CN108358664B - 一种利用粉煤灰制作的胶凝材料及其制备方法 - Google Patents
一种利用粉煤灰制作的胶凝材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108358664B CN108358664B CN201810428395.3A CN201810428395A CN108358664B CN 108358664 B CN108358664 B CN 108358664B CN 201810428395 A CN201810428395 A CN 201810428395A CN 108358664 B CN108358664 B CN 108358664B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- fly ash
- weight
- ash
- porous
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/26—Phosphates
- C01B25/32—Phosphates of magnesium, calcium, strontium, or barium
- C01B25/325—Preparation by double decomposition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B33/00—Clay-wares
- C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
- C04B33/04—Clay; Kaolin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B33/00—Clay-wares
- C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
- C04B33/13—Compounding ingredients
- C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
- C04B33/135—Combustion residues, e.g. fly ash, incineration waste
- C04B33/1352—Fuel ashes, e.g. fly ash
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/009—Porous or hollow ceramic granular materials, e.g. microballoons
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
- C04B38/063—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
- C04B38/0635—Compounding ingredients
- C04B38/0645—Burnable, meltable, sublimable materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/40—Porous or lightweight materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6562—Heating rate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6567—Treatment time
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明提供了一种利用粉煤灰制作的胶凝材料及其制备方法。该胶凝材料的配方主要包括:粉煤灰、氧化镁、水泥、化学激发剂、炉灰渣、多孔材料。与现有技术相比,采用本发明的利用粉煤灰制作的胶凝材料制作工艺简洁,生产成本低,固体废弃物利用率高,解决了企业随意排放废弃物及污染问题,提高了固体废弃污染物资源再生利用。不仅如此,本发明的利用粉煤灰制作的凝胶材料的强度可达32.5级水泥标准,同时具备优异的抗压性能和防渗透性能。将本发明的凝胶材料应用于建筑物的砌砖、制预制板、制砖、粘贴墙、地砖等领域能够起到具备良好的防水效果。
Description
技术领域
本发明涉及工程技术领域,尤其涉及一种利用粉煤灰制作的胶凝材料及其制备方法。
