专利名称：：湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆及其制备方法
技术领域：
：本发明属于建筑材料类，具体涉及一种高活性矿物掺合料浆及其制备方法。
背景技术：
：随着工业的持续发展，我国工业固体废弃物的生成量日益增多，给经济、社会及环境造成了严重的负担。到目前，我国粉煤灰堆存累积量已达13多亿吨，占地50多万亩。粉煤灰的收尘工艺主要有干排与湿排2种，但大多数火力发电厂为了便于贮运、避免扬灰，一般采取干收湿排或湿收湿排的方法。而湿排粉煤灰因其玻璃体早期活性低、反应慢，且含水率较高，成分组成波动较大，无法实现工业化应用。目前利用湿排粉煤灰的研究多集中在制备水泥混合材、混凝土掺合料、部分耐水要求不高的基础填充工程等，但存在利用率低、耗能费用高、制品质量差等问题。电石渣的主要特点在于其Ca(OH)2、CaO的含量高达65%以上，含水率较高(经陈化后含水率仍达40%)，成为制约其资源化利用的关键问题。目前利用电石渣的研究多集中替代石灰石生产水泥熟料，但存在性能不稳定，耗能费用较高等问题。
发明内容本发明的目的在于提供一种低成本、高利废率、高活性的湿湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆及其制备方法。为了实现上述目的，本发明的技术方案是湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆，其特征在于它由湿排粉煤灰、电石渣、改性剂和水经湿磨制浆而成；各组分所占质量份数为湿排粉煤灰固含量65—75、电石渣固含量22—34、改性剂1—3、水80—100，所述的水包含湿排粉煤灰和电石渣中水的质量；所述湿排粉煤灰含水率25_35%(质量)，游离氧化钙含量《2.5%(质量)，三氧化硫含量《3%(质量)，含碳量《12%(质量)，勃氏比表面积为350-400m7Kg;所述电石渣为含水率40—50%(质量)，电石渣干燥基中的氢氧化钙含量为65—75%(质量)，勃氏比表面积为900-1000m7Kg;所述电石渣干燥基为电石渣经干燥后的物质；所述改性剂由增强剂和表面改性剂组成，各组分所占改性剂质量百分比增强剂30—40%、表面改性剂60—70%。所述增强剂为Na2C03或三乙醇胺；所述表面改性剂为高效萘系减水剂或聚羧酸系减水剂。上述湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆的制备方法，其特征在于它包括如下步骤l)原料选取及预处理选取湿排粉煤灰及电石渣，测定湿排粉煤灰及电石渣的实际含水率，分别陈化48小时后备用；所述湿排粉煤灰含水率25—35%(质量)，游离氧化f丐含量《2.5%(质量)，三氧化硫含量《3%(质量)，含碳量《12%(质量)，勃氏比表面积为350-400m7Kg;所述电石渣为含水率40—50%(质量)，电石渣干燥基中的氢氧化钙含量为65—75%(质量)，勃氏比表面积为900-1000m7Kg;2)改性剂配制按各组分所占改性剂质量百分比增强剂30—40%、表面改性剂60—70%，选取增强剂和表面改性剂，将增强剂和表面改性剂混合，得改性剂，备用；3)按各组分所占质量份数为湿排粉煤灰固含量65_75、电石渣固含量22_34、改性剂1一3、水80—100，所述的水包含湿排粉煤灰和电石渣中水的质量，选取湿排粉煤灰、电石渣、改性剂和水；将湿排粉煤灰、电石渣、改性剂和水混合经湿磨10—20min，得湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆产品。本发明湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆各组分的主要作用为湿排粉煤灰由于其本身含有较高含量的Si02和AlA，在采用物理和化学激发共同作用下，有水化产物水化硅酸钙和钙砜石等晶体生成，可以替代部分胶凝材料。电石渣由于其本身具有较高含量的Ca(0H)2，且其颗粒比表面积较大，可为湿排粉煤灰的早期活性激发提供碱性环境，发挥此两种固体废弃物的优势互补效应。增强剂选用Na2C03或三乙醇胺(TEA)等，一方面可激发粉煤灰活性，用于提高体系早期强度及早期水化程度；另一方面有助磨作用，可提高湿磨效率及效果。表面改性剂选用聚羧酸系或高效萘系减水剂等，用于改善料浆物理性能，包括助磨性、料浆流动性、稳定性及分散性等。本发明湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆激发机理分析1、物理激发机理在湿排粉煤灰湿磨及放置过程中，由于金属离子的溶出和Si—O键断裂，粉煤灰粒子表面可形成一层多孔的高硅膜，使得其粒子表面的聚合度降低，有利于加快粉煤灰颗粒的二次水化反应。2、化学激发机理湿排粉煤灰中的Si02、Al20:,等具有一定的化学活性，但其早期活性较差，碱性环境可以激发其早期活性，使其进行水化反应，生成二次水化产物。而电石渣因具有高含量的Ca(0H)2，可以提供其早期活性激发所需的碱性环境。