CN107129166A - 一种绿色复合水泥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种绿色复合水泥及其制备方法，利用造纸厂产生的白泥生产氧化钙，并掺加一定量的活性化铅锌铁尾矿微粉、凝结时间调节剂和水泥熟料，按照质量比氧化钙：活性化尾矿微粉：水泥熟料：凝结时间调节剂为20%：55~60%：20%：0~5%的比例掺和，生产一种绿色新型复合水泥，既实现了废弃物资源化利用，又节约了能源和降低了造价，具有重要的科技、社会意义和经济价值。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料制备领域，具体涉及一种绿色复合水泥的制备方法。
背景技术
传统水泥的生产工艺可概括为“两磨一烧”，即原料要经过采掘、破碎、磨细和混匀制成生料，生料经1450℃的高温烧成熟料，熟料再经破碎，与石膏或其他混合材一起磨细成为水泥。生产过程中会破坏环境，并消耗大量能源，因此传统水泥已被国家列为落后产能，并在我国诸多地区列入环保监控的重点领域，使得水泥价格由目前的200元/吨左右上涨到300~400元/吨，且有继续上涨的趋势。在此背景下，利用造纸厂产生的白泥（主要成分为CaCO3）生产氧化钙（CaO），并掺加一定量的活性化铅锌铁尾矿微粉、自制调节剂和水泥熟料，生产一种绿色新型复合水泥，既实现了废弃物资源化利用，又节约了能源和降低了造价，具有重要的科技、社会意义和经济价值。
造纸企业每年产生的白泥超过300万吨，如何对这些白泥进行资源化利用广泛受到关注。
发明内容
本发明的目的在于提供一种绿色复合水泥及其制备方法，利用造纸厂产生的白泥（主要成分为CaCO3）生产氧化钙（CaO），并掺加一定量的活性化铅锌铁尾矿微粉、自制调节剂和水泥熟料，生产一种绿色新型复合水泥，既实现了废弃物资源化利用，又节约了能源和降低了造价，具有重要的科技、社会意义和经济价值。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种绿色复合水泥的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）利用煅烧的方法，将白泥在800℃~900℃的高温下煅烧成氧化钙；
（2）将铅锌或铁尾矿微粉磨细至350目~400目，在850℃~1100℃的温度下烧1~2小时，使其活性化，得到活性化尾矿微粉；
（3）按照质量比氧化钙：活性化尾矿微粉：水泥熟料：凝结时间调节剂为20%：55~60%：20%：0~5%的比例掺和，制作绿色复合水泥；其中凝结时间调节剂是将矿物原料按含有氧化钙、SiO2、Al2O3、SO3的重量比为2：3.5：3：1.5的比例磨成细粉，经过800℃~1100℃高温煅烧至部分熔融后得到的以硅铝酸钙和硫铝酸钙为主要矿物成分的无机非金属材料。
（4）根据形成的水泥石成分，可在绿色复合水泥中适当补充活性Al2O3使其水泥石结构更完整，补充活性Al2O3以使得固化得水泥石表面出现泛霜为准。
步骤（1）所述的白泥为造纸厂产生的白泥。
步骤（3）所述的凝结时间调节剂是将矿物原料按含有氧化钙、SiO2、Al2O3、SO3的重量比为2：3.5：3：1.5的比例磨成细粉，经过800℃~1100℃高温煅烧至部分熔融后得到的以硅铝酸钙和硫铝酸钙为主要矿物成分的无机非金属材料。
本发明的显著优点：
该复合水泥是基于碱矿渣水泥的理论而研制的，其中自制的调节凝结时间的调节剂可有效调节该绿色新型复合水泥的初凝和终凝时间。产品价格低于200元/吨，强度适中，耐久性好。可广泛应用于水泥地坪、建筑砌块、建筑预制构配件等的生产。
本发明中复合水泥的制备方法是基于碱矿物水泥理论，加入氧化钙的目的是利用其碱性激发活性化尾矿微粉的活性，并与水泥成分发生化学反应生成水泥石，从而形成具有胶凝性能的复合水泥。在标准稠度用水量（25%）条件下，该复合水泥的初凝时间和终凝时间分别为1h28min和5h25min，沸煮法的安定性检测合格；标养条件下28d水泥胶砂抗压强度和抗折强度分别为42.4MPa和8.5MPa。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
实施例1
一种绿色复合水泥的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）利用煅烧的方法，将白泥在800℃的高温下煅烧成氧化钙；
（2）将铅锌或铁尾矿微粉磨细至350目，在850℃的温度下烧1小时，使其活性化，得到活性化尾矿微粉；
（3）按照质量比氧化钙：活性化尾矿微粉：水泥熟料：凝结时间调节剂为20%：55%：20%：5%的比例掺和，制作绿色复合水泥；其中凝结时间调节剂是将矿物原料按含有氧化钙、SiO2、Al2O3、SO3的重量比为2：3.5：3：1.5的比例磨成细粉，经过800℃高温煅烧至部分熔融后得到的以硅铝酸钙和硫铝酸钙为主要矿物成分的无机非金属材料。