背景技术
粉煤灰是燃煤电厂中磨细煤粉在锅炉中燃烧后从烟道排出被收尘器收集的粉状灰粒,其化学组成中主要是氧化物SiO2、Al2O3和Fe2O3,三者总和一般均超过70%。对于普通低钙粉煤灰(又称F级灰),CaO含量不超过10%,一般少于5%。粉煤灰的矿物组成主要是石英、莫来石、磁铁矿、赤铁矿、碳粒及铝硅酸盐玻璃体。通常粉煤灰中玻璃体含量较多,但晶体物质的含量有时也比较高,粉煤灰中还含有少量未燃烧的碳粒。从化学成分上讲,粉煤灰具有潜在的火山灰活性的资源,因而可以循环利用,产生效益。但是,粉煤灰所含玻璃体中的硅氧四面体聚合度很高,结构致密,化学性质稳定,其火山灰活性发挥的速度非常缓慢。因此,必须加以激发才能充分发挥粉煤灰的潜在活性。通常,活性激发程度的大小决定了粉煤灰的利用率的大小。目前激发利用方式遍存在激发速度慢、激发程度低的问题,粉煤灰的利用率一直难以大幅度提高。
众所周知,资源开采与冶金工业生产过程中会排放出大量的矿渣、脱硫石膏、脱硫灰渣、炉灰渣和粉煤灰等固体废弃物。一方面,废弃物堆放占用了大量土地,污染环境;另一方面,工业废弃物可作为二次资源,不加以利用的大量堆放必然造成资源浪费。因此,利用粉煤灰、废弃灰制备固化淤泥所需要的充填胶凝材料,不仅可以实现固体废弃物的资源化利用,减少废弃物堆放占用土地,而且还能够降低充填采矿成本,提高采矿经济效益。
本发明提供一种利用粉煤灰制作的胶凝材料,制作工艺简洁,生产成本低,固体废弃物利用率高,解决了企业随意排放废弃物及污染问题,提高了固体废弃污染物资源再生利用。同时,本发明的胶凝材料具备优异的抗压性能和防渗透性能能够应用于建筑物的砌砖、制预制板、制砖、粘贴墙、地砖等领域并能够起到具备良好的防水效果。
发明内容
为实现上述目的,本发明提供了一种利用粉煤灰制作的胶凝材料,包括以下原料:粉煤灰、氧化镁、水泥、化学激发剂。
优选的,所述利用粉煤灰制作的胶凝材料,还包括以下原料:炉灰渣、多孔材料。
作为一种优选方案,所述利用粉煤灰制作的胶凝材料,由以下重量份的原料组成:粉煤灰50~150份、氧化镁15~30份、水泥15~30份、化学激发剂10~40份、炉灰渣5~20份、多孔材料10~30份。
优选的,所述化学激发剂为九水偏硅酸钠、三乙醇胺、碳酸钠中的一种或者多种的组合。
进一步优选的,所述化学激发剂为九水偏硅酸钠与三乙醇胺按质量比(10~15):1混合而成。
通过炉灰渣和化学激发剂的结合能够有效的激发粉煤灰、氧化镁、水泥的火山灰效应,激发剂溶于水后能够破坏粉煤灰、废弃灰表面的酸性薄膜层,溶出粉煤灰、废弃灰内部的矿物成分,使得胶凝材料的孔隙率降低,结构更加紧密,提高胶凝材料的强度。
优选的,所述多孔材料为多孔羟基磷灰石和/或多孔陶瓷微粒。
进一步优选的,所述多孔材料为多孔羟基磷灰石和多孔陶瓷微粒按质量比(1~3):(1~3)混合而成。
优选的,所述多孔羟基磷灰石的制备方法如为:将30~40重量份Ca(NO3)2·4H2O溶解于50~60重量份水中得到溶液A;6~8重量份P2O5溶解于50~60重量份无水乙醇中得到溶液B;在100~300转/分搅拌下将溶液B加热至50~65℃,以0.05~0.10g/s的滴加速度将溶液A滴加至溶液B中,其间不断用浓度为0.1mol/L的氨水调节溶液pH为9.5~10.5,滴加完毕后继续在100~300转/分、50~65℃下搅拌25~40min,然后将溶液转移至含聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜内中,在160~180℃的条件下保温8~12h,自然冷却至室温,离心得到沉淀,将沉淀用无水乙醇和蒸馏水离心洗涤至上清液pH为7,将沉淀干燥得到多孔羟基磷灰石。
优选的,所述多孔陶瓷微粒的制备方法如下:
将粉煤灰过100目筛,取60~80重量份的过筛后的粉煤灰、25~35重量份的淀粉、6~9重量份膨润土、8~15重量份水在200~500转/分的条件下搅拌25~35min得到浆料,压制成矩形条状坯体;将坯体放入马弗炉中,以5℃/min的升温速率从25℃升温至900~1050℃,在900~1050℃下保温55~70min,最后自然冷却至室温,得到多孔陶瓷片;将多孔陶瓷片在粉碎机下粉碎,得到多孔陶瓷微粒。
一种利用粉煤灰制作的胶凝材料的制备方法:
S1按配方称取原料,将粉煤灰、氧化镁、水泥炉灰渣分别加入到破碎机进行破碎,然后分别加入到管磨机粉磨;
S2将粉磨后的粉煤灰、氧化镁、炉灰渣搅拌混合均匀,在加入化学激发剂、水泥、多孔材料混合均匀后即得利用粉煤灰制作的胶凝材料。
本发明的制备的胶凝材料的使用方法同常规水泥的使用方法一致,即加适量水,搅拌混合均匀,常温常压固化即可。
本发明的有益效果:
