专利名称：一种用于粉煤灰建材的粉煤灰固结剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑材料生产领域，尤其涉及一种用于粉煤灰建材的粉煤灰固结剂。
背景技术：
目前我国处于全面高速发展时期，各种工业发展迅速，带动我国经济飞速发展，但随之也带来了资源、能源短缺、环境污染等问题，节约资源和保护环境已经成为我国的基本国策。我国是世界上少数几个以煤作为主要能源的国家之一，煤在能源构成中占75%以上。 粉煤灰是火力发电厂煤粉锅炉排出的粉状煤灰，是工业固体废弃物比较常见的一种。目前我国火力发电行业每年排放粉煤灰超过2亿吨，但利用率仅为年排放量的3(Γ40%。随着发电厂、城市供热系统的增加，粉煤灰的排放量也将保持持续增长的趋势。据估计到2020年， 我国粉煤灰的排放量将达到现在的3倍左右，再加上我国目前已有20亿吨粉煤灰累计堆存量，总的堆存量将达到30多亿吨。如此大量的粉煤灰如果不合理处理和利用，不仅会占用大量的土地存放，而且会造成地下水、空气的污染，破坏生态平衡。粉煤灰作为电厂的固体排放物，其处理难度比较大，处理费用高，同时粉煤灰堆放对环境有危害，主要是占地及随风飞扬，污染大气和周围环境。因此开展粉煤灰利用非常重要。目前国内外很多企业致力于粉煤灰综合利用的研究。在粉煤灰的综合利用中主要是用于粉煤灰建材制品，但是由于粉煤灰的胶凝性和抗冻融性差，不耐久，易起灰砂，因而粉煤灰的用量相对较低。因此需要提供一种新的粉煤灰固结剂以解决目前生产的粉煤灰建材存在着干收缩率大、不抗冻的问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提出的一种用于解决目前生产的粉煤灰建材存在着干收缩率大、不抗冻的问题的粉煤灰固结剂，该粉煤灰固结剂适用于粉煤灰建材，可以作为粉煤灰建材制品的胶凝材料，可以解决粉煤灰建材在寒冷的北方地区使用的问题。为了实现上述目的，本发明的技术方案是
一种用于粉煤灰建材的粉煤灰固结剂，所述的粉煤灰固结剂的原料包括熟料、粒化高炉矿渣、石膏、石灰、晶核素，所述的熟料、粒化高炉矿渣、石膏、石灰、晶核素的重量份数比为
熟料10 30
粒化高炉矿渣5(Γ70
石膏10 20
石灰5 15
晶核素2 5。进一步的，所述的熟料、粒化高炉矿渣、石膏、石灰、晶核素的重量份数比为 熟料 10
粒化高炉矿渣70石膏10
石灰15
晶核素5。进一步的，所述的熟料、粒化高炉矿渣、石膏、石灰、晶核素的重量份数比为 熟料 30
粒化高炉矿渣50
石膏20
石灰5
晶核素2。进一步的，所述的熟料、粒化高炉矿渣、石膏、石灰、晶核素的重量份数比为 熟料 20
粒化高炉矿渣60
石膏15
石灰10
晶核素4。进一步的，所述的熟料为水泥熟料。一种粉煤灰砌块，原料中包括粉煤灰和粉煤灰固结剂，所述的粉煤灰与粉煤灰固结剂的重量份数比80:20。一种粉煤灰标准砖，原料中包括粉煤灰和粉煤灰固结剂，所述的粉煤灰与粉煤灰固结剂的重量份数比85:15。一种粉煤灰地砖，原料中包括粉煤灰和粉煤灰固结剂、沙，所述的粉煤灰、粉煤灰固结剂和沙的重量份数比50:30:20。
本发明与现有技术相比产生的有益效果是
1、本发明的粉煤灰固结剂可以增加粉煤灰在粉煤灰建材中的掺加量，促进粉煤灰的合理利用；
