本发明涉及建材领域的干粉砂浆和固废资源综合利用领域，特别涉及一种含烧结干法脱硫灰的干粉砂浆及其制备方法。
背景技术：
：建材领域，干粉砂浆与砌筑砂浆相比，抹面砂浆具有以下特点：①抹面层不承受荷载；②抹面层与基底层要有足够的粘结强度，使其在施工中或长期自重和环境作用下不脱落、不开裂；③抹面层多为薄层，并分层涂抹，面层要求平整、光洁、细致、美观；④多用于干燥环境，大面积暴露在空气中。为保证干粉砂浆的和易性、抗流挂性、提高早期强度、施工方便性等，便于砌体密实度和工效的提高，干粉砂浆通常都会加入一定量的钙质材料，如白灰（主要成分消石灰）、灰钙粉（主要成分Ca(OH)2、CaO和CaCO3）、重钙粉（主要成分碳酸钙）或粉煤灰等。在钢铁生产过程中，二氧化硫是主要污染物之一，主要来自于烧结工艺产生的烟气。据统计，烧结工艺排放的二氧化硫约占钢铁生产总排放量的60%以上。目前，钢铁企业常用的烟气脱硫工艺有湿法、干法、半干法、氨法等。其中，干法脱硫工艺具有耗水低、投资少、脱硫率高、无废水、与机组配合特性好等有优点，很好地克服了湿法脱硫工艺的一些问题和不足，得到了大范围应用；然而，干法脱硫工艺的脱硫副产物因含有不稳定的水合亚硫酸钙、碳酸钙等物质的存在，影响了其利用，企业对烧结干法脱硫灰基本上采取填埋或堆置方式处理。现有技术中，公开号为CN104059419A的专利申请，一种半干法脱硫灰外墙腻子，公开了一种利用半干法脱硫灰制备外墙腻子粉的方法，是先将半干法脱硫灰在100℃温度下烘干，将钢渣烘干，并使用球磨机磨成砂粒状；将工业矿渣烘干，并磨成矿渣微粉，按半干法脱硫灰25%-35%，钢渣30%-50%，矿渣微粉20%-30%，双飞粉10%-25%，保水剂0%-5%，乳胶粉0%-5%的比例混合而制得。公开的技术方案采用半干法脱硫灰进行了100℃温度下烘干脱除游离水的方式，使半干法脱硫灰的活性显著降低，失去原先的胶凝作用；半干法脱硫灰所具有胶凝作用未从分利用，未有效地发挥脱硫灰的利用价值，同时该技术方案采用了烘烤装置消耗了热能，增加了生产成本；另外还使用了大量的钢渣、矿渣微粉等物质，而钢渣、矿渣微粉还可加工成其他高附加值产品。现有技术中烧结干法脱硫灰在建材领域扩大使用技术有待进一步开发。技术实现要素：本发明的目的是提供一种含烧结干法脱硫灰的干粉砂浆及其制备方法，解决现有烧结干法脱硫灰使用范围窄的技术问题。本发明采用的技术方案是：一种含烧结干法脱硫灰的干粉砂浆，其原料组分的质量百分比为：烧结干法脱硫灰4%～10%、砂子70%～78%、水泥10%～12%、粉煤灰6%～7%、硅微粉1%～2%，各原料组分质量百分比之和为100%。本发明采用的烧结干法脱硫灰是以石灰为脱硫剂的循环流化床干法烧结脱硫工艺所产生的烧结脱硫灰，通常是一种极微浅红色粉末，脱硫灰的颗粒直径约在几微米至十几微米，脱硫灰中含有少量的结合水，加水搅拌易成浆液状，粘性很好。本发明采用烧结干法脱硫灰中含有亚硫酸钙、石灰石、及少量的氢氧化钙、硫酸钙、氯化钙、氟化钙、SiO2、MgO、Al2O3、Fe2O3，烧结干法脱硫灰主要成分的质量百分比为：CaSO3•1/2H2O50～60%、CaCO320～30%、CaSO4•2H2O0～2%、Ca(OH)25～6%，容积密度为0.85～1.0t/m3，真密度为2.25～2.69t/m3。由此可见，烧结干法脱硫灰主要成分为钙基和粉煤灰。其中钙基包括：亚硫酸钙(CaSO3·1/2H2O)、碳酸钙(CaCO3)、消石灰(Ca(OH)２)、硫酸钙(CaSO4·2H2O)等，粉煤灰本身虽不具有胶凝性，但与干法脱硫灰中的Ca(OH)２作用，会发生类水泥的胶凝性反应，反应式如下：Ca(OH)2+SiO2+（n-1）H2O=CaO*SiO2*nH2O(硅酸钙)干法脱硫灰与其它材料唯一不同的是干法脱硫灰中含有一定量的亚硫酸钙(CaSO3·1/2H2O)，具有一定的活性。理论分析和实验证明，亚硫酸钙的分解温度为580℃，在碱性环境下，特别是与水泥混合（pH>12）亚硫酸钙会十分稳定，将亚硫酸钙作为一种掺和料，添加至预拌砂浆中，能够节约白灰、灰钙粉和重钙粉、粉煤灰等的用量，申请人经过多年的理论研究和试验表明，按本发明方法，将含有亚硫酸钙的干法脱硫灰用作干粉砂浆原料组分是有效、安全、稳定的。