1、本发明提供了一种利用粉煤灰制作的胶凝材料的方法,采用粉煤灰、氧化镁、水泥炉灰渣等工业废弃物,对废弃物的利用极大的节省了资源,同时也减少的废弃灰渣不当处置带来的环境问题。
2、本发明提供的一种利用粉煤灰制作的胶凝材料的方法,制备得到的胶凝材料具备优异的抗压性能和防渗透性能。经过试验,采用本发明的胶凝材料具备优异的抗压性能;测试结果显示,本发明的胶凝材料具备良好的无侧限抗压强度。不仅如此,采用本发明的胶凝材料还具备良好的抗渗透效果,而良好的抗渗透能力意味着本发明的胶凝材料在建筑物的砌砖、制预制板、制砖、粘贴墙、地砖等具备良好的防水效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐明本发明,应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1
一种利用粉煤灰制作的胶凝材料,由以下重量份的原料组成:粉煤灰70份、氧化镁20份、水泥20份、化学激发剂30份。
所述化学激发剂为九水偏硅酸钠、三乙醇胺按质量比14.2:1混合而成。
所述利用粉煤灰制作的胶凝材料的制备方法如下:
S1将粉煤灰、氧化镁、水泥分别加入到破碎机(型号:PE250*400,郑州春长机械设备有限公司)中在1000r/min下破碎3h,然后分别加入到管磨机(型号:900×2100,型号:郑州新光矿山机械制造有限)粉磨至各原料比表面积为380m2/Kg;
S2将粉磨后的粉煤灰、氧化镁、化学激发剂、水泥加入到KW350立式砂浆搅拌机(广州恒泰重工机械有限公司)中以200转/分的条件下搅拌15min,即得利用粉煤灰制作的胶凝材料。
实施例2
一种利用粉煤灰制作的胶凝材料,由以下重量份的原料组成:粉煤灰70份、氧化镁20份、水泥20份、化学激发剂30份、炉灰渣15份、多孔材料28份。
所述化学激发剂为九水偏硅酸钠、三乙醇胺按质量比14.2:1混合而成。
所述多孔材料为多孔羟基磷灰石。
所述多孔羟基磷灰石的制备方法为:将30重量份Ca(NO3)2·4H2O溶解于50重量份水中得到溶液A;7.1重量份P2O5溶解于50重量份无水乙醇中得到溶液B;在200转/分搅拌下将溶液B加热至60℃,以0.05g/s的滴加速度将溶液A滴加至溶液B中,其间不断用浓度为0.1mol/L的氨水调节溶液pH为10,滴加完毕后继续在200转/分、60℃下搅拌30min,然后将溶液转移至含聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜内中,在170℃的条件下保温10h,自然冷却至室温,在8000转/分的条件下离心得到沉淀,将沉淀用无水乙醇洗涤3次,每次洗涤无水乙醇的用量为50重量份,接着用蒸馏水离心洗涤至上清液pH为7,最后将沉淀在100℃下干燥8h,得到多孔羟基磷灰石。
所述利用粉煤灰制作的胶凝材料的制备方法如下:
S1将粉煤灰、氧化镁、水泥、炉灰渣分别加入到破碎机(型号:PE250*400,郑州春长机械设备有限公司)中在1000r/min下破碎3h,然后分别加入到管磨机(型号:900×2100,型号:郑州新光矿山机械制造有限)粉磨至各原料比表面积为380m2/Kg;
S2将粉磨后的粉煤灰、氧化镁、炉灰渣、化学激发剂、水泥加入到KW350立式砂浆搅拌机(广州恒泰重工机械有限公司)中以200转/分的条件下搅拌15min,即得利用粉煤灰制作的胶凝材料。
实施例3
一种利用粉煤灰制作的胶凝材料,由以下重量份的原料组成:粉煤灰70份、氧化镁20份、水泥20份、化学激发剂30份、炉灰渣15份、多孔材料28份。
所述化学激发剂为九水偏硅酸钠。
所述多孔材料为多孔羟基磷灰石。
所述多孔羟基磷灰石的制备方法为:将30重量份Ca(NO3)2·4H2O溶解于50重量份水中得到溶液A;7.1重量份P2O5溶解于50重量份无水乙醇中得到溶液B;在200转/分搅拌下将溶液B加热至60℃,以0.05g/s的滴加速度将溶液A滴加至溶液B中,其间不断用浓度为0.1mol/L的氨水调节溶液pH为10,滴加完毕后继续在200转/分、60℃下搅拌30min,然后将溶液转移至含聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜内中,在170℃的条件下保温10h,自然冷却至室温,在8000转/分的条件下离心得到沉淀,将沉淀用无水乙醇洗涤3次,每次洗涤无水乙醇的用量为50重量份,接着用蒸馏水离心洗涤至上清液pH为7,最后将沉淀在100℃下干燥8h,得到多孔羟基磷灰石。
所述利用粉煤灰制作的胶凝材料的制备方法如下:
