專利名稱：：大摻量粉煤灰水泥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種水泥及其制備方法，尤其涉及一種大摻量粉煤灰水泥以及制備方法。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)在隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，水泥工業(yè)的資源、能源、環(huán)境問題成為制約其發(fā)展的主要因素。少用硅酸鹽水泥熟料，盡量多利用工業(yè)廢渣來生產(chǎn)水泥，是一項(xiàng)具有環(huán)保意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的課題。粉煤灰是現(xiàn)在排放量和堆放量最大的工業(yè)廢渣之一，在我國的利用率不到40%，剩余的只能依靠大面積的堆場(chǎng)堆放，不但對(duì)環(huán)境造成污染，還占用了大量的土地資源。赤泥是制鋁工業(yè)提取氧化鋁時(shí)排出的污染性廢渣，一般平均每生產(chǎn)l噸氧化鋁，附帶產(chǎn)生1.0噸2.0噸赤泥。我國作為世界第四大氧化鋁生產(chǎn)國，每年排放的赤泥高達(dá)數(shù)百萬噸，大量的赤泥不能被充分利用，和粉煤灰一樣，只能依靠大面積的堆場(chǎng)堆放，不僅占用了大量的土地資源，還對(duì)環(huán)境造成了污染。申請(qǐng)?zhí)枮镃N20061011420.3的專利申請(qǐng)介紹的高摻量粉煤灰水泥及制備方法中，以粉煤灰和水泥熟料為主要原料，分別磨細(xì)處理后，加上少量石膏及適量減水劑和激發(fā)劑，再進(jìn)行混合球磨處理制成的，但是該專利申請(qǐng)中混合石膏需要在70(TC90(rC的條件下煅燒2小時(shí)，這增加了能耗。專利號(hào)為CN02132606.1的專利介紹的大摻量粉煤灰生產(chǎn)復(fù)合水泥的方法中，首先生產(chǎn)粉煤灰聚合料，將原料入磨，磨制超細(xì)粉狀；將熟料破碎，予粉磨入倉粉磨成產(chǎn)品，但是該專利中水泥熟料的摻量為45%55%，這對(duì)水泥熟料的需求較大，相應(yīng)的增加了生產(chǎn)成本。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)以上的技術(shù)問題，提供一種大摻量粉煤灰水泥及其制備方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種大摻量粉煤灰水泥，按質(zhì)量百分比計(jì)包括50%60%的粉煤灰、15%25%的赤泥、5%10%的石灰、10%15%的水泥熟料、2%4%的石膏和O.06%0.15%的外加劑。本發(fā)明的有益效果是不僅解決粉煤灰和赤泥排放量大的問題，而且可以提供一種粉煤灰比例較大、生產(chǎn)過程簡(jiǎn)單、成本低、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好且少熟料的粉煤灰水泥。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述外加劑包括減水劑和助磨劑。進(jìn)一步，所述減水劑和助磨劑的質(zhì)量比為1:21:5。進(jìn)一步，所述減水劑為高效減水劑NF-2、AF高效減水劑或TG型緩凝減水劑http:/Vwww.lxsanyuan,com/docc/tg,htm;所述助磨劑為三乙醇胺、醋酸胺或乙二醇。進(jìn)一步，所述大慘量粉煤灰水泥的粒度為O.045毫米方孔篩篩余小于30%。