專利名稱：無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水泥技術(shù)領(lǐng)域，具體講是一種無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的加快，建筑業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展階段，廢棄混凝土作為建筑垃圾的重要組成部分，被采用露天堆放或填埋的方式進(jìn)行處理，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，因此廢棄物的利用已成為國(guó)家環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)之一?！笆晃濉币詠?lái)，我國(guó)火電廠脫硫設(shè)施建設(shè)快速發(fā)展，一大批脫硫設(shè)施建成投產(chǎn)，脫硫設(shè)施超過(guò)90%的設(shè)備采用石灰一石膏法脫硫工藝，因此相伴而來(lái)的是脫硫石膏的大量產(chǎn)生。同時(shí)我國(guó)鋼產(chǎn)量已達(dá)幾億噸/年，由此產(chǎn)生的鋼渣每年多達(dá)數(shù)千萬(wàn)噸，堿渣作為制堿企業(yè)的固體廢棄物，也長(zhǎng)期得不到有效利用。目前，鋼渣、堿渣和脫硫石膏等廢棄物不能有效再生利用，造成資源的大 量浪費(fèi)；另一方面，火電廠、鋼廠和制堿企業(yè)伴生的脫硫石膏和鋼渣的量堆積過(guò)多，還會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境破壞。此外水泥的生產(chǎn)一般要利用大量的礦產(chǎn)資源，這些礦產(chǎn)資源再經(jīng)粉磨、高溫?zé)?煅燒)，球磨等才能最終完成水泥的制造；而其中的高溫?zé)?溫度高達(dá)1400°C )過(guò)程，一方面會(huì)造成能源的大量損耗，是一個(gè)高耗能過(guò)程；另一方面，高溫?zé)泼縄噸的水泥，往往伴隨產(chǎn)生I噸左右的C02，這種高溫?zé)浦苽渌嗟墓に嚐o(wú)疑會(huì)對(duì)溫室效應(yīng)越來(lái)越嚴(yán)重的大氣環(huán)境帶來(lái)更為嚴(yán)重的影響。一方面是廢棄混凝土、鋼渣、堿渣、脫硫石膏等的大量產(chǎn)生、廢棄造成的礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)；另一方面是高耗能水泥的不斷生產(chǎn)，伴隨礦山資源的不斷開(kāi)采和C02排放量的不斷增大。這無(wú)疑不僅加重了環(huán)境負(fù)擔(dān)，增加了能耗，而且造成了礦物資源的大量浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn):提供一種以再生微粉(由廢棄混凝土為原料制成)，鋼渣微粉，礦渣微粉，脫硫石膏，堿渣為主要材料的新型膠凝材料一無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥，其在可以保證水泥質(zhì)量的同時(shí)，又可以充分利用廢棄資源，減少礦山開(kāi)采、減少C02排放量、改善環(huán)境和降低能耗。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
一種無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥，它由以下重量百分比的各組分制備而成:再生微粉25 35%，鋼渣微粉35 45%，礦渣15 25%，脫硫石膏8 15%，堿渣5 15%，外加劑I 5% ;上述各組分的百分比總和為100%。作為優(yōu)選，它由以下重量百分比的各組分制備而成:再生微粉25 30%，鋼渣微粉35 40%，礦渣15 18%，脫硫石膏8 12%，堿渣6 10%，外加劑3 5% ;上述各組分的百分比總和為 100%o所述的脫硫石膏為發(fā)電廠濕法煙氣脫硫產(chǎn)生的濕排石膏，是發(fā)電廠脫硫工藝產(chǎn)生的副產(chǎn)品，脫硫石膏中三氧化硫的質(zhì)量百分含量大于38%。
所述的再生微粉由廢棄混凝土生產(chǎn)再生集料過(guò)程中產(chǎn)生的粒徑小于0.23mm的粉料經(jīng)球磨至比表面積大于400mm2/kg并經(jīng)過(guò)活化處理制備而成。所述的堿渣是制堿企業(yè)的堿性固體廢棄物，如制堿企業(yè)利用氨堿法生產(chǎn)純堿過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢料。所述的外加劑為硅酸鈉、硫酸鈉、硫鋁酸鹽、硅酸鈣、石灰、三乙醇胺中的兩種或兩種以上的任意比例混合。所述的礦渣微粉為28天活性指數(shù)大于95%的礦渣微粉。所述的鋼渣微粉為熱潑法(常規(guī)工藝)處理過(guò)的鋼渣經(jīng)活化處理、球磨至比表面積大于450 m2/kg的鋼洛微粉。所述鋼渣的活化處理方法，它包括以下操作步驟:
(1)將熱悶鋼渣在硅酸鈉和鋁酸鈉的混合溶液中浸泡15天，硅酸鈉和鋁酸鈉的混合溶液中硅酸鈉質(zhì)量百分比占硅酸鈉和鋁酸鈉的總量的50% 90%、鋁酸鈉質(zhì)量百分比占硅酸鈉和鋁酸鈉的總量的10 50% ；
(2)將浸泡后的鋼渣自然風(fēng)干48小時(shí)；
(3)將自然風(fēng)干后的鋼渣加熱至800°C，然后保溫4小時(shí)；
(4)在自然條件下將鋼渣冷卻至室溫，然后進(jìn)行粉磨至細(xì)度達(dá)到比表面積大于450m2/kg，得到鋼渣微粉。所述再生微 粉的活化處理方法，具體步驟包括:
