本發(fā)明涉及硅酸鹽水泥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種不易開(kāi)裂的生物灰硅酸鹽水泥及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
在我國(guó)，隨著再生能源循環(huán)利用受到全社會(huì)越來(lái)越多的重視，生物質(zhì)（主要是農(nóng)作物秸稈等）作為燃料替代傳統(tǒng)燃煤用于火力發(fā)電得到了快速推廣，而電廠(chǎng)的生物質(zhì)燃料余灰成了我國(guó)當(dāng)前排量逐年增多的工業(yè)廢料之一，這些余灰不僅污染環(huán)境，而且不加利用，也是浪費(fèi)資源。而水泥生產(chǎn)領(lǐng)域有著混合材的添加數(shù)量多，種類(lèi)廣等特點(diǎn)，一般有各種粉煤灰、火山灰、硅灰、礦渣及其他各種材料等，但利用生物灰作為混合材還沒(méi)見(jiàn)過(guò)。
因此，若是能將各種棉梗、谷殼、桔桿、蘆葦梗、木宵、竹枝葉燃燒后的生物灰應(yīng)用到水泥的制備中，以解決現(xiàn)有技術(shù)中水泥成本較高、不易開(kāi)裂性差、水泥易開(kāi)裂的不足，顯得意義十分重大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種能充分利用棉梗、谷殼、桔桿、蘆葦梗等燃燒后的生物灰作為混合材添加的不易開(kāi)裂的生物灰硅酸鹽水泥及其生產(chǎn)方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
一種不易開(kāi)裂的生物灰硅酸鹽水泥，其特征在于，包括下述重量百分比組分配制而成：普通硅酸鹽水泥熟料55%～75%、脫硫石膏4%～8%、腐殖土4.5%～10.0%、生物灰7～15%、聚乙烯醇1-3%、碎石粉5-10%、沸石粉5%～8%。
上述組分還包括生物菌外加劑0.2%～1.0%。
所述腐殖土中二氧化硅的含量超過(guò)80%，而且腐殖土是微生物得以生存的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境。所述聚乙烯醇可以增加流動(dòng)性及膠粘性。
所述生物菌外加劑為芽孢桿菌、光合細(xì)菌和巴斯德芽孢八疊球菌的混合外加劑，按重量計(jì)，芽孢桿菌：光合細(xì)菌：巴斯德芽孢八疊球菌=1～2：3～2：1。
所述光合細(xì)菌能夠捕捉空氣中的二氧化碳，能將二氧化碳變成碳酸根離子，而碳酸根離子可以跟鈣離子生成碳酸鈣，增強(qiáng)水泥的強(qiáng)度和密實(shí)度。
所述巴斯德芽孢八疊球菌是歐洲eco-cement研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功篩選出的耐惡劣環(huán)境的菌株。
上述不易開(kāi)裂的生物灰硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：
（1）制備水泥基材料：按配方比重將普通硅酸鹽水泥熟料、脫硫石膏、腐殖土、生物灰、沸石粉通過(guò)微機(jī)控制送入水泥磨中，磨制出通用硅酸鹽水泥漿；
（2）接種：將芽孢桿菌、光合細(xì)菌和巴斯德芽孢八疊球菌分別接種至各自的培養(yǎng)基中，在恒溫培養(yǎng)箱振蕩培養(yǎng)；
（3）離心：將步驟（2）生長(zhǎng)至穩(wěn)定期的菌株分別離心6～10min,離心轉(zhuǎn)速為3000～6000rpm；