本發(fā)明還提供一種解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種大擦量粉煤灰水泥的制備方法，包括以下步驟步驟一、將粉煤灰烘干磨細(xì)；步驟二、將赤泥烘干后和水泥熟料混磨；步驟三、將石灰和石膏破碎；步驟四、將外加劑配制成溶液；步驟五、按質(zhì)量百分比取50%60%的粉煤灰、15%25%的赤泥、5%10%的石灰、10%15%的水泥熟料、2%4%的石膏和0.06%0.15%的外加劑混合均勻后，細(xì)磨即可得到大摻量粉煤灰水泥。進(jìn)一步，所述步驟一中將粉煤灰烘干至水分小于2%，細(xì)磨至粒度為O.08毫米方孔篩篩余為2%3%。進(jìn)一步，所述步驟二中將赤泥烘干至水分小于2%，然后和水泥熟料一起混磨至粒度小于25毫米。進(jìn)一步，所述步驟三中將石灰和石膏破碎至粒度小于25亳米。進(jìn)一步，所述步驟四中外加劑配制成質(zhì)量百分比濃度為70%80%的溶液。圖1為本發(fā)明大摻量粉煤灰水泥制備方法的流程示意圖。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。圖l為本發(fā)明大摻量粉煤灰水泥制備方法的流程示意圖。如圖1所示，該方法包括以下步驟步驟IO、將粉煤灰烘T磨細(xì)。將粉煤灰烘干至水分小于2%，細(xì)磨至粒度為O.08毫米方孔篩篩余為2%3%。本發(fā)明的粉煤灰采用準(zhǔn)格爾國華電廠外排粉煤灰，其化學(xué)成分如表l所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>步驟20、將赤泥烘T后和水泥熟料混磨。赤泥中的硅鈣渣具有水化熱低、抗水性好、后期強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，并且在水化早期對(duì)水泥的抗折強(qiáng)度有很大的貢獻(xiàn)，可以使本發(fā)明大摻量粉煤灰水泥的性能有很大的提高。將赤泥烘干至水分小于2%，然后和水泥熟料一起混磨至粒度小于25毫米。本發(fā)明所用赤泥是制鋁工業(yè)提取氧化鋁時(shí)的副產(chǎn)品。本發(fā)明的赤泥采用準(zhǔn)格爾粉煤灰煤矸石研發(fā)中心的中試溶出的赤泥，其化學(xué)成分如表2所小。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>步驟30、將石灰和石膏破碎。將石灰和石膏破碎至粒度小于25毫米。步驟40、將外加劑配制成溶液。所述外加劑包括減水劑和助磨劑，減水劑和助磨劑的質(zhì)量比為1:21:5。外加劑在使用前需要配制成質(zhì)量百分比濃度為70%80%的溶液。所述減水劑為高效減水劑NF-2、AF高效減水劑或TG型緩凝減水劑http:〃ww.lxsanyuan.com/docc/tg.htm。本實(shí)施例優(yōu)選的減水劑為高效減水劑NF-2，即e-奈磺酸鹽與甲醛的縮合物，其可以降低水泥需水量，提高水泥的強(qiáng)度和其他性能。所述AF高效減水劑主要成分是聚烷基芳基磺酸鈉。所述TG型緩凝減水劑liTt.p://www.lxsanyua化p.om/doc.o/tg.ht.m屬于一禾中高分子材料，而11其成份并不是單——的。所述助磨劑為三乙醇胺、醋酸胺或乙二醇。本實(shí)施例優(yōu)選的助磨劑為三乙醇胺，三乙醇胺具有早強(qiáng)作用，它能加快鈣礬石的生成，因而對(duì)水泥早期強(qiáng)度發(fā)展有利?？梢岳斫?，本發(fā)明大摻量粉煤灰水泥制備方法中步驟10步驟40的先后順序不限于此，只要保證在執(zhí)行步驟50之前，制備大摻量粉煤灰水泥的各種原料準(zhǔn)備好即可。步驟50、按質(zhì)量百分比取50%60%的粉煤灰、15%25%的赤泥、5%10%的石灰、10%15%的水泥熟料、2%4%的石膏和0.06%0.15%的外加劑混合均勻后，細(xì)磨即可得到大摻量粉煤灰水泥。