(1)將由廢棄混凝土生產(chǎn)再生集料過(guò)程中產(chǎn)生的粒徑小于0.23mm的粉料經(jīng)球磨至比表面積大于400mm2/kg的再生微粉與石灰機(jī)械活化即機(jī)械研磨混合，其中石灰摻量為混合物料總重量的59Tl5%、剩余為再生微粉，在室溫下研磨至得到粉磨細(xì)度小于0.075mm的粉料；
(2)將步驟(I)機(jī)械活化后的粉料放在硅鋁酸鈉溶液中浸泡18 30小時(shí)，晾干、再加熱至90(T95(TC，保溫2 5小時(shí)，再自然冷卻至室溫；
(3)將步驟(2)冷卻后的物料與礦渣微粉以重量比為1:0.Cl.5常溫混合研磨，研磨至混合物料的比表面積滿足大于400mm2/kg ；
其中，所述的娃招酸鈉溶液為娃招酸鈉飽和溶液；
所述的硅鋁酸鈉飽和溶液為質(zhì)量百分比為5 15%硅鋁酸鈉溶液與沸石粉混合至沸石粉飽和的混合溶液。本發(fā)明的制備方法:將再生微粉，鋼渣微粉，礦渣微粉，脫硫石膏，堿渣，外加劑按比例投料球磨、生產(chǎn)出無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥(行業(yè)常規(guī)工藝)。本發(fā)明的有益效果是:
1.本發(fā)明的水泥，不需要經(jīng)過(guò)煅燒處理，無(wú)廢氣排放(主要為二氧化碳)，因而，降低能耗且具有很好的環(huán)境協(xié)調(diào)性；同時(shí)，本發(fā)明的水泥既緩解了城市發(fā)展及鋼鐵電力企業(yè)環(huán)保壓力又降低了建材企業(yè)資源短缺的壓力，實(shí)現(xiàn)減輕企業(yè)排廢負(fù)擔(dān)，增加收入和改善生態(tài)環(huán)境的效果。2.本發(fā)明所述的無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥，性能達(dá)到42.5復(fù)合水泥的技術(shù)指標(biāo)要求，即凝結(jié)時(shí)間初凝不小于90min，終凝不大于600min ;安定性合格；3天抗壓強(qiáng)度彡15MPa，28天抗壓強(qiáng)度彡42.5Mpa ；3天抗折強(qiáng)度彡3.5MPa，28天抗折強(qiáng)度彡6.5Mpa ；比表面積不小于380m2/kg ;28天干縮率不大于0.1 %，同時(shí)，具有后期強(qiáng)度高、抗折強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，從而有效保證了使用該水泥的工程質(zhì)量。3.本發(fā)明所述的無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥，以再生微粉(由廢棄混凝土為原料制成)等廢棄物為原料，可以充分利用廢棄資源，減少礦山開(kāi)采，改善環(huán)境。再生微粉、脫硫石膏和鋼渣單獨(dú)作為添加劑制備膠凝材料已獲得一定程度的應(yīng)用，但是這些新型膠凝材料均存在不同程度的問(wèn)題，限制了其應(yīng)用范圍。但將上述三種材料復(fù)合使用，能充分發(fā)揮各自的特點(diǎn)，進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
具體實(shí)施例方式下面用具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不僅局限于以下具體實(shí)施例。本發(fā)明實(shí)施例使用的各原料均可商購(gòu)得到。測(cè)試方法采用GB/T17671_1999“水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法”，GB/T1346-2001 “水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法”。實(shí)施例一
采用以下重量百分比的各組分制備無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥:再生微粉25%，鋼渣微粉40%，礦渣15%，脫硫石膏11%，堿渣6%，外加劑(硅酸鈉和硫酸鈉等重量比混合)3%。無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥的技術(shù)指標(biāo):其3天抗壓強(qiáng)度為15.2MPa，3天抗折強(qiáng)度為5.5MPa ；28天抗壓強(qiáng)度為45.0Mpa，28天抗折強(qiáng)度為8.9Mpa。試餅法、雷氏法安定性都合格。初凝時(shí)間lh35min，終凝時(shí)間5h45min。實(shí)施例二
采用以下重量百分比的各組分制 備無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥:再生微粉30%，鋼渣微粉35%，礦渣18%，脫硫石膏8%，堿渣6%，外加劑(硫酸鈉和硫鋁酸鹽等重量比混合)3%。無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥的技術(shù)指標(biāo):其3天抗壓強(qiáng)度為16.6MPa，3天抗折強(qiáng)度為4.5MPa ；28天抗壓強(qiáng)度為47.5Mpa，28天抗折強(qiáng)度為7.8Mpa。試餅法、雷氏法安定性都合格。初凝時(shí)間lh56min，終凝時(shí)間6hl5min。實(shí)施例三
采用以下重量百分比的各組分制備無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥:再生微粉28%，鋼渣微粉38%，礦渣16%，脫硫石膏8%，堿渣7%，外加劑(硫鋁酸鹽與硅酸鈣以1:2重量比混合)
3% o無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥的技術(shù)指標(biāo):其3天抗壓強(qiáng)度為16.2MPa，3天抗折強(qiáng)度為4.4MPa ；28天抗壓強(qiáng)度為43.5Mpa，28天抗折強(qiáng)度為7.5Mpa。試餅法、雷氏法安定性都合格。初凝時(shí)間2hl3min，終凝時(shí)間6h07min。實(shí)施例四
