CN102515595A

CN102515595A - 一种脱硫废渣复合胶凝材料及其制得的砂浆

Info

Publication number: CN102515595A
Application number: CN2011103746829A
Authority: CN
Inventors: 赵立群; 叶蓓红; 陈宁; 钱耀丽
Original assignee: Shanghai Building Science Research Institute Group Co Ltd
Current assignee: Shanghai Building Science Research Institute Group Co Ltd
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2012-06-27

Abstract

本发明涉及建筑材料领域，公开了一种脱硫废渣复合胶凝材料，其组成包括以下重量比的成分：脱硫废渣25％～40％，工业化学石膏60％～75％，无机矿物添加剂0～20％，化学添加剂0～2％。脱硫废渣为干法脱硫灰渣、湿法脱硫石膏、半干法脱硫灰渣中的至少一种；无机矿物添加剂为水泥、粉煤灰、矿粉、钢渣中的至少一种；化学添加剂为K₂SO₄、Al₂(SO₄)₃、明矾中的至少一种。用上述胶凝材料制备的砂浆，抗压强度和拉伸粘结强度等性能与水泥砂浆性能基本一致，可达到相关标准要求。本发明高效利用固体废弃物，利用免烧处理工艺、高效激发预处理技术配制高性能、低成本的复合胶凝材料，可减少污染，节约能源。

Description

一种脱硫废渣复合胶凝材料及其制得的砂浆

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体为一种脱硫废渣复合胶凝材料及含有该材料的砂浆材料。

背景技术

我国是以煤炭火电为主要能源的国家，遍布大中城市周边的火电厂煤炭燃烧产生的SO₂成为大气污染的主要原因之一，因此火电厂必须实施烟气脱硫。烟气脱硫技术可分为湿法、半干法、干法三大类。随着国家对电力环保，特别是减少二氧化硫对大气污染重视程度的提高，我国火电厂烟气脱硫改造进入了高速成长期，产生大量脱硫废渣。上海燃煤电厂脱硫废渣年排放量可达200万吨，根据市政府《上海市脱硫石膏综合利用和安全处置实施方案》沪府办[2009]56号文件的安排，约有100万吨的脱硫废渣将在水泥厂、纸面石膏板厂和二条石膏煅烧示范线上找到出路，但需通过烘干煅烧等预处理措施，预处理过程能耗大，限制脱硫废渣的高效利用，多出的100万吨脱硫废渣，特别是干法脱硫废渣暂无综合利用的途径。由于脱硫废渣资源化利用技术的不足，我国脱硫废渣的处置和资源化利用面临严峻形势。大量堆放的脱硫废渣，影响了生态环境和电厂安全运行，对脱硫石膏进行循环、资源化利用是一个迫切需要解决的问题。建设领域具有大量消纳脱硫废渣的潜力，脱硫废渣新型建材的研究、开发和产业化推广应用，对节能减排、发展循环经济具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种免烧型、高废渣利用率、低成本的脱硫废渣复合胶凝材料。

本发明的另一目的在于提供一种含有这种脱硫废渣复合胶凝材料的砂浆。

为实现本发明的发明目的，所采用技术方案如下：

一种脱硫废渣复合胶凝材料，为免烧型，其组成及配比为：脱硫废渣25％～40％，工业化学石膏60％～75％，无机矿物添加剂0～20％，化学添加剂0～2％。所述百分比均为重量百分比。

所述脱硫废渣为干法脱硫灰渣、湿法脱硫石膏、半干法脱硫灰渣中的一种或一种以上的混合物，主要成分为CaO、Ca(OH)₂、CaSO₄或CaSO₄·2H₂O。

所述工业化学石膏为工业化学合成过程的副产物，主要成分为CaSO₄或CaSO₄·2H₂O。

所述无机矿物添加剂为水泥、粉煤灰、矿粉、钢渣中的一种或一种以上的混合物。

所述化学添加剂为K₂SO₄、Al₂(SO₄)₃、明矾(KAl(SO₄)₂·12H₂O)中的一种或一种以上的混合物。

一种砂浆，含有上述脱硫废渣复合胶凝材料，其组成包括以下重量比的成分：脱硫废渣复合胶凝材料25％～33％，砂浆稠化粉0.5％～2.0％，砂66％～75％；另外加入上述成分总重量10％～18％的水。所得到的砂浆材料抗压强度和拉伸粘结强度等性能与水泥砂浆性能基本一致，可达到相关标准要求。

本发明无需对脱硫废渣进行高温加热煅烧，采用高效激发预处理技术激发活性，降低能耗，降低材料成本。通过预处理技术，能够有效调节脱硫废渣复合胶凝材料初终凝时间，利用其配制的砂浆相比半水石膏配制的粉刷石膏可操作时间明显延长，解决了粉刷石膏凝结过快的难题。利用脱硫废渣复合胶凝材料配制的砂浆相比水泥基砂浆具有收缩小的优点，能有效解决粉刷层的开裂问题。

