本發(fā)明屬于公路工程無(wú)機(jī)混合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)機(jī)結(jié)合料及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋼鐵業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，鋼鐵生產(chǎn)中球團(tuán)、燒結(jié)過(guò)程會(huì)消耗大量的含硫煤炭燃料和礦石，同時(shí)排放出大量的SO2，2011年排放總量為251萬(wàn)噸，僅次于電力工業(yè)，位居全國(guó)第二位。
現(xiàn)有煙氣脫硫技術(shù)可分為濕法、干法和半干法3種，其中半干法脫硫工藝由于脫硫效率高、工藝流程短、占地面積小、投資小等優(yōu)點(diǎn)，兼有干法和濕法的一些特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于我國(guó)鋼鐵、球燒煙氣處理過(guò)程中。
半干法脫硫灰成分以亞硫酸鈣為主，其含量可達(dá)40％，如果利用不合理，比如煅燒溫度過(guò)高等，就可能釋放出二氧化硫，造成二次污染；目前尚無(wú)成熟穩(wěn)定的綜合利用途徑，大多露天堆放或填坑溝。隨著節(jié)能減排政策的實(shí)施，脫硫灰的綜合利用迫在眉睫。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明的主要目的在于提供一種無(wú)機(jī)結(jié)合料及其制備方法，所述無(wú)機(jī)結(jié)合料以改性脫硫灰替代現(xiàn)有無(wú)機(jī)料中的部分白灰和粉煤灰，且本發(fā)明能夠保證摻入改性脫硫灰后白灰粉煤灰無(wú)機(jī)混合料的性能，具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種無(wú)機(jī)結(jié)合料，包括如下重量份數(shù)的原料：
白灰3～6份，粉煤灰8～15份，集料75～85份，氧化劑改性的脫硫灰漿體4～8份，水3～6份。
作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述白灰為建筑標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)。
作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述粉煤灰為建筑標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)。
作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述集料為符合公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程JTG E42-2005的集料。
作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述脫硫灰是鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)煙氣工藝半干法脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)固體廢棄物。
作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述氧化劑選自次氯酸鈉、過(guò)碳酸鈉、過(guò)硼酸鈉、過(guò)硼酸鉀。
一種無(wú)機(jī)結(jié)合料的制備方法，所述方法包括：將氧化劑改性的脫硫灰漿體、白灰、粉煤灰、集料和水?dāng)嚢杌旌希玫剿鰺o(wú)機(jī)結(jié)合料。
作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述脫硫灰漿體的改性方法包括：按重量份數(shù)計(jì)，將氧化劑水溶液7～9份和脫硫灰1～3份混合攪拌均勻，得到改性的脫硫灰漿體。
作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述氧化劑水溶液的濃度為2～5％。
作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述混合攪拌的時(shí)間為20-60min。
本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明的無(wú)機(jī)結(jié)合料中以改性脫硫灰替代部分白灰和粉煤灰，且能夠保證摻入改性脫硫灰后白灰粉煤灰無(wú)機(jī)結(jié)合料的性能。本發(fā)明將脫硫灰通過(guò)改性，應(yīng)用于白灰粉煤灰無(wú)機(jī)混合料中，將廢棄的脫硫灰再次資源利用，同時(shí)也解決了脫硫灰污染環(huán)境的問(wèn)題，具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。