且改性剂的加入可使粉煤灰中玻璃体的Si-O、Al-O键在水化反应中快速断裂，从而大大提高了湿排粉煤灰的活性。本发明具有如下有益效果1、湿排粉煤灰及电石渣经物理化学双重激发后，有利于促进湿排粉煤灰的二次水化反应，激发其早期活性，可以较大掺量应用于混凝土拌制生产中；具有高活性的特点。2、明显改善新拌混凝土的工作性能，有效控制新拌混凝土坍落度的经时损失。3、可大量利用湿排粉煤灰及电石渣，便于运输，生产工艺简单，利废率高，成本低廉。总之，本产品主要针对湿排粉煤灰早期活性低，电石渣高含钙量、可提供碱性环境的特点，通过湿磨一制浆一激发的新型料浆制备模式，发挥两种工业固体废弃物的优势互补效应，生产可直接应用于商品混凝土生产的高活性矿物掺合料浆。本发明可以很好地解决目前大量湿排粉煤灰及电石渣无法充分应用的现实，大大减少工业废料对环境的污染，有显著的社会经济效益。为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例，实施例不应视作对本发明的限定。实施例1:湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆的制备方法，它包括如下步骤1)原料选取及预处理选取湿排粉煤灰及电石渣，测定湿排粉煤灰及电石渣的实际含水率，分别陈化48小时后备用；所述湿排粉煤灰含水率25—35%(质量)，游离氧化钙含量《2.5%，二氧化硫含量《3%，含碳量《12%，勃氏比表面积为350-400m7Kg;所述电石渣为含水率40—50%(质量)，电石渣干燥基中的氢氧化钙含量为65—75%(质量)，勃氏比表面积为900-1000m7Kg;所述电石渣干燥基为电石渣经干燥后的物质。2)改性剂配制按表1选取增强剂及表面改性剂混合，得改性剂，备用；所述增强剂为Na2C03;所述表面改性剂为高效萘系减水剂。3)按表1的湿排粉煤灰固含量、电石渣固含量、改性剂及水的配合比选取湿排粉煤灰、电石渣、改性剂和水，其中水包含湿排粉煤灰和电石渣中水的质量(湿排粉煤灰和电石渣中水的质量之和不满足水的质量分数要求时，外加水)；将湿排粉煤灰、电石渣、改性剂和水混合经湿磨，得湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆产品。表1湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆的配合比/质量分数编号<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>净浆实验合配比及力学性能测试结果见表3。表3净浆实验合配比及力学性能测试<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>如表2所示，所制备湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆的粘度低，流动性及分散性较好。通过搅拌均化装置可以降低其析水率，达到使用要求。如表3所示，试件L系列为掺加不同配比的本发明掺合料浆，其各龄期强度均接近于纯水泥试件0，可满足工业化生产，其中以L2及L3的效果更为明显。实施例2:湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆的制备方法，它包括如下步骤1)原料选取及预处理选取湿排粉煤灰及电石渣，测定湿排粉煤灰及电石渣的实际含水率，分别陈化48小时后备用；所述湿排粉煤灰含水率25%(质量)，游离氧化转含量《2.5%，三氧化硫含量《3%,含碳量《12%，勃氏比表面积为350ni7Kg;所述电石渣为含水率40%(质量)，电石渣干燥基中的氢氧化钙含量为65%(质量)，勃氏比表面积为900m7Kg。2)改性剂配制按各组分所占改性剂质量百分比增强剂30%、表面改性剂70%，选取增强剂和表面改性剂，将增强剂和表面改性剂混合，得改性剂，备用；所述增强剂为三乙醇胺；所述表面改性剂为聚羧酸系减水剂。3)按各组分所占质量份数为湿排粉煤灰固含量65、电石渣固含量34、改性剂1、水80，所述的水包含湿排粉煤灰和电石渣中水的质量(湿排粉煤灰和电石渣中水的质量之和不满足水的质量分数耍求，外加水，使水的质量份数为80)，选取湿排粉煤灰、电石渣、改性剂和水；将湿排粉煤灰、电石渣、改性剂和水混合经湿磨10min，得湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆产品。实施例3:湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆的制备方法，它包括如下步骤-l)原料选取及预处理选取湿排粉煤灰及电石渣，测定湿排粉煤灰及电石渣的实际含水率，分别陈化4S小时后备用；所述湿排粉煤灰含水率35%(质量)，游离氧化钙含量《2.5%，三氧化硫含量《3%，含碳量《12%，勃氏比表面积为400mV'Kg;所述电石渣为含水率50%(质量)，电石渣干燥基中的氢氧化钙含量为75%(质量)，勃氏比表面积为1000m7Kg。