專利名稱：：濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于建筑材料類，具體涉及一種高活性礦物摻合料漿及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，我國(guó)工業(yè)固體廢棄物的生成量日益增多，給經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及環(huán)境造成了嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)。到目前，我國(guó)粉煤灰堆存累積量已達(dá)13多億噸，占地50多萬(wàn)畝。粉煤灰的收塵工藝主要有干排與濕排2種，但大多數(shù)火力發(fā)電廠為了便于貯運(yùn)、避免揚(yáng)灰，一般采取干收濕排或濕收濕排的方法。而濕排粉煤灰因其玻璃體早期活性低、反應(yīng)慢，且含水率較高，成分組成波動(dòng)較大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。目前利用濕排粉煤灰的研究多集中在制備水泥混合材、混凝土摻合料、部分耐水要求不高的基礎(chǔ)填充工程等，但存在利用率低、耗能費(fèi)用高、制品質(zhì)量差等問題。電石渣的主要特點(diǎn)在于其Ca(OH)2、CaO的含量高達(dá)65%以上，含水率較高(經(jīng)陳化后含水率仍達(dá)40%)，成為制約其資源化利用的關(guān)鍵問題。目前利用電石渣的研究多集中替代石灰石生產(chǎn)水泥熟料，但存在性能不穩(wěn)定，耗能費(fèi)用較高等問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種低成本、高利廢率、高活性的濕濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿及其制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿，其特征在于它由濕排粉煤灰、電石渣、改性劑和水經(jīng)濕磨制漿而成；各組分所占質(zhì)量份數(shù)為濕排粉煤灰固含量65—75、電石渣固含量22—34、改性劑1—3、水80—100，所述的水包含濕排粉煤灰和電石渣中水的質(zhì)量；所述濕排粉煤灰含水率25_35%(質(zhì)量)，游離氧化鈣含量《2.5%(質(zhì)量)，三氧化硫含量《3%(質(zhì)量)，含碳量《12%(質(zhì)量)，勃氏比表面積為350-400m7Kg;所述電石渣為含水率40—50%(質(zhì)量)，電石渣干燥基中的氫氧化鈣含量為65—75%(質(zhì)量)，勃氏比表面積為900-1000m7Kg;所述電石渣干燥基為電石渣經(jīng)干燥后的物質(zhì)；所述改性劑由增強(qiáng)劑和表面改性劑組成，各組分所占改性劑質(zhì)量百分比增強(qiáng)劑30—40%、表面改性劑60—70%。所述增強(qiáng)劑為Na2C03或三乙醇胺；所述表面改性劑為高效萘系減水劑或聚羧酸系減水劑。上述濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿的制備方法，其特征在于它包括如下步驟l)原料選取及預(yù)處理選取濕排粉煤灰及電石渣，測(cè)定濕排粉煤灰及電石渣的實(shí)際含水率，分別陳化48小時(shí)后備用；所述濕排粉煤灰含水率25—35%(質(zhì)量)，游離氧化f丐含量《2.5%(質(zhì)量)，三氧化硫含量《3%(質(zhì)量)，含碳量《12%(質(zhì)量)，勃氏比表面積為350-400m7Kg;所述電石渣為含水率40—50%(質(zhì)量)，電石渣干燥基中的氫氧化鈣含量為65—75%(質(zhì)量)，勃氏比表面積為900-1000m7Kg;2)改性劑配制按各組分所占改性劑質(zhì)量百分比增強(qiáng)劑30—40%、表面改性劑60—70%，選取增強(qiáng)劑和表面改性劑，將增強(qiáng)劑和表面改性劑混合，得改性劑，備用；3)按各組分所占質(zhì)量份數(shù)為濕排粉煤灰固含量65_75、電石渣固含量22_34、改性劑1一3、水80—100，所述的水包含濕排粉煤灰和電石渣中水的質(zhì)量，選取濕排粉煤灰、電石渣、改性劑和水；將濕排粉煤灰、電石渣、改性劑和水混合經(jīng)濕磨10—20min，得濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿產(chǎn)品。