（4）根据形成的水泥石成分，可在绿色复合水泥中适当补充活性Al2O3使其水泥石结构更完整，补充活性Al2O3以使得固化得水泥石表面出现泛霜为准。
步骤（1）所述的白泥为造纸厂产生的白泥。
将绿色复合水泥应用于水泥地坪。
在标准稠度用水量（25%）条件下，该复合水泥的初凝时间和终凝时间分别为2h15min和6h23min，沸煮法的安定性检测合格；标养条件下28d水泥胶砂抗压强度和抗折强度分别为37.5MPa和7.6MPa。
实施例2
一种绿色复合水泥的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）利用煅烧的方法，将白泥在850℃的高温下煅烧成氧化钙；
（2）将铅锌或铁尾矿微粉磨细至380目，在1000℃的温度下烧1.5小时，使其活性化，得到活性化尾矿微粉；
（3）按照质量比氧化钙：活性化尾矿微粉：水泥熟料：凝结时间调节剂为20%：57%：20%：3%的比例掺和，制作绿色复合水泥；其中凝结时间调节剂是将矿物原料按含有氧化钙、SiO2、Al2O3、SO3的重量比为2：3.5：3：1.5的比例磨成细粉，经过900℃高温煅烧至部分熔融后得到的以硅铝酸钙和硫铝酸钙为主要矿物成分的无机非金属材料。
（4）根据形成的水泥石成分，可在绿色复合水泥中适当补充活性Al2O3使其水泥石结构更完整，补充活性Al2O3以使得固化得水泥石表面出现泛霜为准。
步骤（1）所述的白泥为造纸厂产生的白泥。
将绿色复合水泥应用于建筑砌块。
在标准稠度用水量（25%）条件下，该复合水泥的初凝时间和终凝时间分别为2h03min和5h49min，沸煮法的安定性检测合格；标养条件下28d水泥胶砂抗压强度和抗折强度分别为40.1MPa和7.9MPa。
实施例3
一种绿色复合水泥的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）利用煅烧的方法，将白泥在900℃的高温下煅烧成氧化钙；
（2）将铅锌或铁尾矿微粉磨细至400目，在1100℃的温度下烧2小时，使其活性化，得到活性化尾矿微粉；
（3）按照质量比氧化钙：活性化尾矿微粉：水泥熟料：凝结时间调节剂为20%：59%：20%：1%的比例掺和，制作绿色复合水泥；其中凝结时间调节剂是将矿物原料按含有氧化钙、SiO2、Al2O3、SO3的重量比为2：3.5：3：1.5的比例磨成细粉，经过1100℃高温煅烧至部分熔融后得到的以硅铝酸钙和硫铝酸钙为主要矿物成分的无机非金属材料。
（4）根据形成的水泥石成分，可在绿色复合水泥中适当补充活性Al2O3使其水泥石结构更完整，补充活性Al2O3以使得固化得水泥石表面出现泛霜为准。
步骤（1）所述的白泥为造纸厂产生的白泥。
将绿色复合水泥应用于建筑预制构配件。
在标准稠度用水量（25%）条件下，该复合水泥的初凝时间和终凝时间分别为1h28min和5h25min，沸煮法的安定性检测合格；标养条件下28d水泥胶砂抗压强度和抗折强度分别为42.4MPa和8.5Mpa。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (4)
1.一种绿色复合水泥的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
（1）利用煅烧的方法，将白泥在800℃~900℃的高温下煅烧成氧化钙；
（2）将铅锌或铁尾矿微粉磨细至350目~400目，在850℃~1100℃的温度下烧1~2小时，使其活性化，得到活性化尾矿微粉；
（3）按照质量比氧化钙：活性化尾矿微粉：水泥熟料：凝结时间调节剂为20%：55~60%：20%：0~5%的比例掺和，制作绿色复合水泥；其中凝结时间调节剂是将矿物原料按含有氧化钙、SiO2、Al2O3、SO3的重量比为2：3.5：3：1.5的比例磨成细粉，经过800℃~1100℃高温煅烧至部分熔融后得到的以硅铝酸钙和硫铝酸钙为主要矿物成分的无机非金属材料；
（4）根据形成的水泥石成分，在绿色复合水泥中适当补充活性Al2O3使其水泥石结构更完整，补充活性Al2O3以使得固化得水泥石表面出现泛霜为准。
2.根据权利要求1所述的绿色复合水泥的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的白泥为造纸厂产生的白泥。
3.根据权利要求1所述的绿色复合水泥的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的凝结时间调节剂是将矿物原料按含有氧化钙、SiO2、Al2O3、SO3的重量比为2：3.5：3：1.5的比例磨成细粉，经过800℃~1100℃高温煅烧至部分熔融后得到的以硅铝酸钙和硫铝酸钙为主要矿物成分的无机非金属材料。
4.一种如权利要求1-3任一所述的制备方法制得的绿色复合水泥。
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