(2)現(xiàn)有脫硫灰中含有大量亞硫酸鈣，其性質(zhì)不穩(wěn)定，在一定條件下會(huì)氧化成硫酸鈣，引起體積膨脹，本發(fā)明在將其應(yīng)用于無(wú)機(jī)結(jié)合料中時(shí)，將脫硫灰進(jìn)行改性，使得其中的亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣，降低了亞硫酸鈣含量，使其性質(zhì)穩(wěn)定，確保了無(wú)機(jī)結(jié)合料的強(qiáng)度和質(zhì)量。
(3)經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，本發(fā)明添加改性脫硫灰漿體后的白灰粉煤灰無(wú)機(jī)結(jié)合料強(qiáng)度均達(dá)到JTJ034-2000公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范中所有道路基層和底基層的規(guī)定，實(shí)用性強(qiáng)，且制備方法簡(jiǎn)單。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明通過(guò)提供一種無(wú)機(jī)結(jié)合料及其制備方法，將脫硫灰通過(guò)改性，應(yīng)用于白灰粉煤灰無(wú)機(jī)混合料中，將廢棄的脫硫灰再次資源利用，同時(shí)也解決了脫硫灰污染環(huán)境的問(wèn)題。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例的主要思路是：
本發(fā)明實(shí)施例無(wú)機(jī)結(jié)合料，包括如下重量份數(shù)的原料：
白灰3～6份，粉煤灰8～15份，集料75～85份，氧化劑改性的脫硫灰漿體4～8份，水3～6份。
所述白灰中有效含量是氧化鈣(CaO)和氧化鎂(MgO)的含量。
粉煤灰是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來(lái)的細(xì)灰。
所述白灰和粉煤灰為建筑標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)時(shí)即可達(dá)到本發(fā)明的效果。
所述集料是用于配制混凝土或砂漿的顆粒狀松散材料，也稱(chēng)骨料。在混凝土中集料一般占體積的70～80％，主要起骨架作用。
所述脫硫灰是鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)煙氣工藝半干法脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)固體廢棄物。
所述氧化劑選自次氯酸鈉、過(guò)碳酸鈉、過(guò)硼酸鈉和過(guò)硼酸鉀。
半干法脫硫灰成分以亞硫酸鈣為主，其含量可達(dá)40％，過(guò)高的亞硫酸鈣含量使其在用作水泥摻合料時(shí)受到限制，只能少量摻加；而次氯酸鈉、過(guò)碳酸鈉、過(guò)硼酸鈉、過(guò)硼酸鉀在堿性介質(zhì)下具有很高的氧化性。脫硫灰中含有一定量的CaO，其水溶液呈堿性。因此，可利用次氯酸鈉、過(guò)碳酸鈉、過(guò)硼酸鈉、過(guò)硼酸鉀作為氧化劑將脫硫灰中的亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣。
本發(fā)明實(shí)施例無(wú)機(jī)結(jié)合料的制備方法，所述方法包括：將氧化劑改性的脫硫灰漿體、白灰、粉煤灰、集料和水?dāng)嚢杌旌?，得到所述無(wú)機(jī)結(jié)合料。
所述脫硫灰漿體的改性方法包括：按重量份數(shù)計(jì)，將氧化劑水溶液7～9份和脫硫灰1～3份混合攪拌均勻，得到改性的脫硫灰漿體。
所述氧化劑水溶液的濃度為2～5％。
為了讓本發(fā)明之上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉數(shù)實(shí)施例，來(lái)說(shuō)明本發(fā)明所述之無(wú)機(jī)結(jié)合料及其制備方法。
實(shí)施例1
本發(fā)明實(shí)施例1無(wú)機(jī)結(jié)合料，按重量份數(shù)計(jì)，其組份包括：白灰3份，粉煤灰10份，集料85份，改性脫硫灰漿體4份，水6份，混合攪拌而成。
所述白灰為建筑標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)。
所述粉煤灰為建筑標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)。
所述集料為符合公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程JTG E42-2005的集料。
所述脫硫灰是鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)煙氣工藝半干法脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)固體廢棄物。
所述氧化劑為次氯酸鈉。
本發(fā)明實(shí)施例1無(wú)機(jī)結(jié)合料的制備方法，所述方法包括：將氧化劑改性的脫硫灰漿體、白灰、粉煤灰、集料和水?dāng)嚢杌旌隙伞?/p>
所述脫硫灰漿體的改性方法包括：按重量份數(shù)計(jì)，將氧化劑水溶液7份和脫硫灰1份混合攪拌均勻，得到改性的脫硫灰漿體。
所述氧化劑水溶液的濃度為2％。
