CN103253877A - 一种复合水泥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水泥及其制备方法，尤其是一种复合水泥及其制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明将硅酸盐水泥熟料46～70份、石膏4～8份、活性污泥10～15份、粉煤灰10～30份、石灰石2～5份，共同磨细至比表面积大于300m2/Kg，获得的复合水泥，早期强度高，解决了提高复合水泥早期强度和高效利用水处理污泥的关键技术问题。该复合水泥3天和28天抗压强度分别达到17～25MPa和45～60MPa、抗折强度分别达到3.5～5MPa和6～8MPa，具有微膨胀特性，能够赋于砂浆、混凝土补偿收缩性能，提高砂浆、混凝土抗裂能力，适用于砂浆、混凝土及制品的生产。

Description

一种复合水泥及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种水泥及制备方法，尤其是一种复合水泥及其制备方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术
复合硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥，简称复合水泥。复合水泥中含有20%-50%混合材料，促进了工业废渣的再生利用，减轻了水泥熟料生产过程中的二氧化碳排放及生产能耗。但是，由于水泥水化产生的氢氧化钙与混合材料之间的火山灰反应通常发生在水泥水化的中后期，复合水泥的早期强度较低。大量掺用工业废渣的不利作用还表现在水泥抗折强度较低，增加砂浆、混凝土收缩及其早期开裂风险。申请人经过检索发现，一篇名为“城市污水厂剩余活性污泥生产生态水泥（化工学报第62卷第4期）”公开了利用生活污水处理厂污泥烧制水泥的技术，在水泥生料中掺入10%以下的活性污泥，能够增加生料的易烧性，降低液相形成温度，虽然明显减少f-CaO的生成，但增加了C2S的含量、降低了C3S的含量，使水泥中胶凝性矿物组分发生变化，并且污泥的掺入影响了水泥熟料的晶格结构，使水泥凝结时间延长。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提出一种复合水泥，
本发明通过以下技术方案解决技术问题：按重量份计，包括以下组分：
Figure BDA00003192624300011
Figure BDA00003192624300021
其中，所述石膏由脱硫石膏与硬石膏以1：1的质量比组成。所述活性污泥是将水处理污泥、电石渣和矿渣按照CaO/Al2O3+SiO2为0.83～1的摩尔比与水以质量比1：0.5进行混合（钙、硅、铝可通过化学分析确定，上述指标是可控的。），在180℃～190℃条件下蒸压养护6～8小时，再经750℃～800℃煅烧8～10℃小时得到。所述各原料的比表面积大于300m2/Kg。本发明将水处理污泥进行活化处理，作为混合材料使用，生产复合水泥，其有益作用是促进了复合水泥早期的水化硬化，不改变水泥矿物组成和晶格结构，可显著提高水泥抗折强度，并具有补偿收缩作用，对提高现代砂浆、混凝土体积稳定性极为有利。
本发明的复合水泥早期强度高，解决了提高复合水泥早期强度和高效利用水处理污泥的关键技术问题。该复合水泥3天和28天抗压强度分别达到18.7～26.9MPa和46.8～62.6MPa、抗折强度分别达到3.7～5.1MPa和6.5～8.6MPa，具有微膨胀特性，能够赋于砂浆、混凝土补偿收缩性能，提高砂浆、混凝土抗裂能力，适用于砂浆、混凝土及制品的生产。
具体实施方式
实施例中原料的来源：硅酸盐水泥熟料、脱硫石膏、硬石膏、电石渣、石灰石由淮安市水泥有限公司提供，水处理污泥取自南京市污水处理厂，矿渣来源于南京江南矿粉有限公司，粉煤灰为南京华能电厂低钙I级灰。
实施例一
本实施例的配比如下：
Figure BDA00003192624300031
其中：石膏由脱硫石膏与硬石膏以1:1质量比组成；活性污泥是将水处理污泥、电石渣和矿渣按照CaO/（Al2O3+SiO2）为0.83的摩尔比与水以质量比1：0.5进行混合，在180℃下蒸压养护8小时，再经750℃煅烧8小时得到。
实施例二
Figure BDA00003192624300032
其中：石膏由脱硫石膏与硬石膏以1:1质量比组成；活性污泥是将水处理污泥、电石渣和矿渣按照CaO/（Al2O3+SiO2）为1的摩尔比与水以质量比1：0.5进行混合，在185℃下蒸压养护7小时，再经780℃煅烧9小时得到。
实施例三
本实施例的配比如下：
Figure BDA00003192624300041
其中：石膏由脱硫石膏与硬石膏以1:1质量比组成；活性污泥是将水处理污泥、电石渣和矿渣按照CaO/（Al2O3+SiO2）为0.9的摩尔比与水以质量比1：0.5进行混合，在190℃下蒸压养护7小时，再经750℃煅烧10小时得到。
实施例四
本实施例的配比如下：
Figure BDA00003192624300042
其中：石膏由脱硫石膏与硬石膏以1:1质量比组成；活性污泥是将水处理污泥、电石渣和矿渣按照CaO/（Al2O3+SiO2）为0.95的摩尔比与水以质量比1：0.5进行混合，在180℃下蒸压养护8小时，再经800℃煅烧8小时得到。
实施例一至四，各组分经计量后混磨至比表面积300～330m2/kg，胶砂强度汇总于表1。以矿渣等量取代将上述实施例中的活性污泥，磨细至与实施例相同细度，作为对比例一至四，其胶砂强度亦汇总于表1。
表1复合水泥的胶砂强度
Figure BDA00003192624300051
由表1可知，本发明的复合水泥3天和28天抗压强度分别达到18.7～26.9MPa和46.8～62.6MPa、抗折强度分别达到3.7～5.1MPa和6.5～8.6MPa，均高于对比例，显著提高了复合水泥的早期强度。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种复合水泥，按重量份计，包括以下组分：
Figure FDA00003192624200011
2.根据权利要求1所述复合水泥，其特征在于：所述石膏由脱硫石膏与硬石膏以1：1的质量比组成。
3.根据权利要求1所述复合水泥，其特征在于：所述活性污泥是将水处理污泥、电石渣和矿渣按照CaO/（Al2O3+SiO2）为0.83～1的摩尔比与水以质量比1：0.5进行混合，在180℃～190℃条件下蒸压养护6～8小时，再经750℃～800℃煅烧8～10℃小时得到。
4.根据权利要求1所述复合水泥，其特征在于：所述各原料的比表面积大于300m2/Kg。
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