本發(fā)明濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿各組分的主要作用為濕排粉煤灰由于其本身含有較高含量的Si02和AlA，在采用物理和化學(xué)激發(fā)共同作用下，有水化產(chǎn)物水化硅酸鈣和鈣砜石等晶體生成，可以替代部分膠凝材料。電石渣由于其本身具有較高含量的Ca(0H)2，且其顆粒比表面積較大，可為濕排粉煤灰的早期活性激發(fā)提供堿性環(huán)境，發(fā)揮此兩種固體廢棄物的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)效應(yīng)。增強(qiáng)劑選用Na2C03或三乙醇胺(TEA)等，一方面可激發(fā)粉煤灰活性，用于提高體系早期強(qiáng)度及早期水化程度；另一方面有助磨作用，可提高濕磨效率及效果。表面改性劑選用聚羧酸系或高效萘系減水劑等，用于改善料漿物理性能，包括助磨性、料漿流動(dòng)性、穩(wěn)定性及分散性等。本發(fā)明濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿激發(fā)機(jī)理分析1、物理激發(fā)機(jī)理在濕排粉煤灰濕磨及放置過程中，由于金屬離子的溶出和Si—O鍵斷裂，粉煤灰粒子表面可形成一層多孔的高硅膜，使得其粒子表面的聚合度降低，有利于加快粉煤灰顆粒的二次水化反應(yīng)。2、化學(xué)激發(fā)機(jī)理濕排粉煤灰中的Si02、Al20:,等具有一定的化學(xué)活性，但其早期活性較差，堿性環(huán)境可以激發(fā)其早期活性，使其進(jìn)行水化反應(yīng)，生成二次水化產(chǎn)物。而電石渣因具有高含量的Ca(0H)2，可以提供其早期活性激發(fā)所需的堿性環(huán)境。且改性劑的加入可使粉煤灰中玻璃體的Si-O、Al-O鍵在水化反應(yīng)中快速斷裂，從而大大提高了濕排粉煤灰的活性。本發(fā)明具有如下有益效果1、濕排粉煤灰及電石渣經(jīng)物理化學(xué)雙重激發(fā)后，有利于促進(jìn)濕排粉煤灰的二次水化反應(yīng)，激發(fā)其早期活性，可以較大摻量應(yīng)用于混凝土拌制生產(chǎn)中；具有高活性的特點(diǎn)。2、明顯改善新拌混凝土的工作性能，有效控制新拌混凝土坍落度的經(jīng)時(shí)損失。3、可大量利用濕排粉煤灰及電石渣，便于運(yùn)輸，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，利廢率高，成本低廉。總之，本產(chǎn)品主要針對(duì)濕排粉煤灰早期活性低，電石渣高含鈣量、可提供堿性環(huán)境的特點(diǎn)，通過濕磨一制漿一激發(fā)的新型料漿制備模式，發(fā)揮兩種工業(yè)固體廢棄物的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)效應(yīng)，生產(chǎn)可直接應(yīng)用于商品混凝土生產(chǎn)的高活性礦物摻合料漿。本發(fā)明可以很好地解決目前大量濕排粉煤灰及電石渣無(wú)法充分應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)，大大減少工業(yè)廢料對(duì)環(huán)境的污染，有顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例，實(shí)施例不應(yīng)視作對(duì)本發(fā)明的限定。實(shí)施例1:濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿的制備方法，它包括如下步驟1)原料選取及預(yù)處理選取濕排粉煤灰及電石渣，測(cè)定濕排粉煤灰及電石渣的實(shí)際含水率，分別陳化48小時(shí)后備用；所述濕排粉煤灰含水率25—35%(質(zhì)量)，游離氧化鈣含量《2.5%，二氧化硫含量《3%，含碳量《12%，勃氏比表面積為350-400m7Kg;所述電石渣為含水率40—50%(質(zhì)量)，電石渣干燥基中的氫氧化鈣含量為65—75%(質(zhì)量)，勃氏比表面積為900-1000m7Kg;所述電石渣干燥基為電石渣經(jīng)干燥后的物質(zhì)。2)改性劑配制按表1選取增強(qiáng)劑及表面改性劑混合，得改性劑，備用；所述增強(qiáng)劑為Na2C03;所述表面改性劑為高效萘系減水劑。3)按表1的濕排粉煤灰固含量、電石渣固含量、改性劑及水的配合比選取濕排粉煤灰、電石渣、改性劑和水，其中水包含濕排粉煤灰和電石渣中水的質(zhì)量(濕排粉煤灰和電石渣中水的質(zhì)量之和不滿足水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)要求時(shí)，外加水)；將濕排粉煤灰、電石渣、改性劑和水混合經(jīng)濕磨，得濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿產(chǎn)品。