2)改性剂配制按各组分所占改性剂质量百分比增强剂40%、表面改性剂60%，选取增强剂和表面改性剂，将增强剂和表面改性剂混合，得改性剂，备用；所述增强剂为三乙醇胺；所述表面改性剂为聚羧酸系减水剂。3)按各组分所占质量份数为湿排粉煤灰固含量75、电石渣固含量22、改性剂3、水100,所述的水包含湿排粉煤灰和电石渣中水的质量(湿排粉煤灰和电石渣中水的质量之和不满足水的质量分数要求，外加水，使水的质量份数为100)，选取湿排粉煤灰、电石渣、改性剂和水；将湿排粉煤灰、电石渣、改性剂和水混合经湿磨20min，得湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆产品。本发明中的湿排粉煤灰、电石渣、改性剂及水的上下限取值及区间值都能实现本发明，改性剂的增强剂、表面改性剂的上下限取值及区间值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。权利要求1.湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆，其特征在于它由湿排粉煤灰、电石渣、改性剂和水经湿磨制浆而成；各组分所占质量份数为湿排粉煤灰固含量65-75、电石渣固含量22-34、改性剂1-3、水80-100，所述的水包含湿排粉煤灰和电石渣中水的质量；所述湿排粉煤灰含水率25-35％(质量)，游离氧化钙含量≤2.5％，三氧化硫含量≤3％，含碳量≤12％，勃氏比表面积为350-400m2/Kg；所述电石渣为含水率40-50％(质量)，电石渣干燥基中的氢氧化钙含量为65-75％(质量)，勃氏比表面积为900-1000m2/Kg；所述改性剂由增强剂和表面改性剂组成，各组分所占改性剂质量百分比增强剂30-40％、表面改性剂60-70％。2.根据权利要求1所述的湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆，其特征在于所述增强剂为Na2C03或三乙醇胺。3.根据权利要求1所述的湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆，其特征在于所述表面改性剂为高效萘系减水剂或聚羧酸系减水剂。4.如权利要求1所述的湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆的制备方法，其特征在于它包括如下步骤1)原料选取及预处理选取湿排粉煤灰及电石渣，测定湿排粉煤灰及电石渣的实际含水率，分别陈化48小时后备用；所述湿排粉煤灰含水率25—35%(质量)，游离氧化钙含量《2.5%，三氧化硫含量《3%，含碳量《12%，勃氏比表面积为350-400m7Kg;所述电石渣为含水率40—50%(质量)，电石渣干燥基中的氢氧化钙含量为65—75%(质量)，勃氏比表面积为900-1000m7Kg;2)改性剂配制按各组分所占改性剂质量百分比增强剂30—40%、表面改性剂60_70%，选取增强剂和表面改性剂，将增强剂和表面改性剂混合，得改性剂，备用；3)按各组分所占质量份数为湿排粉煤灰固含量65_75、电石渣固含量22—34、改性剂1_3、水80—100，所述的水包含湿排粉煤灰和电石渣中水的质量，选取湿排粉煤灰、电石渣、改性剂和水；将湿排粉煤灰、电石渣、改性剂和水混合经湿磨10—20min，得湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆产品。5.根据权利要求4所述的湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆的制备方法，其特征在于所述增强剂为Na2C03或三乙醇胺；所述表面改性剂为高效萘系减水剂或聚羧酸系减水剂。全文摘要本发明涉及一种高活性矿物掺合料浆及其制备方法。湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆，其特征在于它由湿排粉煤灰、电石渣、改性剂和水经湿磨制浆而成；各组分所占质量份数为湿排粉煤灰固含量65-75、电石渣固含量22-34、改性剂1-3、水80-100，所述的水包含湿排粉煤灰和电石渣中水的质量；所述湿排粉煤灰含水率25-35％(质量)，游离氧化钙含量≤2.5％，三氧化硫含量≤3％，含碳量≤12％，勃氏比表面积为350-400m<sup>2</sup>/kg；所述改性剂由增强剂和表面改性剂组成，各组分所占改性剂质量百分比增强剂30-40％、表面改性剂60-70％。本发明克服了湿排粉煤灰及电石渣难以利用的问题，且具有生产工艺简单，成本低、高利废率、高活性，所配制混凝土高性能化等特点。文档编号C04B28/00GK101182167SQ200710168358公开日2008年5月21日申请日期2007年11月15日优先权日2007年11月15日发明者张美香,李相国,罗忠涛,贺行洋,马保国申请人:武汉理工大学