2、本发明的粉煤灰固结剂可以增强粉煤灰建材的抗冻能力，使用本发明的粉煤灰固结剂制成的粉煤灰建材干收缩率小，耐冻性能好；
3、本发明的粉煤灰固结剂配方中原料简单易得，各原料之间协同作用，增强了对粉煤灰的固结能力。
具体实施方式
实施例1
一种用于粉煤灰建材的粉煤灰固结剂，所述的粉煤灰固结剂的原料包括熟料、粒化高炉矿渣、石膏、石灰、晶核素，所述的熟料、粒化高炉矿渣、石膏、石灰、晶核素的重量份数比为
熟料10 30
粒化高炉矿渣5(Γ70
石膏10 20石灰5 15
晶核素2 5。所述的熟料是以石灰石、粘土和铁质原料为主要原料，将该主要原料按适当比例配制成生料，烧至部分或全部熔融，并经冷却而获得的半成品，主要成分是CaO、SiO2, Al2O3 和Fii2O3，并且熟料中的Ca0、Si02、Al203和Fii2O3不是以单独的氧化物存在的，而是两种或两种以上的的氧化物经高温化学反应生成的多种矿物的集合体。粒化高炉矿渣是在高炉冶炼生铁时，所得到的以硅酸盐与硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经淬冷成粒后得到的，主要以无定形的玻璃体结构为主，含少量的结晶型矿物。石膏是单斜晶系矿物，主要化学成分是硫酸钙(CaS04)。石膏是一种用途广泛的工业材料和建筑材料。可用于水泥缓凝剂、石膏建筑制品、模型制作、医用食品添加剂、硫酸生产、纸张填料、油漆填料等。石灰一种以氧化钙为主要成分的气硬性无机胶凝材料，一般是用石灰石、白云石、 白垩、贝壳等碳酸钙含量高的原料，经900 1100°C煅烧而成。晶核素是一种经过高温煅烧的无机非金属材料，主要由含有CaO、Si02、A1203、 Fe2O3的原材料按适当配比研磨成粉，经高温煅烧至部分熔融所得的水硬性胶凝材料。将熟料、粒化高炉矿渣、石膏、石灰、晶核素按照一定的配比制成粉煤灰固结剂，各原料之间协同作用，其中晶核素对矿渣等的活性具有诱导作用，可以激发其他原料的活性， 使其形成晶化导向剂。本发明是将晶核理论应用于粉煤灰建材，粉煤灰固结剂和粉煤灰在水化过程中产生晶核定向积聚，加快晶体发育，使其快速形成致密晶体，由此使固结后的粉煤灰建材具有更高的强度和更好的稳定性。本实施例中，所述的熟料、粒化高炉矿渣、石膏、石灰、晶核素均为市售，原料应当符合国标要求。所述的粉煤灰固结剂的制备方法是
(1)将上述原料熟料、粒化高炉矿渣、石膏、石灰、晶核素分别经破碎机破碎至直径 ^ 3mm的颗粒；
(2)将粉碎后的原料颗粒按上述重量份数比混合，然后混磨；混磨至细度到 0. 08mm，方孔筛筛余彡3%即为成品，混磨所采用的设备为球磨机。1、实验方法
粉煤灰试样制备分别按照粉煤灰固结剂与粉煤灰重量份数比为1 2.5;1 3; 1 4；1 5四种配比，试样分别编号为1#、2#、3#和4#。加水搅拌均勻，挤压成直径50讓、 高50mm的试块。试样在养护箱内静置M小时后，在蒸汽中蒸养10小时(温度95°C 士 2°C )， 取出后在室内放置1天后检测其单轴无侧限抗压强度。做抗冻性试验的试样在_15°C冰室中冻5小时后取出，然后在20°C水中浸泡3小时后为一个循环，经15次循环后检测其抗压强度与对照组对比。单轴无侧限抗压强度试样制备及强度检测方法依据JTJ 051-93《公路土工试验规程》。2、实验数据
