CN102515588A

CN102515588A - 一种生态型胶凝材料

Info

Publication number: CN102515588A
Application number: CN2011104281617A
Authority: CN
Inventors: 赵风清; 张志国; 郭斌; 曹素改; 李佩欣; 穆琰; 付应利; 梁雪松
Original assignee: Hebei University of Science and Technology
Current assignee: Hebei University of Science and Technology
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2031-12-20
Also published as: CN102515588B

Abstract

本发明涉及一种生态型胶凝材料，其组分为：建筑垃圾砖粉40～60份、矿渣15～30份、钢厂半干法烧结烟气脱硫灰10～20份、复合助磨激发剂10～15份；所述复合助磨激发剂，是采用如下重量份数比的原料制成：煅烧改性脱硫石膏70～85份，五水偏硅酸钠5～10份，铝酸钠5～10份，萘系减水剂1～5份，三乙醇胺0.1～0.5份，腐植酸钾0.05～0.1份，丙三醇0.05～0.1份。本发明利用物料间的协同互补作用，实现了建筑垃圾砖粉和半干法脱硫灰等固体废弃物的资源化利用，变废为利。

Description

一种生态型胶凝材料

技术领域

本发明属于化工建材应用技术领域，具体涉及一种利用建筑垃圾、矿渣、半干法脱硫灰等固体废弃物制备的生态型胶凝材料。

背景技术

目前，我国正处在房屋拆建的高峰时期，都年产生的建筑垃圾数以亿吨计。建筑垃圾中大多是固体废弃物，包括石块、混凝土块、砖块、陶瓷碎块等。我国建筑垃圾处理产业化研究起步较晚，多以简单填埋和堆弃处理为主。这不仅侵占大量土地，而且加重了对大气、水环境的污染，给社会、环境和资源带来许多不利的影响。建筑垃圾的资源化利用，既可使建筑废弃物循环再生，又利于保护生态环境，成为本世纪人们关注的焦点。

国内外对于建筑垃圾的资源化研究大多集中在再生骨料的利用，而用作胶凝材料生产的研究甚少。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种生态型胶凝材料，实现了建筑垃圾砖粉等固废的资源化利用，变废为宝，减少固废堆存占地和对周边生态环境的影响；还能够缓解水泥产业对资源、能源的大量消耗，降低水泥生产成本的同时保护改善生态环境，有良好的环境效益、经济效益和社会效益。

本发明的技术方案为：

本发明为一种利用建筑垃圾砖粉等固体废弃物制备的生态型胶凝材料，其是由下述的重量份数比的组分组成：建筑垃圾砖粉40～60份、矿渣15～30份、脱硫灰10～20份、复合助磨激发剂10～15份；其中固体废弃物掺量在95%以上，产品性能满足GB/T 3183-2003《砌筑水泥》标准要求。

所述复合助磨激发剂，是采用如下重量份数比的原料制成：改性脱硫石膏70～85份，五水偏硅酸钠5～10份，铝酸钠5～10份，萘系减水剂1～5份，三乙醇胺0.1～0.5份，腐植酸钾0.05～0.1份，丙三醇0.05～0.1份。

本发明中所述建筑垃圾砖粉为拆除旧建筑物产生的废弃烧结粘土砖破碎而成；脱硫灰是半干法烟气脱硫工艺中烧结烟气与脱硫剂反应后经旋风分离器、电除尘器或袋式除尘器分离后收集的尘灰。

本发明所述生态型胶凝材料的制备工艺为：首先将废弃烧结粘土砖用颚式破碎机破碎至粒径5mm以下制成垃圾砖粉；其次将砖粉、矿渣以及半干法烟气脱硫灰分别烘干至水含量不大于2%；然后将砖粉、矿渣、脱硫灰和复合助磨激发剂分别按配比的比例计量，利用球磨机共同研磨至45μm方孔筛筛余量不大于10%，最后产品密封包装即可。

其中复合助磨激发剂的制备方法为：将电厂脱硫石膏经800℃高温炉煅烧1小时制得改性脱硫石膏，再将改性脱硫石膏、五水偏硅酸钠、铝酸钠、萘系减水剂、腐植酸钾分别按比例计量、混合制得固体混合物，将液态的三乙醇胺和丙三醇分别按比例计量、喷入固体混合物，最后用混料机混合均匀，并密封包装即可。

本发明的有益效果为：

本发明利用建筑垃圾、矿渣、半干法脱硫灰等固体废弃物制备生态型胶凝材料，实现了建筑垃圾砖粉等固废的资源化利用，变废为宝，减少固废堆存占地和对周边生态环境的影响；生态型胶凝材料生产过程中无需掺入水泥熟料，能够缓解水泥产业对资源、能源的大量消耗，降低水泥生产成本的同时保护改善生态环境，有良好的环境效益、经济效益和社会效益。