采用以下重量百分比的各組分制備無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥:再生微粉25%，鋼渣微粉35%，礦渣15%，脫硫石膏10%，堿渣10%，外加劑(硅酸鈣、石灰和三乙醇胺等重量比混合)5%。無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥的技術(shù)指標(biāo):其3天抗壓強(qiáng)度為17.4MPa，3天抗折強(qiáng)度為4.2MPa ；28天抗壓強(qiáng)度為44.5Mpa，28天抗折強(qiáng)度為7.9Mpa。試餅法、雷氏法安定性都合格。初凝時(shí)間2h30min，終凝時(shí)間5h55min。
實(shí)施例五
采用以下重量百分比的各組分制備無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥:再生微粉35%，鋼渣微粉35%，礦渣15%，脫硫石膏9%，堿渣5%，外加劑(硅酸鈣和石灰等重量比混合)1%。無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥的技術(shù)指標(biāo):其3天抗壓強(qiáng)度為18.1MPa, 3天抗折強(qiáng)度為6.2MPa ；28天抗壓強(qiáng)度為48.5Mpa，28天抗折強(qiáng)度為8.5Mpa。試餅法、雷氏法安定性都合格。初凝時(shí)間lh58min，終凝時(shí)間5h25min。實(shí)施例六
采用以下重量百分比的各組分制備無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥:再生微粉25%，鋼渣微粉45%，礦渣15%，脫硫石膏9%，堿渣5%，外加劑(硅酸鈉、硫鋁酸鹽和硅酸鈣等重量比混合)1%。無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥的技術(shù)指標(biāo):其3天抗壓強(qiáng)度為17.5MPa，3天抗折強(qiáng)度為4.3MPa ；28天抗壓強(qiáng)度為48.5Mpa，28天抗折強(qiáng)度為8.2Mpa。試餅法、雷氏法安定性都合格。初凝時(shí)間2h3 0min，終凝時(shí)間5hl0min。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥，其特征在于:它由以下重量百分比的各組分制備而成:再生微粉25 35%，鋼渣微粉35 45%，礦渣15 25%，脫硫石膏8 15%，堿渣5 15%，外加劑I 5%;上述各組分的百分比總和為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥，其特征在于:它由以下重量百分比的各組分制備而成:再生微粉25 30%，鋼渣微粉35 40%，礦渣15 18%，脫硫石膏8 12%，堿渣6 10%，外加劑3 5% ;上述各組分的百分比總和為100%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥，其特征在于:所述的鋼渣微粉為熱潑法處理過(guò)的鋼渣經(jīng)活化處理、球磨至比表面積大于450 m2/kg的鋼渣微粉。
4.權(quán)利要求1或2所述的無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥，其特征在于:所述的脫硫石膏為發(fā)電廠濕法煙氣脫硫產(chǎn)生的濕排石膏，脫硫石膏中三氧化硫的質(zhì)量百分含量大于38%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥，其特征在于:所述的再生微粉由廢棄混凝土生產(chǎn)再生集料過(guò)程中產(chǎn)生的粒徑小于0.23mm的粉料經(jīng)球磨至比表面積大于400mm2/kg并經(jīng)過(guò)活化處理制備而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥，其特征在于:所述的堿渣是制堿企業(yè)的堿性固體廢棄物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥，其特征在于:所述的外加劑為硅酸鈉、硫酸鈉、硫鋁酸鹽、硅酸鈣、石灰、三乙醇胺中的兩種或兩種以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥，其特征在于:所述的礦渣為28天活性指數(shù)大 于95%的礦渣。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥，它由以下重量百分比的各組分制備而成再生微粉25~35%，鋼渣微粉35~45%，礦渣15~25%，脫硫石膏8~15%，堿渣5~15%，外加劑1~5%；上述各組分的百分比總和為100%，本發(fā)明的無(wú)熟料鋼渣再生微粉復(fù)合水泥具有在可以保證水泥質(zhì)量的同時(shí)，又可以充分利用廢棄資源，減少礦山開(kāi)采、減少CO2排放量、改善環(huán)境和降低能耗的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C04B7/21GK103241966SQ201310172278
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月10日
發(fā)明者孫家瑛, 高先芳 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院