專利名稱：提高粉煤灰活性的復(fù)合激活方法
提高粉煤灰活性的復(fù)合激活方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提高不符合商品混凝土使用要求的粉煤灰活性的方法，特別適用于激發(fā)經(jīng)分選后剩余的排放進(jìn)入燃煤電廠粗灰?guī)斓牡推焚|(zhì)粉煤灰的活性(主要以III級(jí)和等級(jí)外粉煤灰為主)使其代替礦粉用于普通商品混凝土當(dāng)中。背景技術(shù)：
粉煤灰是我國(guó)當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一，是燃煤電廠發(fā)電過(guò)程中排放的大宗固體廢棄物。隨著粉煤灰應(yīng)用技術(shù)的不斷提高，原狀粉煤灰分選工藝被大部分燃煤電廠所采用。 該工藝將原狀粉煤灰經(jīng)過(guò)物理方式進(jìn)行篩選，最終形成細(xì)灰和粗灰兩大類產(chǎn)品。細(xì)灰符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中II級(jí)粉煤灰的標(biāo)準(zhǔn)，主要應(yīng)用于商品混凝土中；粗灰由于技術(shù)指標(biāo)與國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)差距較大，且指標(biāo)波動(dòng)較大而不能得到高價(jià)值的應(yīng)用，一般調(diào)濕排入貯灰場(chǎng)。一般情況下，原狀粉煤灰經(jīng)過(guò)分選工藝篩選后的粗灰細(xì)灰比是3 1,即原狀粉煤灰經(jīng)分選后只有25%可以用于混凝土當(dāng)中，剩余的75%由于活性、細(xì)度和需水量比等指標(biāo)的制約，無(wú)法在混凝土中應(yīng)用。而粉煤灰得到大用量高價(jià)值利用的主要途徑是作為混凝土摻合料，粉煤灰用作混凝土摻合料可以改善混凝土性能、提高工程質(zhì)量、降低水泥用量、節(jié)約資源，是我國(guó)粉煤灰利用的主要途徑。因此如何有針對(duì)性地對(duì)燃煤電廠經(jīng)過(guò)分選后剩余的粉煤灰進(jìn)行改性，有效激發(fā)其活性，提高其在混凝土的摻加量是本領(lǐng)域急切需要解決的問(wèn)題。研究發(fā)現(xiàn)，單純機(jī)械改性可以提高粗灰的活性改善細(xì)度指標(biāo)，但是由于磨細(xì)提高了粗灰的比表面積，增大了水分附著的面積，增大了改性后的粉煤灰需水量比。應(yīng)用在混凝土中，機(jī)械改性的粉煤灰正負(fù)效應(yīng)抵消后無(wú)法達(dá)到取代水泥，提高工程質(zhì)量的目的。加入激發(fā)劑后再研磨，可以提高粉煤灰的活性，控制粉煤灰的需水量比。但是，粗灰中大部分有效活性物質(zhì)基本被篩選出來(lái)，剩余的有效活性物質(zhì)有限。所以，對(duì)粗灰而言激發(fā)劑起到的作用比較小。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是采用機(jī)械改性協(xié)同復(fù)合助磨激發(fā)劑反應(yīng)的方法對(duì)燃煤電廠干排粉煤灰分選后的粗灰進(jìn)行加工，控制成品的比表面積必須達(dá)到500 m2 kg — 710m2 /kg之間，提高粉煤灰的微集料效應(yīng)。同時(shí)，加入少量的復(fù)合助磨激發(fā)劑 K制其需水量比，加速粉煤灰中的活性物質(zhì)水解，增加粉煤灰參與水化反應(yīng)的有效物質(zhì)，以提升粉煤灰在混凝土中的摻加量和擴(kuò)大粉煤灰的使用范圍。本發(fā)明所述機(jī)械改性是指利用研磨方式對(duì)原料粉煤灰進(jìn)行磨細(xì)，控制其比表面積必須達(dá)到500 m2 kg- 710 m2 /kg之間，同時(shí)為提升研磨效果、調(diào)節(jié)需水量比和進(jìn)一步激發(fā)原料粉煤灰的活性，添加適量的由有機(jī)物和無(wú)機(jī)鹽組成的復(fù)合助磨激發(fā)劑。本發(fā)明所指的復(fù)合助磨激發(fā)劑是由木質(zhì)素磺酸鈣、硫酸鈉、氧化鈣、碳酸鈉和硫鋁酸鈣的若干種組成，其復(fù)合比例(質(zhì)量百分比)為木質(zhì)素磺酸鈣3%-18%、硫酸鈉60%-86%、 碳酸鈉8%-20%、氧化鈣2%-10%和硫鋁酸鈣1%-3%。具體技術(shù)方案如下一種提高粉煤灰活性的復(fù)合激活方法，其特征在于以III級(jí)和等級(jí)外粉煤灰為原料， 加入粉煤灰重量的1. 