CN107673668A - 一种利用燃煤固硫灰渣制备地聚物混凝土的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用燃煤固硫灰渣制备地聚物混凝土的方法，其是对回收的燃煤固硫灰渣进行成分检测，然后在燃煤烟气产生的二氧化碳气体气氛中，将燃煤固硫灰渣进行球磨，以使其充分吸附二氧化碳而发生碳酸化反应，获得碳酸化燃煤固硫灰渣，再对其进行化学组分及活性分析，并将其与砂、碎石、氢氧化钠溶液、水玻璃配合，最后利用常温凝固成型技术，制备出各项技术性能指标满足工程实际要求的地聚物混凝土。本发明能够加大对燃煤固硫灰渣的利用力度，实现燃煤固硫灰渣的大量消耗，从而有效改善目前燃煤固硫灰渣利用率不高的现状。

Description

一种利用燃煤固硫灰渣制备地聚物混凝土的方法
技术领域
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种利用燃煤固硫灰渣制备地聚物混凝土的方法。
背景技术
我国火电发电每年要燃烧大量煤炭，这使依靠流化床技术产生的燃煤固硫灰渣排放量和积存量数量巨大，且逐年上升。如果不及时处理将占用土地，破坏环境。
但目前，我国燃煤固硫灰渣资源化再利用的程度还不是很高。已有技术中主要采用燃煤固硫灰渣配制混凝土材料，但由于其中含有大量的氧化钙，在水化过程中将产生不稳定的氢氧化钙凝胶，会因体积膨胀而造成混凝土开裂。因此，开展燃煤固硫灰渣的综合利用技术研究，以实现燃煤固硫灰渣的有效利用，对于火电发电厂、城市环境和社会的整体发展具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用燃煤固硫灰渣制备地聚物混凝土的方法，其可大量消耗燃煤固硫灰渣，加大燃煤固硫灰渣的利用力度，从而有效改善目前燃煤固硫灰渣回收利用率不高的现状。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用燃煤固硫灰渣制备地聚物混凝土的方法，其包括如下步骤：
（1）对燃煤固硫灰渣进行回收、存放，避免燃煤固硫灰渣与其它杂物混合或受到污染；
（2）将回收的燃煤固硫灰渣进行化学成分及矿物成分检测；
（3）将燃煤固硫灰渣在燃煤烟气产生的二氧化碳气体气氛中球磨2h，得到碳酸化燃煤固硫灰渣；其中，二氧化碳气体在标准大气压下流过球磨桶，使球磨过程始终在二氧化碳气体气氛中进行，以保证燃煤固硫灰渣能充分吸收二氧化碳而发生碳酸化反应；
（4）对所得碳酸化燃煤固硫灰渣进行化学组分及活性分析；
（5）按分析结果，将400~450重量份碳酸化燃煤固硫灰渣与500~550重量份砂、800~850重量份碎石、250~300重量份氢氧化钠溶液、250~300重量份水玻璃按比例拌合：其中，水玻璃的质量浓度为35~40%、密度为1.39g/cm3，氢氧化钠溶液的浓度为14mol/L；
（6）利用常温凝固成型技术，将步骤（5）所得拌合物经搅拌、振捣成型、脱模与养护过程，制备出各项技术性能指标满足实际工程要求的地聚物混凝土。
本发明的显著优点在于：
（1）本发明将燃煤固硫灰渣在机械力作用下吸附燃煤烟气中的二氧化碳进行碳酸化反应，使燃煤固硫灰渣中的氧化钙吸附二氧化碳生成难溶于水的碳酸钙，不仅可实现燃煤固硫灰渣的资源化再利用，并减少二氧化碳的排放，保护环境，还可使碳酸化的燃煤固硫灰渣比表面积增大，从而使燃煤固硫灰渣适合配制地聚物混凝土材料，且其生产设备简单，可实现连续化工业生产。通过关键技术指标控制，碳酸化后的燃煤固硫灰渣性能稳定。
（2）本发明通过对燃煤固硫灰渣关键成分指标的控制，通过科学设计配合比，以利用燃煤固硫灰渣制备地聚物混凝土，使所得地聚物混凝土各项技术性能可满足工程要求。
（3）混凝土是重要的土木工程材料之一，广泛应用于各种建筑构筑物中。与传统混凝土相比，利用燃煤固硫灰渣制备地聚物混凝土的成本更低，在经济上具有可行性。