S1将粉煤灰、氧化镁、水泥、炉灰渣分别加入到破碎机(型号:PE250*400,郑州春长机械设备有限公司)中在1000r/min下破碎3h,然后分别加入到管磨机(型号:900×2100,型号:郑州新光矿山机械制造有限)粉磨至各原料比表面积为380m2/Kg;
S2将粉磨后的粉煤灰、氧化镁、炉灰渣、化学激发剂、水泥、多孔材料加入到KW350立式砂浆搅拌机(广州恒泰重工机械有限公司)中以200转/分的条件下搅拌15min,即得利用粉煤灰制作的胶凝材料。
实施例4
一种利用粉煤灰制作的胶凝材料,由以下重量份的原料组成:粉煤灰70份、氧化镁20份、水泥20份、化学激发剂30份、炉灰渣15份、多孔材料28份。
所述化学激发剂为三乙醇胺。
所述多孔材料为多孔羟基磷灰石。
所述多孔羟基磷灰石的制备方法为:将30重量份Ca(NO3)2·4H2O溶解于50重量份水中得到溶液A;7.1重量份P2O5溶解于50重量份无水乙醇中得到溶液B;在200转/分搅拌下将溶液B加热至60℃,以0.05g/s的滴加速度将溶液A滴加至溶液B中,其间不断用浓度为0.1mol/L的氨水调节溶液pH为10,滴加完毕后继续在200转/分、60℃下搅拌30min,然后将溶液转移至含聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜内中,在170℃的条件下保温10h,自然冷却至室温,在8000转/分的条件下离心得到沉淀,将沉淀用无水乙醇洗涤3次,每次洗涤无水乙醇的用量为50重量份,接着用蒸馏水离心洗涤至上清液pH为7,最后将沉淀在100℃下干燥8h,得到多孔羟基磷灰石。
所述利用粉煤灰制作的胶凝材料的制备方法如下:
S1将粉煤灰、氧化镁、水泥、炉灰渣分别加入到破碎机(型号:PE250*400,郑州春长机械设备有限公司)中在1000r/min下破碎3h,然后分别加入到管磨机(型号:900×2100,型号:郑州新光矿山机械制造有限)粉磨至各原料比表面积为380m2/Kg;
S2将粉磨后的粉煤灰、氧化镁、炉灰渣、化学激发剂、水泥、多孔材料加入到KW350立式砂浆搅拌机(广州恒泰重工机械有限公司)中以200转/分的条件下搅拌15min,即得利用粉煤灰制作的胶凝材料。
实施例5
一种利用粉煤灰制作的胶凝材料,由以下重量份的原料组成:粉煤灰70份、氧化镁20份、水泥20份、化学激发剂30份、炉灰渣15份、多孔材料28份。
所述化学激发剂为碳酸钠。
所述多孔材料为多孔羟基磷灰石。
所述多孔羟基磷灰石的制备方法为:将30重量份Ca(NO3)2·4H2O溶解于50重量份水中得到溶液A;7.1重量份P2O5溶解于50重量份无水乙醇中得到溶液B;在200转/分搅拌下将溶液B加热至60℃,以0.05g/s的滴加速度将溶液A滴加至溶液B中,其间不断用浓度为0.1mol/L的氨水调节溶液pH为10,滴加完毕后继续在200转/分、60℃下搅拌30min,然后将溶液转移至含聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜内中,在170℃的条件下保温10h,自然冷却至室温,在8000转/分的条件下离心得到沉淀,将沉淀用无水乙醇洗涤3次,每次洗涤无水乙醇的用量为50重量份,接着用蒸馏水离心洗涤至上清液pH为7,最后将沉淀在100℃下干燥8h,得到多孔羟基磷灰石。
所述利用粉煤灰制作的胶凝材料的制备方法如下:
S1将粉煤灰、氧化镁、水泥、炉灰渣分别加入到破碎机(型号:PE250*400,郑州春长机械设备有限公司)中在1000r/min下破碎3h,然后分别加入到管磨机(型号:900×2100,型号:郑州新光矿山机械制造有限)粉磨至各原料比表面积为380m2/Kg;
S2将粉磨后的粉煤灰、氧化镁、炉灰渣、化学激发剂、水泥、多孔材料加入到KW350立式砂浆搅拌机(广州恒泰重工机械有限公司)中以200转/分的条件下搅拌15min,即得利用粉煤灰制作的胶凝材料。
实施例6
一种利用粉煤灰制作的胶凝材料,由以下重量份的原料组成:粉煤灰70份、氧化镁20份、水泥20份、化学激发剂30份、炉灰渣15份、多孔材料28份。
所述化学激发剂为九水偏硅酸钠、三乙醇胺按质量比14.2:1混合而成。
所述多孔材料为多孔陶瓷微粒。
所述多孔陶瓷微粒的制备方法如下:
将粉煤灰过100目筛,取70重量份的过筛后的粉煤灰、30重量份的淀粉、8重量份膨润土、10重量份水在300转/分的条件下搅拌30min得到浆料,加压7MPa压制成10mm×5mm×5mm的矩形条状坯体;将坯体放入马弗炉中,以5℃/min的升温速率从25℃升温至1050℃,在1050℃下保温60min,最后自然冷却至25℃,得到多孔陶瓷片;将多孔陶瓷片在粉碎机(型号:200*500,江西省威尔国际矿业装备有限公司)中以1800转/分的条件下粉碎2min,得到多孔陶瓷微粒。