本發(fā)明的水泥熟料采用蒙西水泥廠的水泥，石膏采用工業(yè)副產(chǎn)石膏，符合GB5483-85中規(guī)定的A類二級(jí)(含)以上標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明的大摻量粉煤灰水泥按質(zhì)量百分比計(jì)包括50%60%的粉煤灰、15%25%的赤泥、5%10%的石灰、10%15%的水泥熟料、2%4%的石膏和0.06%0.15%的外加劑。所述大摻量粉煤灰水泥的粒度為0.045毫米方孔篩篩余小于30%即可打包裝袋。所述步驟50中按質(zhì)量百分比計(jì)取各原料的成分，是指按粉煤灰、赤泥、石灰、水泥熟料、石膏和外加劑的總質(zhì)量百分比計(jì)取各原料的成分。本發(fā)明的大摻量粉煤灰水泥是通過水泥熟料和赤泥中的硅鈣渣共同來激發(fā)粉煤灰的活性，并提供早期強(qiáng)度的。按國家標(biāo)準(zhǔn)GB175-2007(礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥)規(guī)定的檢測(cè)方法檢測(cè)本發(fā)明大摻量粉煤灰水泥在如表3所示化學(xué)成分不同時(shí)的性能，如表4所示。當(dāng)粉煤灰摻量分別為50%、53%、55%，水泥熟料的摻量分別為15%、12%、10%，赤泥摻量固定為22%，石灰摻量固定為10%，石膏摻量固定為2.9%，外加劑摻量固定為O.1%時(shí)，可以制得42.5R標(biāo)號(hào)的粉煤灰硅酸鹽水泥，其具體性能為初凝時(shí)間為60分鐘68分鐘，終凝時(shí)間為110分鐘145分鐘；3天、7天、28天的抗壓強(qiáng)度分別為18.5兆帕21.2兆帕、28.7兆帕31.5兆帕、44.l兆帕47.3兆帕；3天、7天、28天的抗折強(qiáng)度分別為4.0兆帕4.2兆帕、5.1兆帕5.5兆帕、6.8兆帕7.2兆帕(見CIO、Cll、C12組)。當(dāng)粉煤灰摻量為50%，水泥熟料摻量為15%，赤泥摻量為25%，石灰摻量為6%，石膏摻量為3.84%，外加劑摻量為O.16%時(shí)，可以制得42.5R標(biāo)號(hào)的粉煤灰硅酸鹽水泥，其具體性能為:初凝時(shí)間為58分鐘，終凝時(shí)間為100分鐘；3天、7天、28天的抗壓強(qiáng)度分別為21.5兆帕、32.4兆帕、47.5兆帕；3天、7天、28天的抗折強(qiáng)度分別為4.3兆帕、5.7兆帕、7.3兆帕(見C20組)。當(dāng)粉煤灰摻量為60%，水泥熟料摻量為10，赤泥摻量為15.94%，石灰摻量為10%，石膏摻量為4%，外加劑摻量為0.06%時(shí)，可以制得42.5R標(biāo)號(hào)的粉煤灰硅酸鹽水泥，其具體性能為:初凝時(shí)間為70分鐘，終凝時(shí)間為160分鐘；3天、7天、28天的抗壓強(qiáng)度分別為17.2兆帕、27.3兆帕、43.6兆帕；3天、7天、28天的抗折強(qiáng)度分別為3.8兆帕、4.8兆帕、6.7兆帕(見C25組)。表3本發(fā)明具有不同化學(xué)成分的大摻量粉煤灰水泥<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表4本發(fā)明具有不同化學(xué)成分的大摻量粉煤灰水泥的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>利用本發(fā)明制備的大摻量粉煤灰水泥其初凝時(shí)間為58分鐘70分鐘，終凝時(shí)間為100分鐘160分鐘；其3天、7天、28天的抗壓強(qiáng)度分別為17.2兆帕21.5兆帕、27.3兆帕32.4兆帕、43.6兆帕47.3兆帕，其3天、7天、28天的抗折強(qiáng)度分別為3.8兆帕4.3兆帕、4.8兆帕5.7兆帕、6.7兆帕7.3兆帕，而其三個(gè)月的抗壓強(qiáng)度可達(dá)52兆帕；其各項(xiàng)性能都符合GB175-2007中42.5R標(biāo)號(hào)粉煤灰硅酸鹽水泥的要求，其成本比普通硅酸鹽水泥低，能耗也少，而且生產(chǎn)過程簡(jiǎn)單，在有粉煤灰資源的地方可以大規(guī)模推廣使用。