CN1081169C - 高钙粉煤灰复合掺合料 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种掺加水泥中使用的高钙粉煤灰复合掺合料，其配比为高钙粉煤灰55-85%(重量)，复合外加剂15-45%(重量)，复合外加剂由含活性SiO2＞50%的材料36-58%和两种以上硫酸盐混合物42-64%组成。本发明解决了高钙粉煤灰在作为胶凝材料时存在安定性不好的问题，以30-50%加入到水泥中来配制C40及C50以上混凝土，强度和耐久性良好。

Description

高钙粉煤灰复合掺合料
本发明涉及一种粉煤灰复合掺合料，这种材料能够取代部分水泥制成胶凝材料，配制C40、C50以上的混凝土，本技术属于粉煤灰工业利用技术领域。
粉煤灰是一种人工火山灰质材料，由于燃煤品种不同，产生的煤灰化学组成有区别，一般用烟煤、无烟煤燃烧成的粉煤灰，组成中含氧化钙10％以下，称为低钙粉煤灰，而用褐煤作燃料烧成的粉煤灰，其中氧化钙含量在10％以上，这种粉煤灰称为高钙粉煤灰，低钙和高钙粉煤灰的成分如表1所列，其矿物组成如表2所列，其颗粒组成如表3所列的重量百分数表示。
从以上表(2-3)中可知高钙粉煤灰玻璃体含量高，且颗粒细，玻璃体为富钙玻璃体，含水硬性矿物高，又有石膏存在，活性高，有自硬性，抗压强度远高于低钙粉煤灰，如将高钙粉煤灰掺入纯硅酸盐水泥中30％，抗压强度比＞0.9，证明高钙粉煤灰有高活性。
但由于燃烧褐煤或次煤，生成的粉煤灰中游离CaO较高，用其作胶凝材料不利的方面是会造成水泥体积膨胀，安定性不合格。
本发明的目的是在这种高钙粉煤灰中掺入一种特定的专用外加剂以解决用高钙粉煤灰制成胶凝材料的安定性问题，此外提供一种包括高钙粉煤灰和专用外加剂在内的高钙粉煤灰复合掺加料，以此掺合料的30-50％(重量)来代替水泥能配制出C40及C50以上的混凝土，同时也解决了电厂废料的出路问题。
本发明的目的是以下述方案实现的：
其配比为：
高钙粉煤灰55-85％(重量百分数，以下同)
复合外加剂15-45％
以上复合外加剂由含活性SiO2＞50％的材料36-58％和两种以上硫酸盐混合物42-64％，将两种材料混合粉磨至Φ0.08mm孔筛筛余10％以下。
取磨好的复合外加剂15-45％与高钙粉煤灰混合成100％，再粉磨至细度(0.08mm孔筛)筛余2％以下即为高钙粉煤灰复合掺加料。
以上所用活性SiO2含量＞50％(重量)的材料为硅灰，烧粘土，火山灰质材料或工业付产品。
硫酸盐可以硫酸锌、硫酸铁、硫酸镁、硫酸钙、硫酸锡、硫酸钾、硫酸钠等化工原料，工业付产品或工业废料。
本发明与现有技术对比，其优点如下：
1)解决了游离CaO含量在10％以上的高钙粉煤灰制成的复合掺合料的安定性问题；而且仍能保持原有高钙粉煤灰的特点，活性好，抗压强度比＞0.90，需水量比＜1.0。
2)复合型外加剂能使高钙粉煤灰中游离的CaO水解成Ca(OH)2时，即转化成其它硅酸盐矿物，此过程在水泥硬化过程中同时进行，因此解决了游离CaO水解慢，在水泥硬化后还在缓慢进行，造成制品膨胀开裂问题。
3)配制工艺简单，易于推广应用。
4)使取代525#普通水泥30～50％，成为水泥和混凝土中通用的高活性掺合料，价格比矿渣便宜，比水泥更便宜。而这种掺合料中80％为工业废料，以每立方混凝土中用量为300～500kg计，用其取代30％，可省水泥90～150kg，即节约13.5元～22.5元/立方米砼，如用其取代50％水泥，可省水泥150～200kg/立方米砼，可节约22.5～37.5元/立方米砼。
5)电厂为处理废料倾倒每吨化16元，每年用150万吨高钙粉煤灰，可使国家少支出2400万元(不计算占用农田费用)。
6)在游离CaO含量为2～15％的范围内的高钙粉煤灰中加入复合外加剂来解决其体积安定性，制成的复合掺合料用于水泥或混凝土中体积安定性全部合格，而且以30～50％(重量)的复合掺合料加入水泥中来配制砼(C40及C50以上)强度良好，耐久性好
实施例1：
高钙粉煤灰成分(重量百分数表示)IgL     SiO2     Al2O3   Fe2O3  CaO      MgO      FCaO      SO31.27    40.90     17.82     8.95     28.82    1.30     10.62     1.56
上述高钙粉煤灰79％(重量百分数)
    硅灰      10％(重量百分数)
    硫酸锌     6％(重量百分数)
    硫酸钙     5％(重量百分数)