所述利用粉煤灰制作的胶凝材料的制备方法如下:
S1将粉煤灰、氧化镁、水泥、炉灰渣分别加入到破碎机(型号:PE250*400,郑州春长机械设备有限公司)中在1000r/min下破碎3h,然后分别加入到管磨机(型号:900×2100,型号:郑州新光矿山机械制造有限)粉磨至各原料比表面积为380m2/Kg;
S2将粉磨后的粉煤灰、氧化镁、炉灰渣、化学激发剂、水泥、多孔材料加入到KW350立式砂浆搅拌机(广州恒泰重工机械有限公司)中以200转/分的条件下搅拌15min,即得利用粉煤灰制作的胶凝材料。
实施例7
一种利用粉煤灰制作的胶凝材料,由以下重量份的原料组成:粉煤灰70份、氧化镁20份、水泥20份、化学激发剂30份、炉灰渣15份、多孔材料28份。
所述化学激发剂为九水偏硅酸钠、三乙醇胺按质量比14.2:1混合而成。
所述多孔材料为多孔羟基磷灰石和多孔陶瓷微粒按3:1混合而成。
所述多孔羟基磷灰石的制备方法为:将30重量份Ca(NO3)2·4H2O溶解于50重量份水中得到溶液A;7.1重量份P2O5溶解于50重量份无水乙醇中得到溶液B;在200转/分搅拌下将溶液B加热至60℃,以0.05g/s的滴加速度将溶液A滴加至溶液B中,其间不断用浓度为0.1mol/L的氨水调节溶液pH为10,滴加完毕后继续在200转/分、60℃下搅拌30min,然后将溶液转移至含聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜内中,在170℃的条件下保温10h,自然冷却至室温,在8000转/分的条件下离心得到沉淀,将沉淀用无水乙醇洗涤3次,每次洗涤无水乙醇的用量为50重量份,接着用蒸馏水离心洗涤至上清液pH为7,最后将沉淀在100℃下干燥8h,得到多孔羟基磷灰石。
所述多孔陶瓷微粒的制备方法如下:
将粉煤灰过100目筛,取70重量份的过筛后的粉煤灰、30重量份的淀粉、8重量份膨润土、10重量份水在300转/分的条件下搅拌30min得到浆料,加压7MPa压制成10mm×5mm×5mm的矩形条状坯体;将坯体放入马弗炉中,以5℃/min的升温速率从25℃升温至1050℃,在1050℃下保温60min,最后自然冷却至25℃,得到多孔陶瓷片;将多孔陶瓷片在粉碎机(型号:200*500,江西省威尔国际矿业装备有限公司)中以1800转/分的条件下粉碎2min,得到多孔陶瓷微粒。
所述利用粉煤灰制作的胶凝材料的制备方法如下:
S1将粉煤灰、氧化镁、水泥、炉灰渣分别加入到破碎机(型号:PE250*400,郑州春长机械设备有限公司)中在1000r/min下破碎3h,然后分别加入到管磨机(型号:900×2100,型号:郑州新光矿山机械制造有限)粉磨至各原料比表面积为380m2/Kg;
S2将粉磨后的粉煤灰、氧化镁、炉灰渣、化学激发剂、水泥、多孔材料加入到KW350立式砂浆搅拌机(广州恒泰重工机械有限公司)中以200转/分的条件下搅拌15min,即得利用粉煤灰制作的胶凝材料。
实施例中各部分原料来源如下:
粉煤灰:绥中电厂,粒径为0.5~200μm,符合GBT1596-2005中规定的I级的标准。
水泥:本发明中所指的水泥为海螺PC 32.5硅酸盐水泥。
炉灰渣:灵寿县燕西矿产品加工厂。
原料主要化学成分表
九水偏硅酸钠:CAS号:13517-24-3,100目,上海慎则化工科技有限公司。
膨润土:600目,灵寿县奥太矿产品加工厂。
测试例1
将实施例7中的利用粉煤灰制作的胶凝材料参考GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法》进行检测。最终结果:制备的胶凝材料养护28d的强度为35.2MPa,即>32.5MPa,达到了32.5级水泥标准。
测试例2
分别将实施例2~7中制备得到的利用粉煤灰制作的胶凝材料进行无侧限抗压试验:按照《固化类路面基层和底基层技术规程》(CJJ/T80-98)标准测定中规定的方法进行测试。
表1:无侧限抗压试验结果表
无侧限抗压强度(MPa) | |
实施例2 | 4.6 |
实施例3 | 2.8 |
实施例4 | 3.2 |
实施例5 | 2.6 |
实施例6 | 5.2 |
实施例7 | 7.5 |
本发明通过炉灰渣和化学激发剂的结合能够有效的激发粉煤灰、氧化镁、水泥的火山灰效应,激发剂溶于水后能够破坏粉煤灰、废弃灰表面的酸性薄膜层,溶出粉煤灰、废弃灰内部的矿物成分,使得胶凝材料的孔隙率降低,结构更加紧密,提高胶凝材料的强度。
测试例3
分别将实施例2~7中制备得到的利用粉煤灰制作的胶凝材料进行渗透试验:参考刘仁钊“基于不同固化剂作用下淤泥改良前后力学性能变化”广东工业大学硕士学位论文中2.3.4渗透试验中的方法进行测试。