無(wú)機(jī)料無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果如表1所示：
表1
JTJ034-2000公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范中規(guī)定，各級(jí)公路用石灰穩(wěn)定土的7d浸水抗壓強(qiáng)度應(yīng)符合表2的規(guī)定。
表2石灰穩(wěn)定土的7d浸水抗壓強(qiáng)度
從表1和表2可以看出，本發(fā)明實(shí)施例1添加改性脫硫灰漿體的白灰粉煤灰無(wú)機(jī)結(jié)合料強(qiáng)度達(dá)到JTJ034-2000公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范中所有道路基層和底基層的規(guī)定。
實(shí)施例2
本發(fā)明實(shí)施例2無(wú)機(jī)結(jié)合料，按重量份數(shù)計(jì)，其組份包括：白灰5份，粉煤灰8份，集料85份，改性脫硫灰漿體4份，水6份，混合攪拌而成。
所述白灰為建筑標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)。
所述粉煤灰為建筑標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)。
所述集料為符合公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程JTG E42-2005的集料。
所述脫硫灰是鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)煙氣工藝半干法脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)固體廢棄物。
所述氧化劑為過(guò)碳酸鈉。
本發(fā)明實(shí)施例2無(wú)機(jī)結(jié)合料的制備方法，所述方法包括：將氧化劑改性的脫硫灰漿體、白灰、粉煤灰、集料和水?dāng)嚢杌旌隙伞?/p>
所述脫硫灰漿體的改性方法包括：按重量份數(shù)計(jì)，將氧化劑水溶液9份和脫硫灰3份混合攪拌均勻，所述攪拌時(shí)間為20-60min，得到改性的脫硫灰漿體。
所述氧化劑水溶液的濃度為5％。
無(wú)機(jī)料無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果如表3所示。
表3
從表2和表3可以看出，本發(fā)明實(shí)施例2添加改性脫硫灰漿體的白灰粉煤灰無(wú)機(jī)結(jié)合料強(qiáng)度達(dá)到JTJ034-2000公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范中所有道路基層和底基層的規(guī)定。
實(shí)施例3
本發(fā)明實(shí)施例3無(wú)機(jī)結(jié)合料，按重量份數(shù)計(jì)，其組份包括：白灰3份，粉煤灰8份，集料85份，改性脫硫灰漿體6份，水4份，混合攪拌而成。
所述白灰為建筑標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)。
所述粉煤灰為建筑標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)。
所述集料為符合公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程JTG E42-2005的集料。
所述脫硫灰是鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)煙氣工藝半干法脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)固體廢棄物。
所述氧化劑為過(guò)硼酸鈉。
本發(fā)明實(shí)施例3無(wú)機(jī)結(jié)合料的制備方法，所述方法包括：將氧化劑改性的脫硫灰漿體、白灰、粉煤灰、集料和水?dāng)嚢杌旌隙伞?/p>
所述脫硫灰漿體的改性方法包括：按重量份數(shù)計(jì)，將氧化劑水溶液8份和脫硫灰2份混合攪拌均勻，得到改性的脫硫灰漿體。
所述氧化劑水溶液的濃度為3％。
無(wú)機(jī)料無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果如表4所示。
表4
從表2和表4可以看出，本發(fā)明實(shí)施例3添加改性脫硫灰漿體的白灰粉煤灰無(wú)機(jī)結(jié)合料強(qiáng)度達(dá)到JTJ034-2000公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范中所有道路基層和底基層的規(guī)定。
實(shí)施例4
本發(fā)明實(shí)施例4無(wú)機(jī)結(jié)合料，按重量份數(shù)計(jì)，其組份包括：白灰6份，粉煤灰15份，集料75份，改性脫硫灰漿體8份，水3份，混合攪拌而成。
所述白灰為建筑標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)。
所述粉煤灰為建筑標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)。
