CN106316443A

CN106316443A - 含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块及其制备方法

Info

Publication number: CN106316443A
Application number: CN201510384296.6A
Authority: CN
Inventors: 洪建国; 王海军
Original assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2017-01-11

Abstract

本发明涉及含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块及其制备方法。解决现有含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块性能不稳定、制造成本高的技术问题。本发明的技术方案为：含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块，其原料组分的质量百分比为：烧结干法脱硫灰6%～9%、粉煤灰62%～68%、生石灰15%～20%，水泥8%～12%、铝粉1%～2%，各原料组分质量百分比之和为100%。本发明含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块的成型性好，性能稳定，保温效果好，制造工艺简单，生产成本低，实现了烧结干法脱硫灰增值利用。

Description

含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块及其制备方法

技术领域

本发明属于固废资源综合利用领域，特别涉及含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块及其制备方法。

背景技术

在钢铁生产过程中，二氧化硫是主要污染物之一，主要来自于烧结工艺产生的烟气。据统计，烧结工艺排放的二氧化硫约占钢铁生产总排放量的60% 以上。目前，钢铁企业常用的烟气脱硫工艺有湿法、干法、半干法、氨法等。其中，干法脱硫工艺具有耗水低、投资少、脱硫率高、无废水、与机组配合特性好等有优点，很好地克服了湿法脱硫工艺的一些问题和不足，得到了大范围应用；然而，干法脱硫工艺的脱硫副产物因含有不稳定的水合亚硫酸钙、碳酸钙等物质的存在，影响了其利用，企业对烧结干法脱硫灰基本上采取填埋或堆置方式处理。

现有技术中，中国专利申请201410157310.4，利用烧结烟气半干法脱硫灰制造的植草砖及其制造方法，公开了一种利用烧结烟气半干法脱硫灰制造的植草砖及其制造方法，该植草砖的组分及其重量百分比含量配比如下：半干法脱硫灰：5～25%；钢渣：30～50%；矿粉：10～30%；水泥：0～10%；集料：5～20%；该方法包括以下步骤：1）取烘干磨碎后的所述组分按所述配比混合形成干料，然后将干料中加水搅拌均匀，形成湿混合料；2）将湿混合料注入植草砖模具中在常温和170～550吨压力下压制成胚体；3）将胚体在露天常温养护7～8天，期间打水保持胚体表面湿润，然后将胚体自然放置28～30天，即制得高强度植草砖；制得的植草砖7天抗压强度达10Mpa以上，28天抗压强度达15Mpa，比现有普通植草砖高50%，大幅提高了植草砖的抗压强度并实现了废渣的资源化。该申请应用了脱硫灰具有填充性的作用，与钢渣、矿粉等物质采用压机压成砖，但未充分利用脱硫灰所具有的其他特性（如：缓凝作用），未有效地发挥脱硫灰的利用价值。

加气混凝土砌块是以硅质材料（砂、粉煤灰等）和钙质材料（石灰、水泥）为主要原料，掺加发气剂（铝粉）和石膏（缓凝剂），通过配料、搅拌、浇注、预养、切割、蒸压、氧化等工艺过程制成的轻质多孔硅酸盐制品，含有大量的气孔，主要是应用在隔墙等非承重墙体。

中国专利申请201310269683.6，一种含烧结干法脱硫灰的蒸压粉煤灰加气混凝土砌块及其制备方法，公开的加气混凝土砌块包含以下按重量百分数计的原料：烧结干法脱硫灰10%-25%、粉煤灰40%-55%、石膏1%-3%、水泥2%-5%、石灰25%-30%、铝粉0.1-0.2%。所述烧结干法脱硫灰中含有25wt%-65wt% 的亚硫酸钙和30wt%-65wt% 的碳酸钙，但其加气混凝土砌块成形性差、制造成本高的问题。

发明内容

本发明的目的是提供含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块及其制备方法，解决现有含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块性能不稳定、制造成本高的技术问题。

本发明采用的技术方案是：

含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块，其原料组分的质量百分比为：烧结干法脱硫灰6%～9%、粉煤灰62%～68%、生石灰15%～20%，水泥8%～12%、铝粉1%～2%，各原料组分质量百分比之和为100%。