（4）混合：將離心后所得濃度分別為1.0×106～1.0×108cell/ml、1.0×106～1.0×108cell/ml的芽孢桿菌液、光合細(xì)菌液和巴斯德芽孢八疊球菌液一起加入到步驟（1）的通用硅酸鹽水泥漿中，然后加入聚乙烯醇，攪拌混合，從而制得。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備的有益效果是：1、以生物灰代替部分水泥，廢物利用，也降低了成本；2、流動(dòng)度可達(dá)200～290mm，能夠滲透到水泥環(huán)、地層和套管接頭的微細(xì)縫中，對(duì)于易漏層、垂直裂縫性地層或孔隙性地層，具備了良好的擠水泥、堵漏和充填微小空隙的作用，滿(mǎn)足了實(shí)際應(yīng)用需求；3、腐殖土及生物灰的配合，形成了阻隔液體滲入的膜，有效限制了液相在漿體中的運(yùn)動(dòng)，滲透性降低；4、縮短了稠化時(shí)間及過(guò)渡時(shí)間；5、具有良好的韌性、多孔性、低密度的特點(diǎn)，使水泥在使用過(guò)程中水泥漿的密實(shí)性較強(qiáng)，增加抗腐蝕性，利于特殊環(huán)境中的施工；6、生物灰的加入，降低了導(dǎo)熱系數(shù)，增強(qiáng)了吸聲抗震能力；7、水化溫升較低，適用于大型混凝土工程；8、生物菌外加劑的加入，采用微生物礦化作用，在水泥漿內(nèi)部礦化形成方解石顆粒，增強(qiáng)水泥漿的密實(shí)度和強(qiáng)度，而且基于生物灰的水泥漿是生物菌很好的培養(yǎng)基。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在結(jié)合具體實(shí)施例，來(lái)對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。顯然，不能因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。下述實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，按照常規(guī)方法和條件，或按照商品說(shuō)明書(shū)選擇。
實(shí)施例一
不易開(kāi)裂的生物灰硅酸鹽水泥（強(qiáng)度等級(jí)42.5），由下述重量百分比組分配制而成：普通硅酸鹽水泥熟料69%、脫硫石膏4.5%、腐殖土8.5%、生物灰7%、聚乙烯醇1%、碎石粉5%、沸石粉5%。
生產(chǎn)方法：按配方比重將普通硅酸鹽水泥熟料、脫硫石膏、腐殖土、生物灰、碎石粉、沸石粉通過(guò)微機(jī)控制送入水泥磨中，磨制出通用硅酸鹽水泥漿，然后加入聚乙烯醇，從而制得。
本實(shí)施例生產(chǎn)的硅酸鹽水泥其物理性能詳見(jiàn)表一。
實(shí)施例二
不易開(kāi)裂的生物灰硅酸鹽水泥（強(qiáng)度等級(jí)42.5），由下述重量百分比組分配制而成：普通硅酸鹽水泥熟料62.5%、脫硫石膏4.5%、腐殖土7.0%、生物灰9%、聚乙烯醇2%、碎石粉10%、沸石粉5%。
生產(chǎn)方法同實(shí)施例一。
本實(shí)施例生產(chǎn)的硅酸鹽水泥其物理性能詳見(jiàn)表一。
實(shí)施例三
不易開(kāi)裂的生物灰硅酸鹽水泥（強(qiáng)度等級(jí)32.5），由下述重量百分比組分配制而成：普通硅酸鹽水泥熟料55.0%、脫硫石膏5%、腐殖土10.0%、生物灰12.0%、聚乙烯醇1%、碎石粉9.0%、沸石粉8.0%。
生產(chǎn)方法同實(shí)施例一。
本實(shí)施例生產(chǎn)的硅酸鹽水泥其物理性能詳見(jiàn)表一。
實(shí)施例四
不易開(kāi)裂的生物灰硅酸鹽水泥（強(qiáng)度等級(jí)42.5），由下述重量百分比組分配制而成：普通硅酸鹽水泥熟料67%、脫硫石膏4%、腐殖土4.5%、生物灰12%、聚乙烯醇2%、碎石粉5%、沸石粉5%及生物菌外加劑0.5%。
生物菌外加劑為芽孢桿菌、光合細(xì)菌和巴斯德芽孢八疊球菌的混合外加劑，按重量計(jì)，芽孢桿菌：光合細(xì)菌、巴斯德芽孢八疊球菌=1：3：1。巴斯德芽孢八疊球菌是歐洲eco-cement研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功篩選出的耐惡劣環(huán)境的菌株。
生產(chǎn)方法包括如下步驟：
（1）制備水泥基材料：按配方比重將普通硅酸鹽水泥熟料、脫硫石膏、腐殖土、生物灰、沸石粉通過(guò)微機(jī)控制送入水泥磨中，磨制出通用硅酸鹽水泥漿；
（2）接種：將芽孢桿菌、光合細(xì)菌和巴斯德芽孢八疊球菌分別接種至各自的培養(yǎng)基中，在恒溫培養(yǎng)箱振蕩培養(yǎng)；