表1濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿的配合比/質(zhì)量分?jǐn)?shù)編號(hào)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>凈漿實(shí)驗(yàn)合配比及力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果見表3。表3凈漿實(shí)驗(yàn)合配比及力學(xué)性能測(cè)試<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>如表2所示，所制備濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿的粘度低，流動(dòng)性及分散性較好。通過攪拌均化裝置可以降低其析水率，達(dá)到使用要求。如表3所示，試件L系列為摻加不同配比的本發(fā)明摻合料漿，其各齡期強(qiáng)度均接近于純水泥試件0，可滿足工業(yè)化生產(chǎn)，其中以L2及L3的效果更為明顯。實(shí)施例2:濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿的制備方法，它包括如下步驟1)原料選取及預(yù)處理選取濕排粉煤灰及電石渣，測(cè)定濕排粉煤灰及電石渣的實(shí)際含水率，分別陳化48小時(shí)后備用；所述濕排粉煤灰含水率25%(質(zhì)量)，游離氧化轉(zhuǎn)含量《2.5%，三氧化硫含量《3%,含碳量《12%，勃氏比表面積為350ni7Kg;所述電石渣為含水率40%(質(zhì)量)，電石渣干燥基中的氫氧化鈣含量為65%(質(zhì)量)，勃氏比表面積為900m7Kg。2)改性劑配制按各組分所占改性劑質(zhì)量百分比增強(qiáng)劑30%、表面改性劑70%，選取增強(qiáng)劑和表面改性劑，將增強(qiáng)劑和表面改性劑混合，得改性劑，備用；所述增強(qiáng)劑為三乙醇胺；所述表面改性劑為聚羧酸系減水劑。3)按各組分所占質(zhì)量份數(shù)為濕排粉煤灰固含量65、電石渣固含量34、改性劑1、水80，所述的水包含濕排粉煤灰和電石渣中水的質(zhì)量(濕排粉煤灰和電石渣中水的質(zhì)量之和不滿足水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)耍求，外加水，使水的質(zhì)量份數(shù)為80)，選取濕排粉煤灰、電石渣、改性劑和水；將濕排粉煤灰、電石渣、改性劑和水混合經(jīng)濕磨10min，得濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿產(chǎn)品。實(shí)施例3:濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿的制備方法，它包括如下步驟-l)原料選取及預(yù)處理選取濕排粉煤灰及電石渣，測(cè)定濕排粉煤灰及電石渣的實(shí)際含水率，分別陳化4S小時(shí)后備用；所述濕排粉煤灰含水率35%(質(zhì)量)，游離氧化鈣含量《2.5%，三氧化硫含量《3%，含碳量《12%，勃氏比表面積為400mV'Kg;所述電石渣為含水率50%(質(zhì)量)，電石渣干燥基中的氫氧化鈣含量為75%(質(zhì)量)，勃氏比表面積為1000m7Kg。2)改性劑配制按各組分所占改性劑質(zhì)量百分比增強(qiáng)劑40%、表面改性劑60%，選取增強(qiáng)劑和表面改性劑，將增強(qiáng)劑和表面改性劑混合，得改性劑，備用；所述增強(qiáng)劑為三乙醇胺；所述表面改性劑為聚羧酸系減水劑。3)按各組分所占質(zhì)量份數(shù)為濕排粉煤灰固含量75、電石渣固含量22、改性劑3、水100,所述的水包含濕排粉煤灰和電石渣中水的質(zhì)量(濕排粉煤灰和電石渣中水的質(zhì)量之和不滿足水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)要求，外加水，使水的質(zhì)量份數(shù)為100)，選取濕排粉煤灰、電石渣、改性劑和水；將濕排粉煤灰、電石渣、改性劑和水混合經(jīng)濕磨20min，得濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿產(chǎn)品。