按照上述方法的试验结果列入下表。
5
通过上表可以看出，对粉煤灰试件在冻融前后的强度比较，试件的强度不但不降低，反而有一定程度的升高。固结剂与粉煤灰配比为1:2. 5时，试件1#的强度增长6% ；配比为1:3时，试件2#的强度增长5% ；配比为1:4,1:5时，试件的强度增长超过14%，根据国家相关标准，冻融后试件强度在一定的损失范围内均视为合格。因此，本发明的粉煤灰固结剂可以增强粉煤灰建材的抗冻能力。实施例2
本实施例是在实施例1的基础上进行的改进，本实施例中与实施例1相同的部分，请参照实施例1中公开的内容进行理解，实施例1公开的内容也应当作为本实施例的内容，此处不作重复描述。所述的熟料、粒化高炉矿渣、石膏、石灰、晶核素的重量份数比为
熟料10
粒化高炉矿渣70
石膏10
石灰15
晶核素5。本实施例中，熟料来自北京双山水泥熟料有限公司销售分公司，粒化高炉炉渣来自首钢矿渣，石膏和石灰均为市售产品，晶核素是北京恒生然建材科技有限公司的产品，目前市场上有售。试验方法与实施例1相同。实验数据见下表
权利要求
1.一种用于粉煤灰建材的粉煤灰固结剂，其特征在于所述的粉煤灰固结剂的原料包括熟料、粒化高炉矿渣、石膏、石灰、晶核素，所述的熟料、粒化高炉矿渣、石膏、石灰、晶核素的重量份数比为熟料10 30粒化高炉矿渣5(Γ70石膏10 20石灰5 15晶核素2 5。
2.根据权利要求1所述的粉煤灰固结剂，其特征在于所述的熟料、粒化高炉矿渣、石膏、石灰、晶核素的重量份数比为熟料10粒化高炉矿渣70石膏10石灰15晶核素5。
3.根据权利要求1所述的粉煤灰固结剂，其特征在于所述的熟料、粒化高炉矿渣、石膏、石灰、晶核素的重量份数比为熟料30粒化高炉矿渣50石膏20石灰5晶核素2。
4.根据权利要求1所述的粉煤灰固结剂，其特征在于所述的熟料、粒化高炉矿渣、石膏、石灰、晶核素的重量份数比为熟料20粒化高炉矿渣60石膏15石灰10晶核素4。
5.根据权利要求1、任一所述的粉煤灰固结剂，其特征在于所述的熟料为水泥熟料。
6.一种粉煤灰砌块，原料中包括粉煤灰和权利要求1所述的粉煤灰固结剂，其特征在于所述的粉煤灰与粉煤灰固结剂的重量份数比80:20。
7.一种粉煤灰标准砖，原料中包括粉煤灰和权利要求1所述的粉煤灰固结剂，其特征在于所述的粉煤灰与粉煤灰固结剂的重量份数比85:15。
8.一种粉煤灰地砖，原料中包括粉煤灰和权利要求1所述的粉煤灰固结剂、沙，其特征在于所述的粉煤灰、粉煤灰固结剂和沙的重量份数比50:30:20。
全文摘要
本发明公开了一种用于粉煤灰建材的粉煤灰固结剂，所述的粉煤灰固结剂包括熟料、粒化高炉矿渣、石膏、石灰、晶核素，所述的粉煤灰固结剂是由上述各原料按一定的重量份数比制备而成。本发明的粉煤灰固结剂可以增加粉煤灰在粉煤灰建材中的掺加量，促进粉煤灰的合理利用；使用本发明的粉煤灰固结剂可以增强粉煤灰建材的抗冻能力，制成的粉煤灰建材干收缩率小，耐冻性能好。
文档编号C04B18/08GK102557502SQ20111041104
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者刘文振, 刘文永, 邹晨峰 申请人:北京恒生然建材科技有限公司