37%-3%的復(fù)合助磨激發(fā)劑；研磨控制其比表面積達(dá)到500 m2 /kg 710 m3 'kg ；其中復(fù)合助磨激發(fā)劑的成分為木質(zhì)素磺酸鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、氧化鈣或木質(zhì)素磺HK 、硫酸鈉、碳酸鈉、硫鋁酸鈣，其復(fù)合質(zhì)量百分比為木質(zhì)素磺酸鈣3%-18%、硫酸鈉 60%-86%、碳酸鈉8%-20%、氧化鈣2%-10%和硫鋁酸鈣1%_3%。優(yōu)選的，以III級(jí)和等級(jí)外粉煤灰為原料，加入粉煤灰重量的1. 37%的復(fù)合助磨激發(fā)劑研磨至細(xì)度為0%，比表面積為700 Λ2 /kg 710 Λ2 /kg;其中復(fù)合助磨激發(fā)劑由質(zhì)量占比10%的木質(zhì)素磺酸鈣、78%的硫酸鈉、10%碳酸鈉和21的硫鋁酸鈣組成。優(yōu)選的，以III級(jí)和等級(jí)外粉煤灰為原料，加入粉煤灰重量的1的復(fù)合助磨激發(fā)劑研磨至細(xì)度為0%，比表面積為550 m2 /kg 650 2 /kg;其中復(fù)合助磨激發(fā)劑由質(zhì)量占比18%的木質(zhì)素磺酸鈣、66%的硫酸鈉、15%碳酸鈉和1%的硫鋁酸鈣組成。優(yōu)選的，以III級(jí)和等級(jí)外粉煤灰為原料，加入粉煤灰重量的3%復(fù)合助磨激發(fā)劑， 然后經(jīng)研磨至細(xì)度為洲以下，比表面積為oOOm2 /kg 650 m2 /kg ；其中復(fù)合助磨激發(fā)劑由質(zhì)量占比8%的木質(zhì)素磺酸鈣、74%的硫酸鈉、8%碳酸鈉和10%氧化鈣組成。優(yōu)選的，所述粉煤灰規(guī)格細(xì)度彡25%，需水量比彡100%,比表面積彡300腿2 /kg。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方式中的原料粉煤灰即粗灰，細(xì)度> 25%，需水量比> 100%,比表面積 (300 m2 kg ο方式一
該種方式是在原料粉煤灰中加入1. 37%的復(fù)合助磨激發(fā)劑研磨至細(xì)度為0%，比表面積為700 m2 kg 710 m2 kg。其中復(fù)合助磨激發(fā)劑由質(zhì)量占比10%的木質(zhì)素磺酸鈣，78% 的硫酸鈉、10%碳酸鈉組成和21的硫鋁酸鈣組成。方式二
該種方式是在原料粉煤灰中加入m的復(fù)合助磨激發(fā)劑研磨至細(xì)度為0%，比表面積為 550 β2 /kg 650 2 /kg。其中復(fù)合助磨激發(fā)劑由質(zhì)量占比18%的木質(zhì)素磺酸鈣，66%的
硫酸鈉、15%碳酸鈉組成和1%的硫鋁酸鈣組成。方式三
該種方式是在原料粉煤灰中加入3%復(fù)合助磨激發(fā)劑，然后經(jīng)研磨至細(xì)度為m以下，比表面積為500 m3 /kg 6oOm2 kg。其中復(fù)合助磨激發(fā)劑由質(zhì)量占比8%的木質(zhì)素磺酸鈣，74%的硫酸鈉、8%碳酸鈉組成和10%氧化鈣組成。應(yīng)用實(shí)例及檢測(cè)結(jié)果
1、使用方式一加工的高效活化粉煤灰替代高強(qiáng)混凝土中“硅灰、礦粉和粉煤灰”復(fù)摻體系。設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度80MP。P. I 52. 5水泥45^g，高效活化粉煤灰IUkg (粉煤灰摻入量19. 7%)中砂673kg，石子105 ,聚羧酸類減水劑6. 84kg，自來(lái)水15^g。實(shí)測(cè)抗壓強(qiáng)度 28天88. 3MP，混凝土耐久性符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。2、使用方式二和方式三加工的高效活化粉煤灰替代普通商品混凝土中“礦粉和粉
4煤灰”復(fù)摻體系。設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度30MP。P. 0 42. 5水泥27!3kg，高效活化粉煤灰IHkg (粉煤灰摻入量30%)中砂74^ig，碎石1030kg，萘系減水劑7. 8kg,自來(lái)水17^g。實(shí)測(cè)抗壓強(qiáng)度28天 33. 1MP，混凝土耐久性符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。設(shè)計(jì)強(qiáng)度40MP。P. 0 42. 5水泥321kg，高效活化粉煤灰(粉煤灰摻入量30%) 中砂704kg，碎石952kg，減水劑9. 2kg，自來(lái)水183kg.實(shí)測(cè)抗壓強(qiáng)度28天45. 7MP，混凝土耐久性符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。設(shè)計(jì)強(qiáng)度50MP。P. 0 42. 5水泥340kg，高效活化粉煤灰140kg(粉煤灰摻入量30%) 中砂680kg,碎石1089kg,減水劑15. 3kg，自來(lái)水195kg.實(shí)測(cè)抗壓強(qiáng)度28天58. 7MP，混凝土耐久性符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。