本發(fā)明中的濕排粉煤灰、電石渣、改性劑及水的上下限取值及區(qū)間值都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，改性劑的增強(qiáng)劑、表面改性劑的上下限取值及區(qū)間值都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在此不一一列舉實(shí)施例。權(quán)利要求1.濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿，其特征在于它由濕排粉煤灰、電石渣、改性劑和水經(jīng)濕磨制漿而成；各組分所占質(zhì)量份數(shù)為濕排粉煤灰固含量65-75、電石渣固含量22-34、改性劑1-3、水80-100，所述的水包含濕排粉煤灰和電石渣中水的質(zhì)量；所述濕排粉煤灰含水率25-35％(質(zhì)量)，游離氧化鈣含量≤2.5％，三氧化硫含量≤3％，含碳量≤12％，勃氏比表面積為350-400m2/Kg；所述電石渣為含水率40-50％(質(zhì)量)，電石渣干燥基中的氫氧化鈣含量為65-75％(質(zhì)量)，勃氏比表面積為900-1000m2/Kg；所述改性劑由增強(qiáng)劑和表面改性劑組成，各組分所占改性劑質(zhì)量百分比增強(qiáng)劑30-40％、表面改性劑60-70％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿，其特征在于所述增強(qiáng)劑為Na2C03或三乙醇胺。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿，其特征在于所述表面改性劑為高效萘系減水劑或聚羧酸系減水劑。4.如權(quán)利要求1所述的濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)原料選取及預(yù)處理選取濕排粉煤灰及電石渣，測(cè)定濕排粉煤灰及電石渣的實(shí)際含水率，分別陳化48小時(shí)后備用；所述濕排粉煤灰含水率25—35%(質(zhì)量)，游離氧化鈣含量《2.5%，三氧化硫含量《3%，含碳量《12%，勃氏比表面積為350-400m7Kg;所述電石渣為含水率40—50%(質(zhì)量)，電石渣干燥基中的氫氧化鈣含量為65—75%(質(zhì)量)，勃氏比表面積為900-1000m7Kg;2)改性劑配制按各組分所占改性劑質(zhì)量百分比增強(qiáng)劑30—40%、表面改性劑60_70%，選取增強(qiáng)劑和表面改性劑，將增強(qiáng)劑和表面改性劑混合，得改性劑，備用；3)按各組分所占質(zhì)量份數(shù)為濕排粉煤灰固含量65_75、電石渣固含量22—34、改性劑1_3、水80—100，所述的水包含濕排粉煤灰和電石渣中水的質(zhì)量，選取濕排粉煤灰、電石渣、改性劑和水；將濕排粉煤灰、電石渣、改性劑和水混合經(jīng)濕磨10—20min，得濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿產(chǎn)品。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿的制備方法，其特征在于所述增強(qiáng)劑為Na2C03或三乙醇胺；所述表面改性劑為高效萘系減水劑或聚羧酸系減水劑。全文摘要本發(fā)明涉及一種高活性礦物摻合料漿及其制備方法。濕排粉煤灰復(fù)合電石渣摻合料漿，其特征在于它由濕排粉煤灰、電石渣、改性劑和水經(jīng)濕磨制漿而成；各組分所占質(zhì)量份數(shù)為濕排粉煤灰固含量65-75、電石渣固含量22-34、改性劑1-3、水80-100，所述的水包含濕排粉煤灰和電石渣中水的質(zhì)量；所述濕排粉煤灰含水率25-35％(質(zhì)量)，游離氧化鈣含量≤2.5％，三氧化硫含量≤3％，含碳量≤12％，勃氏比表面積為350-400m²/kg；所述改性劑由增強(qiáng)劑和表面改性劑組成，各組分所占改性劑質(zhì)量百分比增強(qiáng)劑30-40％、表面改性劑60-70％。本發(fā)明克服了濕排粉煤灰及電石渣難以利用的問題，且具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低、高利廢率、高活性，所配制混凝土高性能化等特點(diǎn)。文檔編號(hào)C04B28/00GK101182167SQ200710168358公開日2008年5月21日申請(qǐng)日期2007年11月15日優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日發(fā)明者張美香,李相國(guó),羅忠濤,賀行洋,馬保國(guó)申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)