CN115286341A - 绿色生态水泥及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水泥技术领域，具体涉及绿色生态水泥及其生产方法，包括以下质量份数的原料：废料20‑30份、硫铝酸盐水泥熟料12‑14份、磷石膏5‑10份、污泥10‑20份、助磨剂2‑4份、早强剂2‑4份；本发明以废料、硫铝酸盐水泥熟料、磷石膏、污泥、助磨剂和早强剂为原料，能有效利用废料和污泥，具有较好的经济效益和环保效果，所制额绿色生态水泥，不仅具有优异的抗压强度和弯折强度，具优异的比表面积。
Description
技术领域
本发明涉及水泥技术领域，具体涉及绿色生态水泥及其生产方法。
背景技术
从狭义上讲，生态水泥(Ecological Cement)是指利用城市垃圾焚烧灰和下水道污泥等作为主要原料，经过烧成粉磨形成的水硬性胶凝材料；而从广义上讲，生态水泥不是单独的水泥品种，而是对水泥“健康、环保、安全”属性的评价，包括对原料采集、生产过程、施工过程、使用过程和废弃物处置五大环节的分项评价和综合评价。生态水泥的基本功能除作为建筑材料的实用性外，还在于维护人体健康、保护环境。
专利申请号为CN202110463627.0的专利，其在说明书中记载有“包括改性超细碱性矿渣粉末30-40份、方解石粉10-15份、硅藻土15-20份、硅灰石粉3-5份、碱激发剂5-7份以及水5-9份；其中，所述改性超细碱性矿渣粉末为工业碱性矿渣经超细微粉碎设备粉碎后，由偶联剂进行表面处理得到。本发明通过在水泥配方中添加改性超细碱性矿渣粉末，提高水泥的密实度和抗压强度；通过添加硅灰石粉，使得水泥材料整体还具有低收缩性、高延性的优点。本发明所述的绿色生态环保水泥与传统水泥相比，还具有抗渗等级高、耐候性强、不腐蚀钢筋等显著优点”，上述专利虽然能够制备水泥，但是其制备的水泥抗压强度和弯折强度不佳，同时，缺少良好的水泥比表面积，无法满足使用需求。
综上所述，研发绿色生态水泥及其生产方法，是水泥技术领域中急需解决的关键问题。
发明内容
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明在于提供绿色生态水泥及其生产方法，本发明能有效利用废料和污泥，具有较好的经济效益和环保效果，所制额绿色生态水泥，不仅具有优异的抗压强度和弯折强度，具优异的比表面积。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明第一方面：提供了绿色生态水泥，包括以下质量份数的原料：废料20-30份、硫铝酸盐水泥熟料12-14份、磷石膏5-10份、污泥10-20份、助磨剂2-4份、早强剂2-4份。
本发明进一步的设置为：包括以下质量份数的原料：废料25份、硫铝酸盐水泥熟料13份、磷石膏7份、污泥15份、助磨剂3份、早强剂3份。
本发明进一步的设置为：所述的废料为石灰石、黑岩石和粉煤灰的混合物。
4.根据权利要求3所述的绿色生态水泥，其特征在于，所述的混合物中方解石、黑岩石和粉煤灰的质量比为1:2:1。
本发明进一步的设置为：所述的助磨剂为氯化钠、甲酸钙或木钙中的任意一种。
本发明进一步的设置为：所述的早强剂为粗甘油、糖蜜酒精废液干粉和液体硫氰酸钠按照质量比为1:1:2的比例混合后，再研磨所制备的。
本发明的第二方面：还提供了绿色生态水泥的生产方法的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取污泥和废料，将污泥和废料分别置于烘干机中，在温度为100-110℃的条件下，干燥20-22min，再于粉碎机中粉碎，过筛后，获得污泥颗粒和废料颗粒；
(2)称取硫铝酸盐水泥熟料、磷石膏、助磨剂和早强剂，置于水泥研磨机中，并向水泥研磨机中加入污泥颗粒和废料颗粒，在研磨过程中，喷洒雾化水，通过水泥研磨机排出物料；
(3)将物料置于均化仓内均化，制得水泥。
本发明进一步的设置为：在步骤(1)中，所述的过筛是过80-90目筛。
本发明进一步的设置为：在步骤(2)中，所述的水泥研磨机的温度为130-135℃。
有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
