专利名称：一种双灰粉及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑材料双灰粉及其制备方法。
背景技术：
燃煤热电厂每年排出大量由煤的灰分形成的各种煤灰渣。燃煤锅炉所排的灰渣通常有两种形态一种是在炉膛粘结起来的粒状灰渣落入锅炉底部，或者结成大块经破碎后从炉底排出，称作炉底渣灰，约占灰渣总重的15％～30％；另一种是从排烟系统中用收尘设施收集下来的细粒灰渣，叫做粉煤灰或飞灰，约占灰渣总量的70％～85％。粉煤灰随意堆贮不仅占用了土地、污染了环境而且是一种资源的极大浪费。因而大力加强粉煤灰综合利用工作可满足保护环境、利用资源、实施可持续发展战略的多重要求。工业发达国家对粉煤灰的研究和应用比我国早，但因不同国家的重视程度和科技发展水平不同，粉煤灰的利用率差别很大，有的国家利用率已达到70％～100％。不同国家的粉煤灰利用途径和方式差别不是很大，最主要的途径都是用于建筑材料和基础工程，如水泥、混凝土、砖、建筑充填料等方面；其次是农业方面，用于改良土壤，作为化肥载体等；还有少量的高技术利用，如制灰熔合金，作塑料、橡胶、油漆的填充料，从粉煤灰中提取有用金属如Al、Fe、Mo、Ge、V和粉煤灰中漂珠的应用等方面。
双灰粉是以粉煤灰为主要原料，适当配以生石灰等钙质材料，并加入少量的外加剂，经过均化、磨细而制成的一种建筑胶凝材料。
中国专利CN99115752.4(强化双灰粉及其制备工艺)公开了一种强化双灰粉及其制备工艺。这种双灰粉包括生石灰、粉煤灰，其中粉煤灰40～70％、生石灰20～50％、石膏3～12％。它的制备工艺是将粉煤灰、生石灰和石膏混和，然后采用湿粉工艺将混合物磨细，其细度为0.08mm筛选小于10％。
《双灰粉用于建筑砂浆的试验研究》(电力环境保护2001 Vol.17 No.2P.39-40，48)公开了在大量试验的基础上以废料为主配制成了廉价胶凝材料双灰粉。通过双灰粉取代部分水泥和全部石灰膏用于拌制不同标号砂浆的配比试验，得出了不同标号掺双灰粉砂浆的最佳配比。
这些专利和文章的公开对双灰粉的应用起了促进作用，但是由于提供的技术方案范围过大，并且没有涉及复合外加剂，对实际应用造成了一些困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种技术方案，可制备出具有较高强度的双灰粉，再利用电厂排放的粉煤灰，满足建筑行业的需要。
本发明的技术方案如下一种双灰粉，包括生石灰、粉煤灰，磷石膏，粉煤灰与生石灰、磷石膏的重量比为65～75∶23～27∶5～7。
粉煤灰与生石灰、磷石膏的重量比优选为70～72∶24～26∶5～7。
双灰粉其组成除粉煤灰、生石灰和磷石膏外，还可以包括外加剂，其组成按重量百分比为1.5～2.5％的晶胚、1.3～1.7％的硅酸钠、0.18～0.22％的木钙和0.8～1.2％的氯化钙。
一种双灰粉的制备方法，其特征在于主要包括以下步骤(1)将生石灰粗碎后与粉煤灰、磷石膏及外加剂按比例混和；(2)将混和后的物质进行磨细，细度为0.08mm筛选小于12％。
试件的微观结构和水化硬化速度与水化产物形成时所处的初始介质条件有关，通过掺入外加剂改变双灰粉的液相环境及水化产物的结晶条件可提高试件的早期强度。最常用于激发粉煤灰活性的外加剂有氯盐、硫酸盐、强碱、硅酸盐、晶胚等无机类和三乙醇胺、木钙等有机类。这些外加剂单独作用时对双灰粉的强度都有较好的影响，但一起使用时有复合效果，其复合效果并不时各个单独效果的叠加。
有益效果本发明以粉煤灰和生石灰为原料，使得燃煤热电厂大量排放的粉煤灰可再利用，带来了社会和环境效益。本发明提供的双灰粉强度高，是廉价的胶凝材料，可用于建筑砂浆中取代部分水泥和全部的石灰膏，从而降低工程造价。本发明易操作，成本低，市场前景好。
具体实施例方式
以下通过实施例进一步说明本发明。
实施例11试验设计选择生石灰和磷石膏的含量作为两个设计因素，每个因素选择四个水平，生石灰为20％、25％、30％、35％，磷石膏为2％、4％、6％、8％，每个因素的任一水平与另一因素的任一水平都结合一次，设计16组不同的双灰粉配比(表3.1)，这样在合理的配比范围内，最大限度地满足了试验代表性的要求。
表1 双灰粉试验的配比(％)