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種大摻量粉煤灰水泥，其特征在于按質(zhì)量百分比計(jì)包括50％～60％的粉煤灰、15％～25％的赤泥、5％～10％的石灰、10％～15％的水泥熟料、2％～4％的石膏和0.06％～0.15％的外加劑。2根據(jù)權(quán)利要求l所述的大摻量粉煤灰水泥，其特征在于所述外加劑包括減水劑和助磨劑。3根據(jù)權(quán)利要求2所述的大摻量粉煤灰水泥，其特征在于所述減水劑和助磨劑的質(zhì)量比為l:21:5。4根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的大量粉煤灰水泥，其特征在于所述減水劑為高效減水劑NF-2、AF高效減水劑或TG型緩凝減水劑；所述助磨劑為三乙醇胺、醋酸胺或乙二醇。5根據(jù)權(quán)利要求l所述的大摻量粉煤灰水泥，其特征在于所述大摻量粉煤灰水泥的粒度為O.045毫米方孔篩篩余小于30%。6一種大摻量粉煤灰水泥的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟一、將粉煤灰烘干磨細(xì)；步驟二、將赤泥烘干后和水泥熟料混磨；步驟三、將石灰和石膏破碎；步驟四、將外加劑配制成溶液；步驟五、按質(zhì)量百分比取50%60%的粉煤灰、15%25%的赤泥、5%10%的石灰、10%15%的水泥熟料、2%4%的石膏和0.06%0.15%的外加劑混合均勻后，細(xì)磨即可得到大摻量粉煤灰水泥。7根據(jù)權(quán)利要求6所述的大摻量粉煤灰水泥的制備方法，其特征在于:所述步驟一中將粉煤灰烘干至水分小于2%，細(xì)磨至粒度為O.08毫米方孔篩篩余為2%3%。8根據(jù)權(quán)利要求6所述的大摻量粉煤灰水泥的制備方法，其特征在于:所述步驟二中將赤泥烘干至水分小于2%，然后和水泥熟料一起混磨至粒度小于25毫米。9根據(jù)權(quán)利要求6所述的大摻量粉煤灰水泥的制備方法，其特征在于:所述步驟三中將石灰和石膏破碎至粒度小于25毫米。10根據(jù)權(quán)利要求6所述的大摻量粉煤灰水泥的制備方法，其特征在于所述步驟四中外加劑配制成質(zhì)量百分比濃度為70%80%的溶液。全文摘要本發(fā)明涉及一種大摻量粉煤灰水泥，包括粉煤灰、赤泥、石灰、水泥熟料、石膏和外加劑。本發(fā)明還提供一種大摻量粉煤灰水泥的制備方法，包括將粉煤灰烘干磨細(xì)；將赤泥烘干后和水泥熟料混磨；將石灰和石膏破碎；將外加劑配制成溶液；取粉煤灰、赤泥、石灰、水泥熟料、石膏和外加劑混合均勻后，細(xì)磨即可得到大摻量粉煤灰水泥。本發(fā)明不僅解決粉煤灰和赤泥排放量大的問題，而且可以提供一種粉煤灰比例較大、生產(chǎn)過程簡(jiǎn)單、成本低、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好且少熟料的粉煤灰水泥。文檔編號(hào)C04B7/00GK101580348SQ20091030351公開日2009年11月18日申請(qǐng)日期2009年6月22日優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日發(fā)明者張開元申請(qǐng)人:準(zhǔn)格爾旗粉煤灰煤矸石研發(fā)中心