本发明涉及的脱硫废渣复合胶凝材料是利用免烧处理工艺、高效激发预处理技术配制而成的复合胶凝材料。脱硫废渣复合胶凝材料具有性能稳定、强度高、生产能耗低、废渣利用率高等特点，材料成本相比水泥和石膏大幅降低，为脱硫废渣的高效利用开辟了新的途径。

本发明的原材料几乎全部是固体废弃物，高效利用了脱硫废渣、工业化学合成副产物如工业化学石膏等固体废弃物和多种添加剂，在消纳工业固体废弃物的同时，降低了生产成本和能耗，减少环境污染，并为建筑业提供一种性能良好、成本低廉的建筑胶凝材料。推动胶凝材料科学的发展，并有助于减少环境污染、节约能源。

具体实施方式

下面结合具体的实施例进一步说明本发明是如何实现的：

实施例1

将重量百分比为70％的工业化学石膏(主要成分为CaSO₄)与30％的脱硫废渣混合均匀，研磨至筛余小于20％(0.08mm方孔筛)，制得脱硫废渣复合胶凝材料。

25kg的上述制得的脱硫废渣复合胶凝材料、1kg的砂浆稠化粉、74kg的砂，加入15.8kg的水搅拌均匀，制得脱硫废渣砂浆材料。

实施例2

将组成(重量百分比)为：70％的工业化学石膏(主要成分为CaSO₄)、28％的脱硫废渣(干法脱硫灰渣与半干法脱硫灰渣按1∶1重量比的混合物)、1％的化学添加剂(硫酸钾、硫酸铝和明矾按1∶1∶1重量比的混合物)混合均匀，研磨至筛余小于20％(0.08mm方孔筛)，制得高强脱硫废渣复合胶凝材料。

25kg的上述制得的脱硫废渣复合胶凝材料、1kg的砂浆稠化粉、74kg的砂，加入15.8％的水搅拌均匀，制得脱硫废渣砂浆材料。

化学添加剂也可以用任意比的明矾或、硫酸钾和硫酸铝混合物，或者单独使用明矾、硫酸钾或硫酸铝。

实施例3

将组成(重量百分比)为：60％的工业化学石膏(主要成分为CaSO₄)、20％的脱硫废渣(湿法脱硫石膏与干法脱硫灰渣按1∶1重量比化合物)、20％的无机矿物添加剂(粉煤灰、水泥、矿粉和钢渣按任意比的混合物)混合均匀，研磨至筛余小于20％(0.08mm方孔筛)，制得脱硫废渣复合胶凝材料。

25kg的上述制得的脱硫废渣复合胶凝材料、1kg的砂浆稠化粉、74kg的砂，加入16.4kg的水搅拌均匀，制得脱硫废渣砂浆材料。

无机矿物添加剂也可以使用粉煤灰、水泥、矿粉或钢渣。

实施例4(对比例)

将8.8kg的42.5P.O水泥、9.6kg的II级低钙粉煤灰、78.6kg的河砂、3.0kg的砂浆稠化粉混合均匀，加入18.0kg的水搅拌均匀，制得水泥基DP5.0强度等级普通预拌砂浆。

本发明实施例1～3制得的脱硫废渣复合胶凝材料的性能如表一所示：

表一

从表一可以看出，脱硫废渣复合胶凝材料7d抗折、抗压强度较高，材料基本力学性能良好。

本发明实施例1～4制得的砂浆材料的性能如表二所示：

表二

注：实施例4测试28d抗压强度，为8.5MPa。

通过表二中实施例1～3和对比实施例4比较可知，利用脱硫废渣复合胶凝材料配制的砂浆材料的抗压强度和拉伸粘结强度与水泥基DP5.0强度等级普通预拌砂浆的性能基本一致，达到了相关标准的要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种脱硫废渣复合凝胶材料，其特征在于，组成包括以下重量比的成分：脱硫废渣25％～40％，工业化学石膏60％～75％，无机矿物添加剂0～20％，化学添加剂0～2％。

2.权利要求1所述脱硫废渣复合凝胶材料，其特征在于，所述脱硫废渣为干法脱硫灰渣、湿法脱硫石膏、半干法脱硫灰渣中的至少一种。

3.权利要求1所述脱硫废渣复合凝胶材料，其特征在于，所述无机矿物添加剂为水泥、粉煤灰、矿粉、钢渣中的至少一种。

4.权利要求1所述脱硫废渣复合凝胶材料，其特征在于，所述化学添加剂为K₂SO₄、Al₂(SO₄)₃、明矾中的至少一种。

5.一种砂浆，其特征在于，其组成包括以下重量比的成分：脱硫废渣复合胶凝材料25％～33％，砂浆稠化粉0.5％～2.0％，砂66％～75％；另外加入上述成分总重量10％～18％的水。