本发明采用的烧结干法脱硫灰是以石灰为脱硫剂的循环流化床干法烧结脱硫工艺所产生的烧结脱硫灰，通常是一种极微浅红色粉末，脱硫灰的颗粒直径约在几微米至十几微米，脱硫灰中含有少量的结合水，加水搅拌易成浆液状，粘性很好。本发明采用烧结干法脱硫灰中含有亚硫酸钙、石灰石、及少量的氢氧化钙、硫酸钙、氯化钙、氟化钙、SiO₂、MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃，烧结干法脱硫灰主要成分的质量百分比为：CaSO₃• 1/2H₂O 50～60%、CaCO₃20～30%、CaSO₄•2H₂O 0～2%、Ca(OH)₂5～6%，容积密度为0.85～1.0t/m³，真密度为2.25～2.69 t/m³。

加气混凝土中，亚硫酸钙和碳酸钙，分别所起到的作用为缓凝作用和掺和料作用；在这两者作用中，缓凝作用为功能性作用，对其强度和工序影响较大，掺和料作用为辅助性作用，对其影响不大；故烧结干法脱硫灰加入加气混凝土中起到的作用应以亚硫酸钙（缓凝作用）作为主导进行限定。基于上述原则，利用烧结干法脱硫灰亚硫酸钙具有缓凝性的作用，可替代石膏在加气砌块中的作用；利用烧结干法脱硫灰中含有的细小的碳酸钙作为填充材料，可增强加气混凝土砌块相应的强度；烧结干法脱硫灰次要成分为消石灰，其可作为胶凝材料，可取代一部分生石灰作用；经过大量的实验，加气混凝土砌块含有烧结干法脱硫灰质量百分比为6%-9%，效果为佳；加气混凝土砌块中烧结干法脱硫灰含量高于9%，亚硫酸钙的缓凝作用将使加气浆液凝结不了、形成不了强度，导致塌坏，无法成形；加气混凝土砌块中烧结干法脱硫灰含量低于6%，则起不到缓凝作用，导致浆液快速硬化形成强度，阻碍发气的进行。

本发明所述粉煤灰为燃煤电厂排出的固体废物，粉煤灰主要组分质量百分比为：SiO₂25～65%、Al₂O₃20～40%、Fe₂O₃1～6%、CaO 10～16%，其中，SiO₂、Al₂O₃、CaO的质量百分含量之和不低于80%，粉煤灰在常温特别是在水热处理（蒸汽养护）条件下，与氢氧化钙或其他碱金属氢氧化物发生化学反应，生成具有水硬胶凝性能的化合物，成为一种增加强度和耐久性的材料。

本发明所述水泥为普通硅酸盐水泥。

本发明所述的生石灰，活性大于300mol，氧化钙的质量百分含量大于90%，粉磨至0.1mm，方孔筛筛余小于10%。

本发明所述铝粉的铝的质量百分含量为90%以上，其在本发明中起发气作用。

上述含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤：

1）按配比称量烧结干法脱硫灰、粉煤灰、生石灰、水泥，放入搅拌机内进行搅拌混匀10-20min；

2)在步骤1）所述的混合料中按水固质量比为0.42～0.49:1加水搅拌2min～5min得均匀浆体，按配比称量铝粉加入浆体搅拌2min～5min得混匀浆料，然后注入模具，静停发泡2h-2.5h；

3）静养3-4天后脱模。

优选的，所述步骤2）中浇注浆料的体积为模具体积的2/3～3/4，此时浆料在模具中充分发泡后不易溢出，且易于脱模。

优选的，所述步骤3）中采用蒸汽养护，蒸气压力为0.5-1MPa，养护时间为18-36h。

本发明相比现有技术具有如下积极效果：

1.本发明含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块中生石灰加入量较普通加气混凝土砌块降低明显，且不需要添加石膏，制造工艺简单，生产成本低，实现了烧结干法脱硫灰增值利用。

2.本发明含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块的成型性好，性能稳定，保温效果好，得到的加气混凝土砌块的干容重和抗压强度符合蒸压加气混凝土砌块国家标准GB/T 11968-2006性能的要求。