表2:渗透试验结果表
实施例 | 渗透系数(cm/s) |
实施例2 | 1.2×10<sup>-6</sup> |
实施例3 | 2.5×10<sup>-6</sup> |
实施例4 | 3.9×10<sup>-6</sup> |
实施例5 | 4.2×10<sup>-6</sup> |
实施例6 | 1.9×10<sup>-6</sup> |
实施例7 | 5.1×10<sup>-7</sup> |
本发明的有益效果:
1、本发明提供了一种利用粉煤灰制作的胶凝材料的方法,采用粉煤灰、氧化镁、水泥、炉灰渣等工业废弃物,对废弃物的利用极大的节省了资源,同时也减少的废弃灰渣不当处置带来的环境问题。
2、本发明提供的一种利用粉煤灰制作的胶凝材料的方法,制备得到的胶凝材料具备优异的机械性能。经过试验,采用本发明的胶凝材料具备优异的抗压性能;测试结果显示,本发明的胶凝材料具备良好的无侧限抗压强度。不仅如此,采用本发明的胶凝材料还具备良好的抗渗透效果,而良好的抗渗透能力意味着本发明的胶凝材料在建筑物的砌砖、制预制板、制砖、粘贴墙、地砖等具备良好的防水效果。
Claims (6)
1.一种利用粉煤灰制作的胶凝材料,其特征在于,由以下重量份的原料组成:粉煤灰50~150份、氧化镁15~30份、水泥15~30份、化学激发剂10~40份、炉灰渣5~20份、多孔材料10~30份;所述多孔材料为多孔羟基磷灰石和多孔陶瓷微粒按质量比(1~3):(1~3)混合而成;
所述多孔陶瓷微粒的制备方法如下:
将粉煤灰过100目筛,取60~80重量份的过筛后的粉煤灰、25~35重量份的淀粉、6~9重量份膨润土、8~15重量份水在200~500转/分的条件下搅拌25~35min得到浆料,压制成矩形条状坯体;将坯体放入马弗炉中,以5℃/min的升温速率从25℃升温至900~1050℃,在900~1050℃下保温55~70min,最后自然冷却至室温,得到多孔陶瓷片;将多孔陶瓷片在粉碎机下粉碎,得到多孔陶瓷微粒。
2.如权利要求1所述的利用粉煤灰制作的胶凝材料,其特征在于:所述化学激发剂为九水偏硅酸钠、三乙醇胺、碳酸钠中的一种或者多种的组合。
3.如权利要求2所述的利用粉煤灰制作的胶凝材料,其特征在于:所述化学激发剂为九水偏硅酸钠与三乙醇胺按质量比(10~15):1混合而成。
4.如权利要求1所述的利用粉煤灰制作的胶凝材料,其特征在于:所述多孔材料为多孔羟基磷灰石和多孔陶瓷微粒按3:1混合而成。
5.如权利要求1或4所述的利用粉煤灰制作的胶凝材料,其特征在于:所述多孔羟基磷灰石的制备方法为:将30~40重量份Ca(NO3)2·4H2O溶解于50~60重量份水中得到溶液A;6~8重量份P2O5溶解于50~60重量份无水乙醇中得到溶液B;在100~300转/分搅拌下将溶液B加热至50~65℃,以0.05~0.10g/s的滴加速度将溶液A滴加至溶液B中,其间不断用氨水调节体系pH为9.5~10.5,滴加完毕后继续在100~300转/分、50~65℃下搅拌25~40min,然后将溶液转移至含聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜内中,在160~180℃的条件下保温8~12h,自然冷却至室温,离心得到沉淀,将沉淀用无水乙醇和蒸馏水离心洗涤至上清液pH为7,将沉淀干燥得到多孔羟基磷灰石。
6.如权利要求1~5任一项所述的利用粉煤灰制作的胶凝材料的制备方法:
S1按配方称取原料,将粉煤灰、氧化镁、水泥、炉灰渣分别加入到破碎机进行破碎,然后分别加入到管磨机粉磨;
S2将粉磨后的粉煤灰、氧化镁、炉灰渣搅拌混合均匀,在加入化学激发剂、水泥、多孔材料混合均匀后即得利用粉煤灰制作的胶凝材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810428395.3A CN108358664B (zh) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | 一种利用粉煤灰制作的胶凝材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810428395.3A CN108358664B (zh) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | 一种利用粉煤灰制作的胶凝材料及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108358664A CN108358664A (zh) | 2018-08-03 |
