[發明專利]一種以脫硫灰渣為原料的零水泥砂漿及其制備方法

在審

• 申請號: 202011167589.6
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112279609A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 張文艷;蘇發強;王帥;朱建平;馮春花;林華夏
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;劉素霞

本發明屬于建筑材料中砂漿領域，具體涉及一種以脫硫灰渣為原料的零水泥砂漿及其制備方法。本發明的脫硫灰渣為原料的零水泥砂漿，由以下重量份的原料制備得到：脫硫灰渣400～440份，高爐礦渣140～180份，再生骨料1080～1240份，硫酸鈣11.6～17.4份，氫氧化鈣33～35份，超塑化劑23.2～34.8份，水232～290份。本發明的零水泥砂漿具有較高的強度，符合建筑施工的需求，在降低成本的同時，還符合強度要求。

技術領域

本發明屬于建筑材料中砂漿領域，具體涉及一種以脫硫灰渣為原料的零水泥砂漿及其制備方法。

背景技術

國內大量燃燒煤炭，導致大量的SO₂排放。隨著科技水平的不斷提高，一種潔凈燃煤技術的半干法循環流化床出現并廣泛使用。脫硫灰渣是指含硫煤與固硫劑(一般是石灰石)以一定比例混合后在半干法循環流化床內經過850～900℃燃燒固硫后排出的固體廢棄物，脫硫灰渣中含有亞硫酸鈣、硫酸鈣、氧化鈣等。由于半干法循環流化床鍋爐的廣泛應用，產生大量脫硫灰渣，脫硫灰渣中的硫化物主要是亞硫酸鈣，倘若利用不合理，會導致SO₂再次釋放出來，造成二次污染；脫硫灰渣中還存在游離CaO，它可能會在試樣水化過程中引起體積不均勻膨脹，造成試樣安定性不良等問題，該廢渣因成分和性能的復雜性而大大限制了其有效的規模化利用。目前，大量脫硫灰渣以堆放形式存在，長期堆放也會因其內部的SO₂污染土地，占用土地的使用面積，利用率較低，有待于進行研究及合理利用。

國內大部分高樓大廈、橋梁、高速公路、各種電站以及其他建筑都在使用水泥，對水泥的需求量很高，價格方面也有所上漲；水泥的制造是造成大量CO₂排放的主要原因。因此，對于可替代水泥，制備低水泥砂漿，甚至零水泥砂漿的研究至關重要。

高爐礦渣是冶煉生鐵時從高爐中排出的一種廢渣。高爐熔渣用大量水淬冷后，可制成含玻璃體為主的細粒水渣，有潛在的水硬膠凝性能，在水泥熟料、石灰、石膏等激發劑作用下，顯示出水硬膠凝性能，是優質水泥原料。我國生產的水泥有70～80％摻用了不同數量的水渣。

再生骨料為由廢棄混凝土制備的骨料，生產和利用建筑垃圾再生骨料對于節約資源、保護環境和實現建筑業的可持續發展具有重要意義。

近幾年，脫硫灰渣的產量越來越多，但關于脫硫灰渣的應用研究并不太多，尤其是在砂漿方面的應用研究。申請公布號為CN102659365A的中國發明專利申請提出了一種將脫硫灰渣干拌砂漿的制備方法，該方法以水泥、脫硫灰渣、細骨料、保水增稠材料、早強減水劑、發泡劑和速凝劑為原料，先對早強減水劑、發泡劑和速凝劑混合均勻，再將水泥、脫硫灰渣、細骨料和保水增稠材料混合均勻，最后共同拌合均勻來制備脫硫灰渣干拌砂漿。該方法使用了大量水泥，導致生產成本較高，所制備試樣的抗壓強度仍較低；申請公布號為CN104909620A的中國發明專利申請提出了一種含有半干法脫硫灰的保溫砂漿及制備方法，該方法是以礦渣、鋼渣、保溫砂、半干法脫硫灰、水泥、添加劑為膠粉、PP(聚丙烯)纖維、纖維素醚、木質纖維和甲酸鈣為原料，先對半干法脫硫灰和鋼渣進行烘干和破碎，再將半干法脫硫灰、鋼渣、礦渣、水泥和添加劑進行混合攪拌，再加入以玻化微珠保溫砂每公斤85％～100％的水，再加入玻化微珠保溫砂進行混合攪拌來制備半干法脫硫灰的保溫砂漿。該方法利用的添加劑較多，生產過程較為復雜，也利用了水泥材料，這都導致生產成本較高，并且所制備試樣的抗壓強度較低。

上述方法都是利用半干法脫硫灰渣來制備砂漿，但是在砂漿的制備過程仍不可避免地以水泥為原料，不利于減排的需求，并且生產成本高、試樣強度低。

因此，需要提供一種針對上述現有技術不足的改進技術方案。

發明內容

本發明的目的在于提供一種以脫硫灰渣為原料的零水泥砂漿及其制備方法，以解決目前的砂漿以水泥為基本原料，不利于減排，并且生產成本高、試樣強度低的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：