本发明以废料、硫铝酸盐水泥熟料、磷石膏、污泥、助磨剂和早强剂为原料，能有效利用废料和污泥，具有较好的经济效益和环保效果，所制备的绿色生态水泥，不仅具有优异的抗压强度和弯折强度，具优异的比表面积，具有广泛的应用前景，值得推广。
附图说明
图1为本发明中性能检测中水泥强度的统计图；
图2为本发明中性能检测中水泥比表面积的统计图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1：
本发明提供了绿色生态水泥，包括以下质量份数的原料：废料20份、硫铝酸盐水泥熟料12份、磷石膏5份、污泥10份、助磨剂2份、早强剂2份。
进一步的，废料为石灰石、黑岩石和粉煤灰的混合物。
更进一步的，混合物中方解石、黑岩石和粉煤灰的质量比为1:2:1。
进一步的，助磨剂为氯化钠。
进一步的，早强剂为粗甘油、糖蜜酒精废液干粉和液体硫氰酸钠按照质量比为1:1:2的比例混合后，再研磨所制备的。
此外，本发明还提供了绿色生态水泥的生产方法的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取污泥和废料，将污泥和废料分别置于烘干机中，在温度为100℃的条件下，干燥20min，再于粉碎机中粉碎，过筛后，获得污泥颗粒和废料颗粒。
进一步的，过筛是过80目筛。
(2)称取硫铝酸盐水泥熟料、磷石膏、助磨剂和早强剂，置于水泥研磨机中，并向水泥研磨机中加入污泥颗粒和废料颗粒，在研磨过程中，喷洒雾化水，通过水泥研磨机排出物料。
进一步的，水泥研磨机的温度为130℃。
(3)将物料置于均化仓内均化，制得水泥。
实施例2：
本发明提供了绿色生态水泥，包括以下质量份数的原料：废料30份、硫铝酸盐水泥熟料14份、磷石膏10份、污泥20份、助磨剂4份、早强剂4份。
进一步的，废料为石灰石、黑岩石和粉煤灰的混合物。
更进一步的，混合物中方解石、黑岩石和粉煤灰的质量比为1:2:1。
进一步的，助磨剂为甲酸钙。
进一步的，早强剂为粗甘油、糖蜜酒精废液干粉和液体硫氰酸钠按照质量比为1:1:2的比例混合后，再研磨所制备的。
此外，本发明还提供了绿色生态水泥的生产方法的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取污泥和废料，将污泥和废料分别置于烘干机中，在温度为110℃的条件下，干燥22min，再于粉碎机中粉碎，过筛后，获得污泥颗粒和废料颗粒。
进一步的，过筛是过90目筛。
(2)称取硫铝酸盐水泥熟料、磷石膏、助磨剂和早强剂，置于水泥研磨机中，并向水泥研磨机中加入污泥颗粒和废料颗粒，在研磨过程中，喷洒雾化水，通过水泥研磨机排出物料。
进一步的，水泥研磨机的温度为135℃。
(3)将物料置于均化仓内均化，制得水泥。
实施例3：
本发明提供了绿色生态水泥，包括以下质量份数的原料：废料25份、硫铝酸盐水泥熟料13份、磷石膏7份、污泥15份、助磨剂3份、早强剂3份。
进一步的，废料为石灰石、黑岩石和粉煤灰的混合物。
更进一步的，混合物中方解石、黑岩石和粉煤灰的质量比为1:2:1。
进一步的，助磨剂为木钙。
进一步的，早强剂为粗甘油、糖蜜酒精废液干粉和液体硫氰酸钠按照质量比为1:1:2的比例混合后，再研磨所制备的。
此外，本发明还提供了绿色生态水泥的生产方法的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取污泥和废料，将污泥和废料分别置于烘干机中，在温度为105℃的条件下，干燥21min，再于粉碎机中粉碎，过筛后，获得污泥颗粒和废料颗粒。
进一步的，过筛是过85目筛。
(2)称取硫铝酸盐水泥熟料、磷石膏、助磨剂和早强剂，置于水泥研磨机中，并向水泥研磨机中加入污泥颗粒和废料颗粒，在研磨过程中，喷洒雾化水，通过水泥研磨机排出物料。
进一步的，水泥研磨机的温度为133℃。
(3)将物料置于均化仓内均化，制得水泥。
性能检测：
分别按照实施例1、实施例2和实施例3中的方法制备水泥，再采用专利申请号为CN202110463627.0的方法制备水泥，分别作为实验1组、实验2组、实验3组和对照组。
(1)按照检测标准GB/T 17671-2021，检测各组水泥的强度(3d)，记录各组实验的数据于表1。
表1：各组水泥强度的记录表
| 组别 | n | 抗压强度(MPa) | 弯折强度(MPa) |
