[發(fā)明專(zhuān)利]一種高流態(tài)石膏基全固廢膠凝材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011413139.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112500108A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚洪波;杜超;馬保國(guó);李相國(guó);蹇守衛(wèi);黃健
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C04B28/14
• 分類(lèi)號(hào): C04B28/14;C04B24/26;C04B103/40;C04B18/14
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專(zhuān)利代理有限公司 42102
• 代理人: 閉釗;崔友明

本發(fā)明提供一種高流態(tài)石膏基全固廢膠凝材料及其制備方法，該高流態(tài)石膏基全固廢膠凝材料，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括以下組分：納微米改性磷石膏漿：40～45％，礦渣粉：40～45％，鋼渣粉：3.5～7.5％，分散穩(wěn)定劑：0.1～0.5％，余量為水。本發(fā)明的高流態(tài)石膏基全固廢膠凝材料，具有流變性能好，強(qiáng)度高等特點(diǎn)，其凈漿流動(dòng)度達(dá)到300mm以上，28d砂漿抗壓強(qiáng)度達(dá)到42.5MPa以上，其中，鋼渣粉可以完全取代水泥熟料，不僅節(jié)約了膠凝材料的用量，而且可大大降低總成本，另外，本發(fā)明所用原料基本均為固體廢棄物，既促進(jìn)了固廢的合理利用，又極大的節(jié)約了能源和資源。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及膠凝材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高流態(tài)石膏基全固廢膠凝材料及其制備方法。

背景技術(shù)

磷石膏是磷化工企業(yè)濕法生產(chǎn)磷酸的工業(yè)副產(chǎn)品，主要成分是CaSO₄·2H₂O，是化學(xué)工業(yè)中排放量最大的固體廢棄物之一，目前我國(guó)的磷石膏資源化利用率約20％，大量堆積的磷石膏造成了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，加快磷石膏的資源綜合利用已迫在眉睫。鋼渣是鋼鐵冶金工業(yè)的固體廢棄物，隨著當(dāng)今鋼鐵工業(yè)的不斷發(fā)展，鋼渣的數(shù)量也不斷增加，不僅占用了大量土地，給環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，而且給人民的生產(chǎn)和生活帶來(lái)了潛在危害。

作為水泥生產(chǎn)大國(guó)，我國(guó)每年生產(chǎn)的水泥總量占世界總產(chǎn)量60％左右，在水泥的生產(chǎn)過(guò)程中消耗了大量的能源和自然資源，同時(shí)排放出大量的有害氣體和粉塵。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)1t水泥熟料大約需要消耗1.5t石灰石，同時(shí)消耗大量的石油、煤炭等自然資源和電能，在此過(guò)程中，還會(huì)排放約1t CO₂以及大量的氮、硫氧化物，這些排放物是造成溫室效應(yīng)及酸雨現(xiàn)象的最大元兇，大大增加環(huán)境負(fù)荷并對(duì)自然環(huán)境及人身健康形成極大威脅。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種充分利用固體廢棄物的新思路，即以磷石膏為主要膠凝材料，鋼渣粉和礦渣粉作為摻合料，打造一種高流態(tài)石膏基全固廢膠凝材料。該膠凝材料全部使用固體廢棄物，不消耗水泥熟料，既促進(jìn)了固廢的合理利用，又極大的節(jié)約了能源和資源，而且相較于水泥基膠凝材料，本高流態(tài)石膏基全固廢膠凝材料后期強(qiáng)度基本不下降，流變性能和體積穩(wěn)定性略有提高。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種高流態(tài)石膏基全固廢膠凝材料，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括以下組分：納微米改性磷石膏漿：40～45％，礦渣粉：40～45％，鋼渣粉：3.5～7.5％，分散穩(wěn)定劑：0.1～0.5％，余量為水。

可選地，所述納微米改性磷石膏漿為通過(guò)以下方法制得的納微米改性磷石膏漿：

按照干基磷石膏∶鋼渣粉∶礦渣粉∶分散穩(wěn)定劑＝45∶(2～5)∶0.7∶(0.1～0.5)的質(zhì)量比和0.5的水固比，將磷石膏、鋼渣粉、礦渣粉和分散穩(wěn)定劑混合后進(jìn)行濕磨處理，直至漿體粒子的中值粒徑為5～10μm，得到納微米改性磷石膏漿。

可選地，所述濕磨處理的研磨體為氧化鋯研磨體，所述氧化鋯研磨體的級(jí)配為7mm∶5mm∶3mm∶1mm＝1∶2∶4∶3，且所述氧化鋯研磨體的質(zhì)量為所述干基磷石膏、所述鋼渣粉、所述礦渣粉和所述分散穩(wěn)定劑的總質(zhì)量的2倍。

可選地，所述濕磨處理的研磨轉(zhuǎn)速為400rpm，研磨時(shí)間為60min。

可選地，所述磷石膏為磷化化工副產(chǎn)石膏；所述磷石膏的含水率為16％～18％，二水石膏含量為90％～95％。

可選地，所述礦渣粉為S95級(jí)礦渣粉；所述鋼渣粉的比表面積為400～500m²/kg，中值粒徑為15～25μm。

可選地，所述分散穩(wěn)定劑為磷酸酯類(lèi)聚合物；所述磷酸酯類(lèi)聚合物的分子量為10000～30000，所述磷酸酯類(lèi)聚合物的分子結(jié)構(gòu)式為：

其中，m∶n∶p＝3.5∶1∶(0.1～0.2)。