在本发明中建筑垃圾废砖粉的组成以二氧化硅和三氧化二铝为主，属人造火山灰材料；半干法烧结烟气脱硫灰中含有硫酸钙、亚硫酸钙和游离氧化钙等成分,在水泥和混凝土中的应用受到限制（其中三氧化硫超标），本发明利用其中硫酸钙和游离态的氧化钙与废砖粉中的二氧化硅和三氧化二铝反应生成水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙等水硬性矿物，从而增强水化体系的强度。经科学计算和大量的试验证明，脱硫灰掺量控制在一定的范围，亚硫酸钙不会对水化体系的性能造成危害。

鉴于废砖粉中钙含量偏低，本发明中的胶凝材料体系加入一定量的矿渣，其中的硅酸二钙可以调节体系的水化产物和水化速度，改善胶凝材料的凝结硬化性能。

为了提高胶凝材料的易磨性和早期强度，开发了以改性脱硫石膏为主要组份的专用复合助磨激发剂。其中改性脱硫石膏采用燃煤电厂湿法脱硫产物（二水硫酸钙含量95%以上），经800℃高温炉煅烧1小时制得无水石膏，其他原料为市场上购得的工业品。专用复合助磨激发剂主要有以下三点贡献：①提高水泥磨机的效率，节约粉磨电耗约20%；②提高胶凝材料各龄期强度；③改善水泥凝结时间。

本发明的主要优点

本发明利用复合激发（物理和化学激发）技术，提高体系的水化活性：通过添加助磨剂，降低粉磨阻力、阻止微粒聚集，从而改善磨内工作环境，提高物料研磨效率；通过碱性助剂激发体系中硅、铝等组分的活性，发挥不同材料在水泥水化硬化过程中的“协同组合”作用；通过建筑垃圾砖粉和矿渣复配，使体系成为兼有火山灰性和潜在水硬性的胶凝材料，实现建筑垃圾等固体废弃物的资源化利用；利用脱硫灰中的游离氧化钙和硫酸钙组分，增加体系水化早期的碱度，促进水化反应的进行，提高体系的早期强度。产品大量利用固体废弃物（无需掺加水泥熟料），生产成本低廉，符合我国节能减排和发展循环经济的需要。

本发明生产原料易得、价格便宜，生产工艺技术简单，产品质量可靠、市场广阔。无论于国于民、还是于企业于社会都有着显著的社会效益和经济效益，推广应用前景广阔。

具体实施方式

下面结合本发明的几个具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

本发明实施例所述产品的配方采用如下工艺：首先将废弃烧结粘土砖用颚式破碎机破碎至粒径5mm以下制成垃圾砖粉；其次将砖粉、矿渣、半干法烟气脱硫灰分别烘干至水含量不大于2%；然后将砖粉、矿渣、脱硫灰和复合助磨激发剂分别按配比比例计量，利用球磨机共同研磨至45μm方孔筛筛余量不大于10%，产品密封包装即可出厂。　

其中复合助磨激发剂的制备工艺为：将电厂脱硫石膏经800℃高温炉煅烧1小时制得改性脱硫石膏，再将改性脱硫石膏、五水偏硅酸钠、铝酸钠、萘系减水剂、腐植酸钾分别按比例计量、混合制得固体混合物，将液态的三乙醇胺和丙三醇分别按比例计量、喷入固体混合物，最后用混料机混合均匀，密封袋包装即可。

实施例一

胶凝材料配比为：建筑垃圾砖粉55份、矿渣25份、脱硫灰10份、复合助磨激发剂10份；其中复合助磨激发剂的配比为：煅烧改性脱硫石膏75份，五水偏硅酸钠10份，铝酸钠10份，萘系减水剂4.7份，三乙醇胺0.2份，腐植酸钾0.05份，丙三醇0.05份。

物料经计量、研磨制成胶凝材料，经检测胶凝材料的有关性能指标如下表所示：

实施例二

胶凝材料配比为：建筑垃圾砖粉60份、矿渣15份、脱硫灰13%、复合助磨激发剂12份；其中复合助磨激发剂的配比为：煅烧改性脱硫石膏80份，五水偏硅酸钠8份，铝酸钠7份，萘系或聚羧酸减水剂4.7份，三乙醇胺0.2份，腐植酸钾0.05份，丙三醇0.05份。

Claims

1.一种生态型胶凝材料，其特征在于：

所述生态型胶凝材料是由下述的重量份数比的组分组成：建筑垃圾砖粉40～60份、矿渣15～30份、脱硫灰10～20份、复合助磨激发剂10～15份；

所述复合助磨激发剂，是采用如下重量份数比的原料制成：煅烧改性脱硫石膏70～85份，五水偏硅酸钠5～10份，铝酸钠5～10份，萘系减水剂1～5份，三乙醇胺0.1～0.5份，腐植酸钾0.05～0.1份，丙三醇0.05～0.1份。

2.根据权利要求1所述的一种生态型胶凝材料，其特征在于：所述建筑垃圾砖粉为拆除旧建筑物产生的废弃烧结粘土砖破碎而成；脱硫灰是半干法烟气脱硫工艺中烧结烟气与脱硫剂反应后经旋风分离器、电除尘器或袋式除尘器分离后收集的尘灰。