì)受潮，而本發(fā)明制備的水泥存放2個(gè)月仍可保持干燥及穩(wěn)定。