2试验方法备料严格按表1的配比进行配料，然后将粉煤灰、生石灰和磷石膏放在塑料桶中进行人工搅拌，使三种物料彻底混合均匀。参照国标《水泥胶砂强度检验方法GB177-85》，每组双灰粉配比均备料540克×6＝3240克，掺入标准砂1350克×6＝8100克，并确保双灰粉与标准砂拌和均匀。还对每组双灰粉的需水量比在相同条件下进行了严格的测定，以便在拦制双灰粉砂浆制作试件时能精确地控制加水量。
3分析与结论在双灰粉固结的早期，增加生石灰的掺量有利于形成早强，这时粉煤灰与生石灰水化而形在的Ca(OH)2之间火山灰反应尚处在启动阶段，火山灰反应的产物尚不能形成明显的强度，早期强度主要来自石灰的凝固作用，因此这时不论抗折或抗压强度均较低。14天龄期时粉煤灰火山灰反应的产物形成的强度已初见端倪，试件强度增加较快。
磷石膏不同掺量对试件强度的影响变化趋势比较简单，三个龄期(7天、14天和28天)的试件，均是随着磷石膏掺量的增加，其抗折和抗压强度呈增加的趋势。但随着龄期的延长，磷石膏掺量增加所导致试件强度增加的效应明显减弱。
综合分析生石灰不同掺量和不同龄期试件的抗折和抗压强度变化趋势，生石灰掺量为25％的试件可以获得最佳的抗折和抗压强度，从经济效益核算以及最大限度利用粉煤灰的因素考虑，25％生石灰掺量也是令人满意的。多掺磷石膏可以促使早强，但也不是越多越多，随着试件龄期的增加，其粉煤灰火山灰效应逐渐明显，磷石膏掺量对强度的贡献则逐步减弱。考虑到磷石膏的SO3含量较高，磷石膏掺量为6％和8％的试件，其后期抗折和抗压强度差别不是十分明显，甚至出现6％掺量的强度优于8％掺量的，故选6％作为本次试验双灰粉中磷石膏的最佳掺量。
依据以上试验得出的生石灰和磷石膏的重量含量，同时又针对粉煤灰的不同含量进行了试验，选择粉煤灰与生石灰、磷石膏的重量比为65～75∶23～27∶5～7。当粉煤灰与生石灰、磷石膏的重量比为70～72∶24～26∶5～7时，双灰粉的质量最好。
实施例2根据外加剂的特性，我们选择了氯化钠、氯化钙(氯化盐)、硫酸钠(硫酸盐)、氢氧化钠(强碱)、硅酸钠(硅酸盐)、晶胚、三乙醇胺、木钙作为单独的外加剂，其造成的结果如下表。
表2掺入不同种类不同剂量外加剂的三个龄期的双灰粉胶砂强度(MPa)
这些外加剂单独作用时对双灰粉的强度都有较好的影响。由此我们将这些外加剂互相混和以不同的含量比进行了试验，最后发现当外加剂组成按重量百分比为1.5～2.5％的晶胚、1.3～1.7％的硅酸钠、0.18～0.22％的木钙和0.8～1.2％的氯化钙时(其余为粉煤灰、生石灰和磷石膏)，复合外加剂的效果最佳。
实施例3双灰粉的制备方法，其包括以下步骤(1)将生石灰粗碎后与粉煤灰、磷石膏及外加剂按比例混和；(2)将混和后的物质进行磨细，细度为0.08mm筛选小于12％。
权利要求
1.一种双灰粉，包括包括粉煤灰、生石灰和磷石膏，其特征在于粉煤灰与生石灰、磷石膏的重量比为65～75∶23～27∶5～7。
2.根据权利要求1所述的双灰粉，其特征在于粉煤灰与生石灰、磷石膏的重量比为70～72∶24～26∶5～7。
3.根据权利要求1或2所述的双灰粉，其特征在于其组成除粉煤灰、生石灰和磷石膏外，还包括外加剂，其组成按重量百分比为1.5～2.5％的晶胚、1.3～1.7％的硅酸钠、0.18～0.22％的木钙和0.8～1.2％的氯化钙。
4.一种双灰粉的制备方法，其特征在于主要包括以下步骤(1)将生石灰粗碎后与粉煤灰、磷石膏及外加剂按比例混和；(2)将混和后的物质进行磨细，细度为0.08mm筛选小于12％。
全文摘要
本发明公开了一种双灰粉及其制备方法，属于建筑材料领域。一种双灰粉，包括生石灰、粉煤灰，磷石膏，粉煤灰与生石灰、磷石膏的重量比为65～75∶23～27∶5～7。其制备方法，其特征在于主要包括以下步骤(1)将生石灰粗碎后与粉煤灰、磷石膏及外加剂按比例混和；(2)将混和后的物质进行磨细，细度为0.08mm筛选小于12％。本发明以粉煤灰和生石灰为原料，使得燃煤热电厂大量排放的粉煤灰可再利用，带来了社会和环境效益。本发明提供的双灰粉强度高，是廉价的胶凝材料，可用于建筑砂浆中取代部分水泥和全部的石灰膏，从而降低工程造价。本发明易操作，成本低，市场前景好。
文档编号C04B22/00GK1781868SQ200510094929
公开日2006年6月7日 申请日期2005年10月21日 优先权日2005年10月21日
发明者陆根法, 李文青, 刘宁 申请人:南京大学