专利名称：一种砌筑水泥的制作方法
技术领域：
本发明属于水泥制备的技术领域，尤其涉及使用烧结料或废料或废物作为 砂浆、混凝土组成部分的技术领域
背景技术：
本发明是利用工业废弃物脱硫石膏与粉煤灰，辅以少量的外加剂研制一种
环保型的复合胶凝材料，可以用来取代12.5等级的砌筑水泥。
水泥是传统的胶凝材料，在为人类经济发展与社会进步做出巨大贡献的同 时由于其高资源、高能源消耗以及造成的严重环境污染，越来越不符合当前可 持续发展战略的要求，因此被称为"夕阳工业"。各国纷纷出台相应的措施限制 水泥工业规模的发展，竞相赋予水泥技术以更高的科技含量，使它为人类造福 的同时不至于给环境造成严重的负担。同时，各国也相继发展新型的绿色胶凝 材料，以取代这种传统的胶凝材料。
我国是世界上最大的煤炭生产国，也是目前世界上以煤炭为主要能源的国 家之一。目前，煤炭在我国的一次能源(煤、石油、水力、核能等)消费中占 67% 。综合国内外的各种预测到2020年煤炭在我国一次能源消费结构中仍将 会占到60%左右。燃煤火电机组在我国的电力生产中占据着主要地位，但同时也 是污染大户。燃煤电厂以煤炭为燃料，煤炭燃烧后产生大量副产物粉煤灰，同 时还向大气中排放大量的有害气体二氧化硫。对燃煤电厂、炼油厂等排放的二 氧化硫采用脱硫净化工艺技术处理，即得脱硫石膏，又称FGD石膏(Flue Gas Desulphurization Gypsum)。这些废弃物若不加以综合利用，就会给环境造成严 重的负担。由于目前我国科技发展水平有限，对这些工业废弃物未能有效利用。 本发明为利用这两种工业废弃物提供了 一个途径。
脱硫石膏的化学成分是二水硫酸钙晶体(CaS04 2H20)，其经低温煅烧后 失水变成硬石膏，在脱硫石膏粉煤灰为主的体系中除自身凝结产生强度外，还 起到硫酸盐激发剂的作用，有一定的激发效果。其含有少量未反应的CaCCb和 部分可溶盐，如K+、 Na+盐，这些杂质的存在都可以加速水化，激发活性。粉 煤灰由大量硅铝玻璃体组成，具有火山灰活性，其和脱硫石膏的体系在水泥存 在及硫酸盐等激发剂的激发作用下，能形成一定强度的胶结材。水泥加水后迅 速水化，产Ca(OH)2 ,和碱性激发剂一起提高体系的碱度，破坏粉煤灰玻璃体的 结构，使其中的Si02和Ab03溶解出来，Ca(OH)2与溶解出来的&02和A1203反应生成水化硅酸钙C-S-H( I )与水化铝酸钙。脱硫石膏中的硫酸根离子就与新 生成的水化铝酸钙或Ca(OH)2和活性Al2Cb相作用生成水化硫铝酸钙。其主要 水化产物为钙矾石和水化硅酸钙，其次还有水化铝酸钙(C2AH8)、水化铝硅酸 钙(C2ASH8)等，这些水化产物交织在一起产生强度。
发明内容
本发明以工业废弃物的脱硫石膏与粉煤灰为主要原料，复合少量的矿物外 加剂水泥与消石灰或者不加入水泥，并在大量研究的基础上选出合适的化学激 发剂，使该体系具有较好的胶凝性能，可以用来取代12.5等级的砌筑水泥使用。 该发明利用的是工业废弃物，首先给废弃物的利用提供了途径，减轻了环境的 负担，也降低了成本，减少了资源消耗；同时它是免烧的新型胶凝材料，所以 极大的降低了能源消耗。另外，它在一定程度上可以减少部分水泥的生产，也 就是减少了水泥生产过程中的高资源、能源消耗，也减少了其对环境造成的巨 大压力。所以，用这种新型的复合胶凝材料生产的砌筑水泥是一种绿色的建筑 材料，符合当前社会发展的趋势，具有良好的经济效益与社会效益。