CN108358664B true CN108358664B (zh) | 2021-04-02 |
Family
ID=63011765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810428395.3A Active CN108358664B (zh) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | 一种利用粉煤灰制作的胶凝材料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108358664B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110550927A (zh) * | 2019-10-08 | 2019-12-10 | 山东大学 | 一种工业尾气协同制备工业废石膏砂浆及毒性解决方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1076672A (zh) * | 1992-03-20 | 1993-09-29 | 重庆建筑工程学院 | 低熟料活性混合材水泥 |
WO1999043923A1 (en) * | 1998-02-26 | 1999-09-02 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Compositions for use in well construction, repair and/or abandonment |
CN102276291A (zh) * | 2011-06-09 | 2011-12-14 | 重庆大学 | 一种制备多孔磷酸钙生物陶瓷材料的方法 |
CN102603254A (zh) * | 2011-01-20 | 2012-07-25 | 中铁九局集团工程检测试验有限公司 | 一种复合型碱激发低碳水泥及其制备方法 |
CN102653462A (zh) * | 2011-03-04 | 2012-09-05 | 艾永平 | 一种胶凝材料粉煤灰-水泥及生产方法 |
CN102924035A (zh) * | 2012-11-19 | 2013-02-13 | 桂林理工大学 | 一种硅藻土地聚物胶凝材料的制备方法 |
CN102617057B (zh) * | 2011-11-30 | 2013-12-18 | 中国人民解放军63653部队 | 一种低热复合胶凝材料 |
CN103553482A (zh) * | 2013-10-11 | 2014-02-05 | 上海质能新型材料科技有限公司 | 专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料及其制备方法 |
CN106938903A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-07-11 | 武汉理工大学 | 一种高抗海水高强胶结材及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011017531A1 (en) * | 2009-08-06 | 2011-02-10 | The Catholic University Of America | Reactivity of fly ash in strongly aklaline solution |
-
2018
- 2018-05-07 CN CN201810428395.3A patent/CN108358664B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1076672A (zh) * | 1992-03-20 | 1993-09-29 | 重庆建筑工程学院 | 低熟料活性混合材水泥 |
WO1999043923A1 (en) * | 1998-02-26 | 1999-09-02 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Compositions for use in well construction, repair and/or abandonment |
CN102603254A (zh) * | 2011-01-20 | 2012-07-25 | 中铁九局集团工程检测试验有限公司 | 一种复合型碱激发低碳水泥及其制备方法 |
CN102653462A (zh) * | 2011-03-04 | 2012-09-05 | 艾永平 | 一种胶凝材料粉煤灰-水泥及生产方法 |