（3）離心：將步驟（2）生長(zhǎng)至穩(wěn)定期的菌株分別離心6～10min,離心轉(zhuǎn)速為3000～6000rpm；
（4）混合：將離心后所得濃度分別為1.0×106～1.0×108cell/ml、1.0×106～1.0×108cell/ml、1.0×106～1.0×108cell/ml的芽孢桿菌液、光合細(xì)菌液和巴斯德芽孢八疊球菌液一起加入到步驟（1）的通用硅酸鹽水泥漿中，然后加入聚乙烯醇，攪拌混合，從而制得。
本實(shí)施例生產(chǎn)的硅酸鹽水泥其物理性能詳見(jiàn)表一。
實(shí)施例五
不易開(kāi)裂的生物灰硅酸鹽水泥（強(qiáng)度等級(jí)42.5）組分，按重量百分比計(jì)：普通硅酸鹽水泥熟料64.8%、脫硫石膏4%、腐殖土5.0%、生物灰12%、碎石粉6%、沸石粉6%、聚乙烯醇2%及生物菌外加劑0.2%。
生物菌外加劑為芽孢桿菌、光合細(xì)菌和巴斯德芽孢八疊球菌的混合外加劑，按重量計(jì)，芽孢桿菌：光合細(xì)菌、巴斯德芽孢八疊球菌=2：2：1。巴斯德芽孢八疊球菌是歐洲eco-cement研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功篩選出的耐惡劣環(huán)境的菌株。
生產(chǎn)方法同實(shí)施例四。
本實(shí)施例生產(chǎn)的硅酸鹽水泥其物理性能詳見(jiàn)表一。
實(shí)施例六
不易開(kāi)裂的生物灰硅酸鹽水泥（強(qiáng)度等級(jí)42.5），由下述重量百分比組分配制而成：普通硅酸鹽水泥熟料59%、脫硫石膏4%、腐殖土5.4%、生物灰15%、聚乙烯醇2%、碎石粉10%、沸石粉4%及生物菌外加劑0.6%。
生物菌外加劑為芽孢桿菌、光合細(xì)菌和巴斯德芽孢八疊球菌的混合外加劑，按重量計(jì)，芽孢桿菌：光合細(xì)菌、巴斯德芽孢八疊球菌=2：3：1。巴斯德芽孢八疊球菌是歐洲eco-cement研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功篩選出的耐惡劣環(huán)境的菌株。
生產(chǎn)方法同實(shí)施例四。
本實(shí)施例生產(chǎn)的硅酸鹽水泥其物理性能詳見(jiàn)表一。
實(shí)施例七
不易開(kāi)裂的生物灰硅酸鹽水泥（強(qiáng)度等級(jí)42.5）組分，由以下重量百分比的原料配制而成：普通硅酸鹽水泥熟料65%、脫硫石膏5%、腐殖土5.8%、生物灰8%、碎石粉8%、沸石粉5%、聚乙烯醇3%、生物菌外加劑0.2%。
生物菌外加劑為芽孢桿菌、光合細(xì)菌和巴斯德芽孢八疊球菌的混合外加劑，按重量計(jì)，芽孢桿菌：光合細(xì)菌、巴斯德芽孢八疊球菌=2：3：1。巴斯德芽孢八疊球菌是歐洲eco-cement研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功篩選出的耐惡劣環(huán)境的菌株。
生產(chǎn)方法同實(shí)施例四。
本實(shí)施例生產(chǎn)的硅酸鹽水泥其物理性能詳見(jiàn)表一。
實(shí)施例八
不易開(kāi)裂的生物灰硅酸鹽水泥（強(qiáng)度等級(jí)42.5）組分，由以下重量百分比的原料配制而成：普通硅酸鹽水泥熟料66.2%、脫硫石膏5%、腐殖土4.8%、生物灰12%、碎石粉5%、沸石粉4%、聚乙烯醇2%、生物菌外加劑1.0%。
生物菌外加劑為芽孢桿菌、光合細(xì)菌和巴斯德芽孢八疊球菌的混合外加劑，按重量計(jì)，芽孢桿菌：光合細(xì)菌、巴斯德芽孢八疊球菌=2：3：1。巴斯德芽孢八疊球菌是歐洲eco-cement研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功篩選出的耐惡劣環(huán)境的菌株。
生產(chǎn)方法同實(shí)施例四。
本實(shí)施例生產(chǎn)的硅酸鹽水泥其物理性能詳見(jiàn)表一。
下表一為實(shí)施例1至實(shí)施例8水泥的物理性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
表一：