| 实验1组 | 8 | 8.5 | 2.5 |
| 实验2组 | 8 | 8.3 | 2.4 |
| 实验3组 | 8 | 8.6 | 2.5 |
| 对照组 | 8 | 5.1 | 1.5 |
由图1和表1可见，与对照组相比，实验组(实验1组、实验2组和实验3组)的水泥抗压强度和水泥弯折强度均优于对照组(p＜0.05)，而实验1组、实验2组和实验3组之间的水泥抗压强度和水泥弯折强度差异并不明显(p＞0.05)。本发明所制备的水泥，具优异的抗压强度和弯折强度。
(2)按照检测标准GB/T8074-2008，检测各组水泥的比表面积，记录各组实验的数据于表2。
表2：各组水泥比表面积的记录表
| 组别 | n | 比表面积(m<sup>2</sup>/kg) |
| 实验1组 | 10 | 470.5 |
| 实验2组 | 10 | 475.2 |
| 实验3组 | 10 | 472.6 |
| 对照组 | 10 | 365.8 |
由图2和表2可见，与对照组相比，实验组(实验1组、实验2组和实验3组)的水泥比表面积明显大于对照组(p＜0.05)，而各实验组之间差异并不明显(p＞0.05)。本发明所制备的水泥，具优异的比表面积。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.绿色生态水泥，其特征在于，包括以下质量份数的原料：废料20-30份、硫铝酸盐水泥熟料12-14份、磷石膏5-10份、污泥10-20份、助磨剂2-4份、早强剂2-4份。
2.根据权利要求1所述的绿色生态水泥，其特征在于，包括以下质量份数的原料：废料25份、硫铝酸盐水泥熟料13份、磷石膏7份、污泥15份、助磨剂3份、早强剂3份。
3.根据权利要求2所述的绿色生态水泥，其特征在于，所述的废料为石灰石、黑岩石和粉煤灰的混合物。
4.根据权利要求3所述的绿色生态水泥，其特征在于，所述的混合物中方解石、黑岩石和粉煤灰的质量比为1:2:1。
5.根据权利要求2所述的绿色生态水泥，其特征在于，所述的助磨剂为氯化钠、甲酸钙或木钙中的任意一种。
6.根据权利要求2所述的绿色生态水泥，其特征在于，所述的早强剂为粗甘油、糖蜜酒精废液干粉和液体硫氰酸钠按照质量比为1:1:2的比例混合后，再研磨所制备的。
7.绿色生态水泥的生产方法的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取污泥和废料，将污泥和废料分别置于烘干机中，在温度为100-110℃的条件下，干燥20-22min，再于粉碎机中粉碎，过筛后，获得污泥颗粒和废料颗粒；
(2)称取硫铝酸盐水泥熟料、磷石膏、助磨剂和早强剂，置于水泥研磨机中，并向水泥研磨机中加入污泥颗粒和废料颗粒，在研磨过程中，喷洒雾化水，通过水泥研磨机排出物料；
(3)将物料置于均化仓内均化，制得水泥。
8.根据权利要求7所述的绿色生态水泥的生产方法的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述的过筛是过80-90目筛。
9.根据权利要求7所述的绿色生态水泥的生产方法的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述的水泥研磨机的温度为130-135℃。
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|---|---|---|---|---|
| CN115572142A (zh) * | 2022-11-13 | 2023-01-06 | 海口盛鹏建材有限公司 | 一种生态健康环保水泥 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104261718A (zh) * | 2014-09-28 | 2015-01-07 | 广西云燕特种水泥建材有限公司 | 用石灰厂废料生产抗海水腐蚀的绿色生态水泥的方法 |
| CN109180034A (zh) * | 2018-10-27 | 2019-01-11 | 扬州佳奕金属材料有限公司 | 一种绿色环保水泥 |
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