權(quán)利要求
1.一種提高粉煤灰活性的復(fù)合激活方法，其特征在于以III級(jí)和等級(jí)外粉煤灰為原料，加入粉煤灰重量的1. 37%-3%的復(fù)合助磨激發(fā)劑；研磨控制其比表面積達(dá)到500 2 kg 710 m2 /kg ；其中復(fù)合助磨激發(fā)劑的成分為木質(zhì)素磺酸鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、 氧化鈣或木質(zhì)素磺酸鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、硫鋁酸鈣，其復(fù)合質(zhì)量百分比為木質(zhì)素磺酸鈣 3%-18%、硫酸鈉60%-86%、碳酸鈉8%-20%、氧化鈣2%_10%和硫鋁酸鈣1%_3%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高粉煤灰活性的復(fù)合激活方法，其特征在于以III級(jí)和等級(jí)外粉煤灰為原料，加入粉煤灰重量的1. 37%的復(fù)合助磨激發(fā)劑研磨至細(xì)度為0%，比表面積為700 m2 /kg 710 m2 /kg;其中復(fù)合助磨激發(fā)劑由質(zhì)量占比10%的木質(zhì)素磺酸鈣、 78%的硫酸鈉、10%碳酸鈉和21的硫鋁酸鈣組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高粉煤灰活性的復(fù)合激活方法，其特征在于以III級(jí)和等級(jí)外粉煤灰為原料，加入粉煤灰重量的m的復(fù)合助磨激發(fā)劑研磨至細(xì)度為o%，比表面積為550 nis /kg 6)0 Λ2 /kg ；其中復(fù)合助磨激發(fā)劑由質(zhì)量占比18%的木質(zhì)素磺酸鈣、66% 的硫酸鈉、15%碳酸鈉和1%的硫鋁酸鈣組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高粉煤灰活性的復(fù)合激活方法，其特征在于以III級(jí)和等級(jí)外粉煤灰為原料，加入粉煤灰重量的3%復(fù)合助磨激發(fā)劑，然后經(jīng)研磨至細(xì)度為m以下，比表面積為500 m' kg 650諷2 /kg ；其中復(fù)合助磨激發(fā)劑由質(zhì)量占比8%的木質(zhì)素磺酸鈣、74%的硫酸鈉、8%碳酸鈉和10%氧化鈣組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的提高粉煤灰活性的復(fù)合激活方法，其特征在于所述粉煤灰規(guī)格細(xì)度彡25%，需水量比彡100%,比表面積彡300 m2 /kg。
全文摘要
本發(fā)明是一種提高粉煤灰活性的復(fù)合激活方法，其特征在于以III級(jí)和等級(jí)外粉煤灰為原料，加入粉煤灰重量的1.37%-3%的復(fù)合助磨激發(fā)劑；研磨控制其比表面積達(dá)到500m2/kg～710m2/kg；其中復(fù)合助磨激發(fā)劑的成分為木質(zhì)素磺酸鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、氧化鈣或木質(zhì)素磺酸鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、硫鋁酸鈣，其復(fù)合質(zhì)量百分比為木質(zhì)素磺酸鈣3%-18%、硫酸鈉60%-86%、碳酸鈉8%-20%、氧化鈣2%-10%和硫鋁酸鈣1%-3%。
文檔編號(hào)C04B18/08GK102311239SQ201110160730
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者俞華棟, 劉韜, 盧永清, 葉強(qiáng), 張東明, 楊晨, 林少平, 王國(guó)虹, 王穆君 申請(qǐng)人:浙江天達(dá)環(huán)保股份有限公司, 浙江浙能節(jié)能科技有限公司