CN102276291A (zh) * | 2011-06-09 | 2011-12-14 | 重庆大学 | 一种制备多孔磷酸钙生物陶瓷材料的方法 |
CN102617057B (zh) * | 2011-11-30 | 2013-12-18 | 中国人民解放军63653部队 | 一种低热复合胶凝材料 |
CN102924035A (zh) * | 2012-11-19 | 2013-02-13 | 桂林理工大学 | 一种硅藻土地聚物胶凝材料的制备方法 |
CN103553482A (zh) * | 2013-10-11 | 2014-02-05 | 上海质能新型材料科技有限公司 | 专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料及其制备方法 |
CN106938903A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-07-11 | 武汉理工大学 | 一种高抗海水高强胶结材及其制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
"多孔羟基磷灰石纳米颗粒的制备及缓释性能";李宾杰等;《新乡学院学报(自然科学版)》;20110630(第3期);第231页第4段 * |
"激发剂对粉煤灰水泥胶凝材料水化性能的影响";蒋林华等;《河海大学学报》;20000531(第3期);第95页第1-2段 * |
蒋林华等."激发剂对粉煤灰水泥胶凝材料水化性能的影响".《河海大学学报》.2000,(第3期),第95-98页. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108358664A (zh) | 2018-08-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2021219058A1 (zh) | 一种再生材料地坪砖及其制备方法 | |
CN113213789B (zh) | 基于生活垃圾焚烧飞灰制备的路面砖及其制备方法 | |
CN103332877B (zh) | 利用疏浚淤泥制备无机胶凝材料的方法 | |
CN113336516A (zh) | 一种采用多元固废制备的胶凝材料及其协同调控方法 | |
CN112608043B (zh) | 一种高强度镍渣基固废胶凝材料及制备方法 | |
CN102363575A (zh) | 废粘土砖的再生利用方法及掺加有废粘土砖粉的混凝土 | |
CN110655338A (zh) | 铜渣-矿渣基胶凝材料、制备方法及应用 | |
CN106630700A (zh) | 一种以粉煤灰和废玻璃为原料的无机胶凝材料及其制备方法 | |
CN110937830A (zh) | 一种利用镍渣生产新型矿粉及其制备的方法 | |
CN101913846A (zh) | 一种用煤泥磷石膏冶金废渣合成陶粒的方法 | |
CN104291766A (zh) | 一种蒸压砖及其制备工艺 | |
KR101263227B1 (ko) | 고강도 지오폴리머 조성물 및 그 제조방법 | |
CN113929330B (zh) | 一种获取基体固废配比以及制备碱激发胶凝材料的方法 | |
CN118047588A (zh) | 一种耐水土壤固化剂及其制备方法和使用方法 | |
CN106698991A (zh) | 一种混凝土掺合料及其制备方法 | |
CN111517729B (zh) | 一种用于装配式建筑的钢筋连接用套筒灌浆料 | |
CN108358664B (zh) | 一种利用粉煤灰制作的胶凝材料及其制备方法 | |
CN113372052A (zh) | 利用玻璃态煤渣制备的混凝土及其制备方法 | |
CN117623720A (zh) | 一种利用改性建筑固废制备的抹灰砂浆及其制备方法 | |
CN104861406A (zh) | 一种粉煤灰的接枝改性方法 | |
CN115572147B (zh) | 一种磷酸盐胶凝材料及其制备方法 | |
CN107382112A (zh) | 一种复合胶凝材料 | |
CN115259726B (zh) | 一种用于胶凝材料的复合激发剂及其制备方法 | |
CN104876464B (zh) | 一种纤维增韧粉煤灰的接枝改性方法 | |
CN103922653A (zh) | 一种水泥胶砂的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |