專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于粉煤灰建材的粉煤灰固結(jié)劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑材料生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于粉煤灰建材的粉煤灰固結(jié)劑。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)處于全面高速發(fā)展時(shí)期，各種工業(yè)發(fā)展迅速，帶動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，但隨之也帶來(lái)了資源、能源短缺、環(huán)境污染等問(wèn)題，節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境已經(jīng)成為我國(guó)的基本國(guó)策。我國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)以煤作為主要能源的國(guó)家之一，煤在能源構(gòu)成中占75%以上。 粉煤灰是火力發(fā)電廠煤粉鍋爐排出的粉狀煤灰，是工業(yè)固體廢棄物比較常見(jiàn)的一種。目前我國(guó)火力發(fā)電行業(yè)每年排放粉煤灰超過(guò)2億噸，但利用率僅為年排放量的3(Γ40%。隨著發(fā)電廠、城市供熱系統(tǒng)的增加，粉煤灰的排放量也將保持持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。據(jù)估計(jì)到2020年， 我國(guó)粉煤灰的排放量將達(dá)到現(xiàn)在的3倍左右，再加上我國(guó)目前已有20億噸粉煤灰累計(jì)堆存量，總的堆存量將達(dá)到30多億噸。如此大量的粉煤灰如果不合理處理和利用，不僅會(huì)占用大量的土地存放，而且會(huì)造成地下水、空氣的污染，破壞生態(tài)平衡。粉煤灰作為電廠的固體排放物，其處理難度比較大，處理費(fèi)用高，同時(shí)粉煤灰堆放對(duì)環(huán)境有危害，主要是占地及隨風(fēng)飛揚(yáng)，污染大氣和周?chē)h(huán)境。因此開(kāi)展粉煤灰利用非常重要。目前國(guó)內(nèi)外很多企業(yè)致力于粉煤灰綜合利用的研究。在粉煤灰的綜合利用中主要是用于粉煤灰建材制品，但是由于粉煤灰的膠凝性和抗凍融性差，不耐久，易起灰砂，因而粉煤灰的用量相對(duì)較低。因此需要提供一種新的粉煤灰固結(jié)劑以解決目前生產(chǎn)的粉煤灰建材存在著干收縮率大、不抗凍的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問(wèn)題提出的一種用于解決目前生產(chǎn)的粉煤灰建材存在著干收縮率大、不抗凍的問(wèn)題的粉煤灰固結(jié)劑，該粉煤灰固結(jié)劑適用于粉煤灰建材，可以作為粉煤灰建材制品的膠凝材料，可以解決粉煤灰建材在寒冷的北方地區(qū)使用的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種用于粉煤灰建材的粉煤灰固結(jié)劑，所述的粉煤灰固結(jié)劑的原料包括熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素，所述的熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數(shù)比為
熟料10 30
粒化高爐礦渣5(Γ70
石膏10 20
石灰5 15
晶核素2 5。進(jìn)一步的，所述的熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數(shù)比為 熟料 10
粒化高爐礦渣70石膏10
石灰15
晶核素5。進(jìn)一步的，所述的熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數(shù)比為 熟料 30
?；郀t礦渣50
石膏20
石灰5
晶核素2。進(jìn)一步的，所述的熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數(shù)比為 熟料 20
?；郀t礦渣60
石膏15
石灰10
晶核素4。進(jìn)一步的，所述的熟料為水泥熟料。一種粉煤灰砌塊，原料中包括粉煤灰和粉煤灰固結(jié)劑，所述的粉煤灰與粉煤灰固結(jié)劑的重量份數(shù)比80:20。一種粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)磚，原料中包括粉煤灰和粉煤灰固結(jié)劑，所述的粉煤灰與粉煤灰固結(jié)劑的重量份數(shù)比85:15。一種粉煤灰地磚，原料中包括粉煤灰和粉煤灰固結(jié)劑、沙，所述的粉煤灰、粉煤灰固結(jié)劑和沙的重量份數(shù)比50:30:20。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比產(chǎn)生的有益效果是
1、本發(fā)明的粉煤灰固結(jié)劑可以增加粉煤灰在粉煤灰建材中的摻加量，促進(jìn)粉煤灰的合理利用；
2、本發(fā)明的粉煤灰固結(jié)劑可以增強(qiáng)粉煤灰建材的抗凍能力，使用本發(fā)明的粉煤灰固結(jié)劑制成的粉煤灰建材干收縮率小，耐凍性能好；
3、本發(fā)明的粉煤灰固結(jié)劑配方中原料簡(jiǎn)單易得，各原料之間協(xié)同作用，增強(qiáng)了對(duì)粉煤灰的固結(jié)能力。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例1
一種用于粉煤灰建材的粉煤灰固結(jié)劑，所述的粉煤灰固結(jié)劑的原料包括熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素，所述的熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數(shù)比為
熟料10 30
粒化高爐礦渣5(Γ70
石膏10 20石灰5 15
晶核素2 5。所述的熟料是以石灰石、粘土和鐵質(zhì)原料為主要原料，將該主要原料按適當(dāng)比例配制成生料，燒至部分或全部熔融，并經(jīng)冷卻而獲得的半成品，主要成分是CaO、SiO2, Al2O3 和Fii2O3，并且熟料中的Ca0、Si02、Al203和Fii2O3不是以單獨(dú)的氧化物存在的，而是兩種或兩種以上的的氧化物經(jīng)高溫化學(xué)反應(yīng)生成的多種礦物的集合體。?；郀t礦渣是在高爐冶煉生鐵時(shí)，所得到的以硅酸鹽與硅鋁酸鹽為主要成分的熔融物，經(jīng)淬冷成粒后得到的，主要以無(wú)定形的玻璃體結(jié)構(gòu)為主，含少量的結(jié)晶型礦物。石膏是單斜晶系礦物，主要化學(xué)成分是硫酸鈣(CaS04)。石膏是一種用途廣泛的工業(yè)材料和建筑材料?？捎糜谒嗑從齽?、石膏建筑制品、模型制作、醫(yī)用食品添加劑、硫酸生產(chǎn)、紙張?zhí)盍稀⒂推崽盍系?。石灰一種以氧化鈣為主要成分的氣硬性無(wú)機(jī)膠凝材料，一般是用石灰石、白云石、 白堊、貝殼等碳酸鈣含量高的原料，經(jīng)900 1100°C煅燒而成。晶核素是一種經(jīng)過(guò)高溫煅燒的無(wú)機(jī)非金屬材料，主要由含有CaO、Si02、A1203、 Fe2O3的原材料按適當(dāng)配比研磨成粉，經(jīng)高溫煅燒至部分熔融所得的水硬性膠凝材料。將熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素按照一定的配比制成粉煤灰固結(jié)劑，各原料之間協(xié)同作用，其中晶核素對(duì)礦渣等的活性具有誘導(dǎo)作用，可以激發(fā)其他原料的活性， 使其形成晶化導(dǎo)向劑。本發(fā)明是將晶核理論應(yīng)用于粉煤灰建材，粉煤灰固結(jié)劑和粉煤灰在水化過(guò)程中產(chǎn)生晶核定向積聚，加快晶體發(fā)育，使其快速形成致密晶體，由此使固結(jié)后的粉煤灰建材具有更高的強(qiáng)度和更好的穩(wěn)定性。本實(shí)施例中，所述的熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素均為市售，原料應(yīng)當(dāng)符合國(guó)標(biāo)要求。所述的粉煤灰固結(jié)劑的制備方法是
(1)將上述原料熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素分別經(jīng)破碎機(jī)破碎至直徑 ^ 3mm的顆粒；
(2)將粉碎后的原料顆粒按上述重量份數(shù)比混合，然后混磨；混磨至細(xì)度到 0. 08mm，方孔篩篩余彡3%即為成品，混磨所采用的設(shè)備為球磨機(jī)。1、實(shí)驗(yàn)方法
粉煤灰試樣制備分別按照粉煤灰固結(jié)劑與粉煤灰重量份數(shù)比為1 2.5;1 3; 1 4；1 5四種配比，試樣分別編號(hào)為1#、2#、3#和4#。加水?dāng)嚢杈鶆?，擠壓成直徑50讓、 高50mm的試塊。試樣在養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)靜置M小時(shí)后，在蒸汽中蒸養(yǎng)10小時(shí)(溫度95°C 士 2°C )， 取出后在室內(nèi)放置1天后檢測(cè)其單軸無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。做抗凍性試驗(yàn)的試樣在_15°C冰室中凍5小時(shí)后取出，然后在20°C水中浸泡3小時(shí)后為一個(gè)循環(huán)，經(jīng)15次循環(huán)后檢測(cè)其抗壓強(qiáng)度與對(duì)照組對(duì)比。單軸無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試樣制備及強(qiáng)度檢測(cè)方法依據(jù)JTJ 051-93《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》。2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
按照上述方法的試驗(yàn)結(jié)果列入下表。
5