所述集料為符合公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程JTG E42-2005的集料。
所述脫硫灰是鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)煙氣工藝半干法脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)固體廢棄物。
所述氧化劑為過(guò)硼酸鉀。
本發(fā)明實(shí)施例4無(wú)機(jī)結(jié)合料的制備方法，所述方法包括：將氧化劑改性的脫硫灰漿體、白灰、粉煤灰、集料和水?dāng)嚢杌旌隙伞?/p>
所述脫硫灰漿體的改性方法包括：按重量份數(shù)計(jì)，將氧化劑水溶液8份和脫硫灰2份混合攪拌均勻，得到改性的脫硫灰漿體。
所述氧化劑水溶液的濃度為4％。
無(wú)機(jī)料無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果如表5所示。
表5
從表2和表5可以看出，本發(fā)明實(shí)施例3添加改性脫硫灰漿體的白灰粉煤灰無(wú)機(jī)結(jié)合料強(qiáng)度達(dá)到JTJ034-2000公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范中所有道路基層和底基層的規(guī)定。
實(shí)施例5
本發(fā)明實(shí)施例5無(wú)機(jī)結(jié)合料，按重量份數(shù)計(jì)，其組份包括：白灰4份，粉煤灰12份，集料80份，改性脫硫灰漿體5份，水4份，混合攪拌而成。
所述白灰為建筑標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)。
所述粉煤灰為建筑標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)。
所述集料為符合公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程JTG E42-2005的集料。
所述脫硫灰是鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)煙氣工藝半干法脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)固體廢棄物。
所述氧化劑為次氯酸鈉和過(guò)碳酸鈉。
本發(fā)明實(shí)施例5無(wú)機(jī)結(jié)合料的制備方法，所述方法包括：將氧化劑改性的脫硫灰漿體、白灰、粉煤灰、集料和水?dāng)嚢杌旌隙伞?/p>
所述脫硫灰漿體的改性方法包括：按重量份數(shù)計(jì)，將氧化劑水溶液8份和脫硫灰2份混合攪拌均勻，得到改性的脫硫灰漿體。
所述氧化劑水溶液的濃度為5％。
無(wú)機(jī)料無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果如表6所示。
表6
從表2和表6可以看出，本發(fā)明實(shí)施例3添加改性脫硫灰漿體的白灰粉煤灰無(wú)機(jī)結(jié)合料強(qiáng)度達(dá)到JTJ034-2000公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范中所有道路基層和底基層的規(guī)定。
上述本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案，至少具有如下的技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：
(1)本發(fā)明的無(wú)機(jī)結(jié)合料中以改性脫硫灰替代部分白灰和粉煤灰，且能夠保證摻入改性脫硫灰后白灰粉煤灰無(wú)機(jī)結(jié)合料的性能。本發(fā)明將脫硫灰通過(guò)改性，應(yīng)用于白灰粉煤灰無(wú)機(jī)混合料中，將廢棄的脫硫灰再次資源利用，同時(shí)也解決了脫硫灰污染環(huán)境的問(wèn)題，具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。
(2)現(xiàn)有脫硫灰中含有大量亞硫酸鈣，其性質(zhì)不穩(wěn)定，在一定條件下會(huì)氧化成硫酸鈣，引起體積膨脹，本發(fā)明在將其應(yīng)用于無(wú)機(jī)結(jié)合料中時(shí)，將脫硫灰進(jìn)行改性，使得其中的亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣，降低了亞硫酸鈣含量，使其性質(zhì)穩(wěn)定，確保了無(wú)機(jī)結(jié)合料的強(qiáng)度和質(zhì)量。
(3)經(jīng)實(shí)際使用證實(shí)，本發(fā)明添加改性脫硫灰漿體后的白灰粉煤灰無(wú)機(jī)結(jié)合料強(qiáng)度均達(dá)到JTJ034-2000公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范中所有道路基層和底基層的規(guī)定，實(shí)用性強(qiáng)，且制備方法簡(jiǎn)單。
盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。