本发明的实现方式如下将脱硫石膏在45(TC 60(TC的温度下煅烧，升温 速率控制在l(TC/min左右，升至规定温度后在该温度下保温lh 2h。所得的脱 硫石膏与粉煤灰及其他外加剂复配，即得到这种复合胶凝材料，其各项性能指 标满足《砌筑水泥》(GB/T3183-2003)中12.5等级砌筑水泥的各项要求，能够取 代该等级的砌筑水泥运用于实际工程。
该胶凝材料的配方如下(质量比》
脱硫石膏30 40
粉煤灰(低钙II级)30 55
水泥0 15
消石灰6 12
无水氯化钙(外掺)1 3
采用以上方法有效得利用了废弃物，同时还降低了砌筑水泥的成本，减少 了制备水泥的资源消耗。
具体实施例方式
试验用主要原材料有脱硫石膏、粉煤灰、水泥、消石灰和分析纯的无水
CaCl2。脱硫石膏取自杭州半山电厂的灰白色原状脱硫石膏，0.045mm方孔筛筛 余ll. 9%，原状脱硫石膏自由水含量为15%，粉煤灰为上海宝钢发电厂排放， 比表面积为385m2/kg;水泥为海豹牌普通硅酸盐42.5级水泥；消石灰为市售产 品。脱硫石膏、粉煤灰、水泥、石灰的主要化学成分如表1所示。 表1原材料的化学成分/%
4<formula>formula see original document page 5</formula>
选取胶凝材料的如下三个配方(质量比)
① 脱硫石膏40;粉煤灰(低钙II级)55;水泥0;消石灰5;无水氯化 钙(外掺)1
② 脱硫石膏34;粉煤灰(低钙II级)51;水泥7.5;消石灰7.5;无水 氯化钙(外掺)2
③ 脱硫石膏30;粉煤灰(低钙II级)55;水泥5;消石灰10;无水氯 化钙(外掺)3
按以上配比配置，加入标准稠度用水量(先将无水氯化钙溶于水中)，拌合，
所得材料的基本性能如表2。
表2复合胶凝材料的基本性能
项目标准要求复合胶凝材3叫
配方①配方②配方③
凝结时间 /h:min初凝》1:003:222:542:46
终凝《12:004:423:553:50
抗折强度 緣a7d》1.52.042.222.48
28d》3.05.205.355.83
抗压强度 緣a7d》7.07.367.858.26
28d》12.518.6519.7821.12
保水率/%》80828484
安定性合格合格合格合格
权利要求
1. 一种砌筑水泥，特征在于各组分的质量比为脱硫石膏30～40低钙II级粉煤灰30～55水泥0～15消石灰6～12外掺无水氯化钙1～3。
2. 如权利要求1所述的砌筑水泥，特征在于原状脱硫石膏自由水含量低于15%。
3. 如权利要求1所述的砌筑水泥，特征在于粉煤灰比表面积300r^/kg以上。
4. 制备权利要求1所述砌筑水泥的方法，特征在于将脱硫石膏在45(TC 600"C的温度下煅烧，升温速率控制在1(TC/min，升至规定温度后在该温度下保温lh 2h，所得的脱硫石膏与低钙II级粉煤灰及其它试剂复配，即得到这种砌筑水泥。
全文摘要
本发明一种砌筑水泥以脱硫石膏与粉煤灰为主要原料，复合少量的矿物外加剂水泥与消石灰，并在大量研究的基础上选出合适的化学激发剂，使该体系具有较好的胶凝性能，可以用来取代12.5等级的砌筑水泥使用。
文档编号C04B11/30GK101462840SQ200710172799
公开日2009年6月24日 申请日期2007年12月21日 优先权日2007年12月21日
发明者敏 吴, 施惠生, 郭晓潞 申请人:同济大学