通過(guò)上表可以看出，對(duì)粉煤灰試件在凍融前后的強(qiáng)度比較，試件的強(qiáng)度不但不降低，反而有一定程度的升高。固結(jié)劑與粉煤灰配比為1:2. 5時(shí)，試件1#的強(qiáng)度增長(zhǎng)6% ；配比為1:3時(shí)，試件2#的強(qiáng)度增長(zhǎng)5% ；配比為1:4,1:5時(shí)，試件的強(qiáng)度增長(zhǎng)超過(guò)14%，根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，凍融后試件強(qiáng)度在一定的損失范圍內(nèi)均視為合格。因此，本發(fā)明的粉煤灰固結(jié)劑可以增強(qiáng)粉煤灰建材的抗凍能力。實(shí)施例2
本實(shí)施例是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)，本實(shí)施例中與實(shí)施例1相同的部分，請(qǐng)參照實(shí)施例1中公開(kāi)的內(nèi)容進(jìn)行理解，實(shí)施例1公開(kāi)的內(nèi)容也應(yīng)當(dāng)作為本實(shí)施例的內(nèi)容，此處不作重復(fù)描述。所述的熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數(shù)比為
熟料10
?；郀t礦渣70
石膏10
石灰15
晶核素5。本實(shí)施例中，熟料來(lái)自北京雙山水泥熟料有限公司銷(xiāo)售分公司，粒化高爐爐渣來(lái)自首鋼礦渣，石膏和石灰均為市售產(chǎn)品，晶核素是北京恒生然建材科技有限公司的產(chǎn)品，目前市場(chǎng)上有售。試驗(yàn)方法與實(shí)施例1相同。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表
權(quán)利要求
1.一種用于粉煤灰建材的粉煤灰固結(jié)劑，其特征在于所述的粉煤灰固結(jié)劑的原料包括熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素，所述的熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數(shù)比為熟料10 30粒化高爐礦渣5(Γ70石膏10 20石灰5 15晶核素2 5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰固結(jié)劑，其特征在于所述的熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數(shù)比為熟料10粒化高爐礦渣70石膏10石灰15晶核素5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰固結(jié)劑，其特征在于所述的熟料、?；郀t礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數(shù)比為熟料30?；郀t礦渣50石膏20石灰5晶核素2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰固結(jié)劑，其特征在于所述的熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數(shù)比為熟料20?；郀t礦渣60石膏15石灰10晶核素4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、任一所述的粉煤灰固結(jié)劑，其特征在于所述的熟料為水泥熟料。
6.一種粉煤灰砌塊，原料中包括粉煤灰和權(quán)利要求1所述的粉煤灰固結(jié)劑，其特征在于所述的粉煤灰與粉煤灰固結(jié)劑的重量份數(shù)比80:20。
7.一種粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)磚，原料中包括粉煤灰和權(quán)利要求1所述的粉煤灰固結(jié)劑，其特征在于所述的粉煤灰與粉煤灰固結(jié)劑的重量份數(shù)比85:15。
8.一種粉煤灰地磚，原料中包括粉煤灰和權(quán)利要求1所述的粉煤灰固結(jié)劑、沙，其特征在于所述的粉煤灰、粉煤灰固結(jié)劑和沙的重量份數(shù)比50:30:20。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于粉煤灰建材的粉煤灰固結(jié)劑，所述的粉煤灰固結(jié)劑包括熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素，所述的粉煤灰固結(jié)劑是由上述各原料按一定的重量份數(shù)比制備而成。本發(fā)明的粉煤灰固結(jié)劑可以增加粉煤灰在粉煤灰建材中的摻加量，促進(jìn)粉煤灰的合理利用；使用本發(fā)明的粉煤灰固結(jié)劑可以增強(qiáng)粉煤灰建材的抗凍能力，制成的粉煤灰建材干收縮率小，耐凍性能好。
文檔編號(hào)C04B18/08GK102557502SQ20111041104
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者劉文振, 劉文永, 鄒晨峰 申請(qǐng)人:北京恒生然建材科技有限公司