四种材料混合粉磨制得高钙粉煤灰复合掺合料，以此掺合料30％-50％量掺入水泥(#525普通或#525硅酸盐水泥)中，用雷氏夹试验其水泥安定性均合格。
实施例2：
高钙粉煤灰化学成分烧失量  SiO2   Al2O3  Fe2O3  CaO    MgO    FCaO    SO31.27    40％    17.82    8.95     25.82  1.30   12.78   1.80
上述高钙粉煤灰57％(重量百分数)
    烧粘土    25％(重量百分数)
    钛石膏    12％(重量百分数)
    Fe(SO4)   6％(重量百分数)
处理步骤与上同，掺30～50％量入水泥中，安定性合格。
实施例3：
高钙粉煤灰化学成分烧失量  SiO2   Al2O3  Fe2O3 CaO     MgO    FCaO   SO31.27    42.10   16.81    11.0    20.84   1.57   7.5    1.88
上述高钙粉煤灰72％(重量百分数)
    烧粘土    10％(重量百分数)
    Na2(SO4) 4％(重量百分数)
    Fe(SO4)  12％(重量百分数)
    Zn(SO4)   2％(重量百分数)处理步骤与上同，掺30～50％量入水泥中，安定性合格。
以下为高钙粉煤灰原料的化学成分表1，矿物组成表2，颗粒组成表3。
表1
粉煤灰品种 LOSS     SiO2      CaO     Al2O3    Fe2O3      MgO     SO3    FCaO
低钙灰平均 8.20     50.6     2.80     27.10     7.10     1.20     0.30     /
高钙灰云南开远电厂 1.50     18.75     50.08     10.63     8.27     3.40     5.20     20.5
锦州热电厂 9.20     36.16     23.0     18.85     5.02     1.66     /     5.27
云南巡检司电厂 7.75     16.30     48.21     8.48     8.06     3.52     3.44     9.6
上海石洞口二电厂 0.82     43.24     17.65     17.57     12.33     2.82     1.90     3.31
上海吴泾热电厂1 0.86     41.38     15.43     24.97     8.45     1.69     2.57     3.17
    2 1.19     45.14     16.99     19.57     8.88     1.45     1.40     5.01
    3 1.27     40.90     23.82     17.82     8.95     1.30     1.56     10.62
表2
  β-C2S     C3S     C5A3     C2AS     a-SiO2    玻璃体
低钙粉煤灰     微量     /     /     /     有   50％左右
高钙粉煤灰                  含有上述矿物晶体20％   70-80％
表3
  ＜10μm   ＜10-40μm   ＜40-60μm   ＜45μm   ＜45-80μm   ＞80μm
低钙粉煤灰     /     /     /     49.2     27.9     22.9
高钙粉煤灰     36.9     54.8     8.3     /     /     /
国外高钙粉煤灰     1.0     50.0     20.0     /     /     /

Claims (2)

1.一种高钙粉煤灰复合掺合料，其配比为：
高钙粉煤灰55-85％(重量百分数，以下同)
复合外加剂15-45％
复合外加剂由含活性SiO2＞50％的材料36-58％和两种以上硫酸盐混合物42-64％组成；
含活性SiO2＞50％的材料为硅灰、烧粘土、火山灰质材料或工业付产品；所述硫酸盐种类为：硫酸锌、硫酸铁、硫酸镁、硫酸钙、硫酸锡、硫酸钾、硫酸钠等化工原料，工业付产品或工业废料。
2.根据权利要求1所述的掺合料，其特征在于其细度为粉磨至过0.08mm孔筛，筛余在2％以下的细粉。
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