[發(fā)明專利]一種高活性煤矸石摻合料的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110016839.4
• 申請(qǐng)日: 2021-01-07
• 公開（公告）號(hào): CN112645622A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王軍;郭照恒;楊文;祝小靚;賴航;宋文靜;麻鵬飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中建西部建設(shè)建材科學(xué)研究院有限公司;中建西部建設(shè)股份有限公司
• 主分類號(hào): C04B22/14
• 分類號(hào): C04B22/14;C04B20/04
• 代理公司: 北京中索知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11640
• 代理人: 唐亭

本發(fā)明公開了一種高活性煤矸石摻合料的其制備方法，包括以下步驟：S1：以煤矸石為原料，將其預(yù)磨成粉；S2：將80～90％的煤矸石粉與5～15％的氧化鈣和5～15％的石膏進(jìn)行干混、濕混；S3：將濕混后的產(chǎn)物在70?90℃條件下蒸養(yǎng)4～8小時(shí)，將蒸養(yǎng)后的產(chǎn)物在600～900℃條件下煅燒1～4小時(shí)；S4：待煅燒后的產(chǎn)物自然冷卻后將其研磨成粉，得到所述高活性煤矸石摻合料。本發(fā)明制備得到的煤矸石摻合料具有較高活性，能夠滿足不同齡期的水泥基材料對(duì)活性的要求，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高活性煤矸石摻合料的制備方法。

背景技術(shù)

煤矸石是煤炭開采和洗選的副產(chǎn)物，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源消費(fèi)的增長(zhǎng)，煤炭的用量迅速增加，煤矸石的產(chǎn)量也逐年增加。煤矸石堆積、利用不合理，造成了大量土地占用、資源浪費(fèi)和環(huán)境污染等問題。中國(guó)作為世界上三大煤炭消費(fèi)大國(guó)之一，每年耗費(fèi)大量煤炭資源，同時(shí)也產(chǎn)生較多的煤矸石。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)煤矸石產(chǎn)量累計(jì)已超過70億噸，并仍在以每年3～3.5億噸的速度增長(zhǎng)。煤矸石中含有大量硅鋁質(zhì)礦物，其SiO₂和Al₂O₃含量分別達(dá)到30％～60％、15％～40％，是在建筑材料領(lǐng)域可應(yīng)用的資源。

從化學(xué)組成考慮，煤矸石的高SiO₂和Al₂O₃的低鈣組成與硅酸鹽水泥熟料的高鈣組成能形成互補(bǔ)，從而能有效地改善硅酸鹽水泥的性能。但是，將未經(jīng)任何方法處理的未活化煤矸石，直接作為混凝土摻合料使用，將對(duì)混凝土的性能帶來不利的影響。為活化或者活化后活性較低煤矸石將會(huì)造成混凝土強(qiáng)度較低，性能發(fā)展緩慢，混凝土力學(xué)性能和耐久性降低，對(duì)其作為構(gòu)件造成較大隱患。

目前對(duì)于煤矸石基摻合料的研究中，多為和CaO、石膏等復(fù)合，對(duì)含煤矸石復(fù)合材料進(jìn)行煅燒提高活性，如CN 102167532A(混凝土摻和料及煅燒煤矸石制備混凝土摻和料的方法)，提出使用煤矸石、石灰石、石膏和螢石進(jìn)行混合煅燒的工藝，制備高活性煤矸石復(fù)合摻合料，但是該制備方法需水量比較大。CN 106316178A(混凝土用礦物摻合料I級(jí)復(fù)合粉煤灰及其制作方法)中使用燒透煤矸石、高爐渣、轉(zhuǎn)爐渣和碎硅石進(jìn)行混合粉磨，所制備I級(jí)復(fù)合粉煤灰需水量較低，但是活性未知，且其中煤矸石占比較小，對(duì)煤矸石資源化利用貢獻(xiàn)較小。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明旨在提供一種高活性煤矸石摻合料的制備方法，制備得到的煤矸石摻合料煤矸石占比較高，同時(shí)活性高，能夠滿足不同施工要求的混凝土使用，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種高活性煤矸石摻合料的制備方法，包括以下步驟：S1：以煤矸石為原料，將其預(yù)磨成粉；S2：將80～90％的煤矸石粉與5～15％的氧化鈣和5～15％的石膏進(jìn)行干混、濕混；S3：將濕混后的產(chǎn)物在70-90℃條件下蒸養(yǎng)4～8小時(shí)，將蒸養(yǎng)后的產(chǎn)物在600～900℃條件下煅燒1～4小時(shí)；S4：待煅燒后的產(chǎn)物自然冷卻后將其研磨成粉，得到所述高活性煤矸石摻合料。

作為優(yōu)選，所述煤矸石預(yù)磨成粉后的比表面積大于等于200m²/kg。

作為優(yōu)選，所述石膏為無(wú)水石膏、半水石膏、二水石膏、磷石膏、脫硫石膏中的一種或多種。

作為優(yōu)選，將煤矸石粉與氧化鈣和石膏進(jìn)行濕混時(shí)，以0.1-0.25的水粉比進(jìn)行濕混5-20分鐘。

作為優(yōu)選，采用噴霧的形式將煤矸石粉與氧化鈣和石膏進(jìn)行濕混。

作為優(yōu)選，蒸養(yǎng)后的產(chǎn)物在進(jìn)行煅燒前，先在成球機(jī)中進(jìn)行成球，然后再將球形混合物進(jìn)行煅燒。

作為優(yōu)選，所述球形混合物的粒徑為5-20mm。

作為優(yōu)選，所述高活性煤矸石摻合料的比表面積大于等于350m²/kg。