（4）经机械力化学条件碳酸化的燃煤固硫灰渣可以完全代替水泥，利用碱激活来配制地聚物混凝土，大大节约了制备混凝土所需要的水泥，减少了二氧化碳的排放，既降低了经济成本，也有效缓解了生产水泥所带来的资源和环境问题。
具体实施方式
一种利用燃煤固硫灰渣制备地聚物混凝土的方法，其包括如下步骤：
（1）对燃煤固硫灰渣进行回收、存放，避免燃煤固硫灰渣与其它杂物混合或受到污染；
（2）将回收的燃煤固硫灰渣进行化学成分及矿物成分检测；
（3）将燃煤固硫灰渣在燃煤烟气产生的二氧化碳气体气氛中球磨2h，得到碳酸化燃煤固硫灰渣；
（4）对所得碳酸化燃煤固硫灰渣进行化学组分及活性分析；
（5）按分析结果，将410~430重量份碳酸化燃煤固硫灰渣与540重量份砂、810重量份碎石、260~280重量份氢氧化钠溶液、255~270重量份水玻璃按比例拌合：其中，水玻璃的质量浓度为35~40%、密度为1.39g/cm3，氢氧化钠溶液的浓度为14mol/L；
（6）利用常温凝固成型技术，将步骤（5）所得拌合物经搅拌、振捣成型、脱模与养护过程，制备出各项技术性能指标满足实际工程要求的地聚物混凝土。
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）对燃煤固硫灰渣进行回收、存放；
（2）对回收的燃煤固硫灰渣进行化学成分及矿物成分检测，其结果见表1；
表1 燃煤固硫灰渣的成分分析
（3）将燃煤固硫灰渣在燃煤烟气产生的二氧化碳气体气氛中球磨2h，得碳酸化燃煤固硫灰渣；
（4）对步骤（3）所得碳酸化燃煤固硫灰渣进行化学组分及活性分析，结果见表2；
表2 碳酸化燃煤固硫灰渣的成分分析
由表2可见，CO2条件下的机械研磨消耗了游离CaO，从而提高了活性物质硅铝化合物组分的相对比例，提高了产物的活性；
（5）根据地聚物聚合对铝、硅氧化物的摩尔比例要求，将碳酸化燃煤固硫灰渣与砂、石、氢氧化钠溶液（14mol/L）、水玻璃按表3比例配合；
表3 原料配合比例
（6）将步骤（5）配合所得拌合物利用常温凝固成型技术，经搅拌、振捣成型、脱模与养护过程，制备出地聚物混凝土；所得地聚物混凝土的性能测试结果见表4。
表4 不同地聚物混凝土的性能对比
由表4可见，与同配比下未碳酸化的燃煤固硫灰渣相比，采用碳酸化燃煤固硫灰渣配制的地聚物混凝土的性能得到明显提升，可满足实际工程要求。
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 (3)

1.一种利用燃煤固硫灰渣制备地聚物混凝土的方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）对燃煤固硫灰渣进行回收；
（2）将回收的燃煤固硫灰渣进行成分检测；
（3）将燃煤固硫灰渣在燃煤烟气产生的二氧化碳气体气氛中进行球磨，得碳酸化燃煤固硫灰渣；
（4）对所得碳酸化燃煤固硫灰渣进行化学组分及活性分析；
（5）将碳酸化燃煤固硫灰渣与砂、碎石、氢氧化钠溶液、水玻璃按比例拌合：
（6）利用常温凝固成型技术，将步骤（5）所得拌合物制备成地聚物混凝土。
2.根据权利要求1所述利用燃煤固硫灰渣制备地聚物混凝土的方法，其特征在于：步骤（3）中球磨时间为2h。
3.根据权利要求1所述利用燃煤固硫灰渣制备地聚物混凝土的方法，其特征在于：步骤（5）中各原料的用量按重量份计为：碳酸化燃煤固硫灰渣400~450份，砂500~550份、碎石800~850份、氢氧化钠溶液250~300份、水玻璃250~300份；
其中，水玻璃的质量浓度为35~40%、密度为1.39g/cm3，氢氧化钠溶液的浓度为14mol/L。
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