3.本发明利用烧结干法脱硫灰含有的细小的碳酸钙作为填充材料，使加气混凝土砌块抗压强度和冻后强度大幅提升。

具体实施方式

下面结合实例例1-5，对本发明作进一步说明。

含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块，其原料组分的质量百分比为：烧结干法脱硫灰6%～9%、粉煤灰63%～68%、生石灰15%～20%，水泥8%～12%、铝粉1%～2%，各原料组分质量百分比之和为100%。本发明实施例原料配比见表1。

1）按配比称量烧结干法脱硫灰、粉煤灰、生石灰、水泥，放入搅拌机内进行搅拌混匀10min；

2)在步骤1）所述的混合料中按水固质量比为0.49:1加水搅拌2min得均匀浆体，按配比称量铝粉加入浆体搅拌2min得混匀浆料，然后注入模具，静停发泡2h；

3）静养3天后脱模。

表1 本发明实施例原料组分质量配比

原料组分	烧结干法脱硫灰（%）	粉煤灰（%）	水泥（%）	生石灰（%）	铝粉（%）
						本发明	6～9	63～68	8～12	15～20	1～2
实施例1	6	68	8	19	1
						实施例2	7	67	10	15	1
实施例3	8	66	9	15	2
						实施例4	8	64	11	16	1
实施例5	9	63	12	15	1

将养护完成的试样分别按GB/T 11970《加气混凝土体积密度、含水率和吸水率试验方法》和GB/T 11971《加气混凝土力学性能试验方法》进行砌块干容重和立方体抗压强度，结果见表2。

表2 含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块力学性能

类别	干密度 kg/m³	抗压强度/MPa	冻后强度/MPa	质量损失 %
					国家标准GB/T 11968-2006	≤725	≥5.0MPa	≥4MPa	≤5
实施例1	704	6.5	5.1	1.3
					实施例2	705	6.6	5.2	1.4
实施例3	706	6.7	5.3	1.4
					实施例4	706	6.8	5.3	1.5
实施例5	707	6.9	5.5	1.5

从表2中可看出，按照实施例1-5中的配方，得到的试样的干容重和抗压强度两个性能指标达到国家标准GB/T 11968-2006的要求；用烧结干法脱硫灰可以替代部分粉煤灰的使用，同时也减少了企业的固废排放量与处置量，降低了企业的生产成本。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims

1.含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块，其原料组分的质量百分比为：烧结干法脱硫灰6%～9%、粉煤灰62%～68%、生石灰15%～20%，水泥8%～12%、铝粉1%～2%，各原料组分质量百分比之和为100%。

2.如权利要求1所述的含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块，其特征是，所述的烧结干法脱硫灰主要成分的质量百分比为：CaSO₃• 1/2H₂O 50～60%、CaCO₃20～30%、CaSO₄•2H₂O 0～2%、Ca(OH)₂5～6%，容积密度为0.85～1.0t/m³，真密度为2.25～2.69 t/m³。

3.如权利要求1所述的含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块，其特征是，所述生石灰的活性大于300mol，氧化钙的质量百分含量大于90%，粉磨至0.1mm，方孔筛筛余小于10%。

4.如权利要求1所述的含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块，其特征是，所述粉煤灰组分中SiO₂、Al₂O₃、CaO的质量百分含量之和不低于80%。

5.如权利要求1所述的含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块，其特征是，所述铝粉的铝的质量百分含量为90%以上。

6.如权利要求1—5任一所述的含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤：

在步骤1）所述的混合料中按水固质量比为0.42～0.49:1加水搅拌2min～5min得均匀浆体，按配比称量铝粉加入浆体搅拌2min～5min得混匀浆料，然后注入模具，静停发泡2h～2.5h；

静养3-4天后脱模。

7.如权利要求6所述的含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块的制备方法，其特征是，所述步骤2）中浇注浆料的体积为模具体积的2/3～3/4。

8.如权利要求6所述的含烧结干法脱硫灰的粉煤灰加气混凝土砌块的制备方法，其特征是，所述步骤3）中采用蒸汽养护，蒸气压力为0.5MPa-1MPa，养护时间为18h-36h。