干法脱硫灰作为干粉砂浆的原料组分之一，克服了现有技术的偏见。在制备干粉砂浆中，消石灰(Ca(OH)２）、亚硫酸钙，分别所起到的作用为胶凝作用和缓凝作用；在这两者作用中，胶凝作用为功能性作用，对其强度和工序影响较大，缓凝作用为辅助性作用，对其影响不大；故烧结干法脱硫灰加入干粉砂浆中起到的作用应以消石灰(Ca(OH)２）作为主导进行限定。基于上述原则，利用烧结干法脱硫灰亚硫酸钙具有胶凝的作用，可替代水泥在干粉砂浆的作用经过大量的实验表明，替代砂子的量不能无限大，因为替代量越大，分层度增加，保水性变差，抹墙效果不好，因此本专利也保持了水泥的一定加入量；利用烧结干法脱硫灰中含有亚硫酸钙作为缓凝材料，可增加其施工时间；经过大量的实验，干粉砂浆含有烧结干法脱硫灰质量百分比为4-10%，效果为佳；干粉砂浆中烧结干法脱硫灰含量高于10%，亚硫酸钙的缓凝作用将使干粉砂浆凝结不了、形成不了强度；干粉砂浆中烧结干法脱硫灰含量低于4%，则起不到胶凝作用，导致无法施工。本发明所述粉煤灰为燃煤电厂排出的固体废物，粉煤灰主要组分质量百分比为：SiO225～65%、Al2O320～40%、Fe2O31～6%、CaO10～16%，其中，SiO2、Al2O3、CaO的质量百分含量之和不低于80%，粉煤灰在常温特别是在水热处理（蒸汽养护）条件下，与氢氧化钙或其他碱金属氢氧化物发生化学反应，生成具有水硬胶凝性能的化合物，成为一种增加强度和耐久性的材料。本发明粉煤灰重量含量为6%～7%效果佳。本发明所述水泥为普通硅酸盐水泥，本发明水泥重量含量为10%～12%效果佳。本发明所述硅微粉进一步加强其早期胶凝的作用，防止干粉砂浆在使用中因没有早期胶凝的作用而脱落，进而无法施工，但其成本较高，加入量不能大，本发明硅微粉重量含量为1%～2%效果佳。本发明所述砂子为普通的黄沙，用作干粉砂浆的骨料。上述一种含烧结干法脱硫灰的干粉砂浆的制备方法，包括以下步骤：1）按配比分别称量原料烧结干法脱硫灰、砂子、水泥、粉煤灰、硅微粉后同时投入搅拌机内；2)用搅拌机拌合混匀20min-30min，获得所述的干粉砂浆。上述一种含烧结干法脱硫灰的干粉砂浆的使用方法，在干粉砂浆中加入水搅拌均匀，水和干粉砂浆的质量比为2/10～3/10。本发明干粉砂浆使用中加水量的控制直接影响使用效果，水量过高或者过低都将影响砂浆的性能，主要是影响稠度即砂浆的稀稠程度，砂浆中加水太多就变稀，稠度过低，砂浆太稀抹涂时砂浆易流淌，容易出现分层；砂浆中加水过少就变稠，稠度高，砂浆太稠抹涂时砂浆不易抹平。本发明干粉砂浆使用时，水和干粉砂浆的质量比为2/10～3/10效果为佳。本发明相比现有技术具有如下积极效果：1.本发明干粉砂浆的原料组分中水泥、砂子用量较普通干粉砂浆降低明显，制备工艺简单，生产成本低，实现了烧结干法脱硫灰增值利用。2.本发明干粉砂浆使用效果好，性能稳定，得到达到了国家标准GB/T25181-2010性能的要求。3.本发明无需对烧结干法脱硫灰进行煅烧处理，节约了能源。具体实施方式下面结合实例例1-5，对本发明作进一步说明。一种含烧结干法脱硫灰的干粉砂浆，其原料组分的质量百分比为：烧结干法脱硫灰4%～10%、砂子70%～78%、水泥10%～12%、粉煤灰6%～7%、硅微粉1%～2%，各原料组分质量百分比之和为100%。本发明实施例原料配比见表1。本发明所述砂子为普通的黄沙，用作干粉砂浆的骨料。上述一种含烧结干法脱硫灰的干粉砂浆的制备方法，包括以下步骤：1）按配比分别称量原料烧结干法脱硫灰、砂子、水泥、粉煤灰、硅微粉后同时投入搅拌机内；2)用搅拌机拌合混匀20min-30min，获得所述的干粉砂浆。表1本发明原料组分质量百分比（%）原料组分烧结干法脱硫灰（%）砂子水泥（%）粉煤灰（%）硅微粉（%）本发明4-1070-7810～126～71～2实施例14781062实施例26761062实施例38741162实施例49721261实施例510701271本发明干粉砂浆使用时，在干粉砂浆中加入水搅拌均匀，水和干粉砂浆的质量比为2/10，使用后按照《预拌砂浆》GB/T25181-2010进行相关性能的检测，结果见表2。表2本发明干粉砂浆使用后的性能参数类别保水率/%凝结时间/h14d拉伸粘结强度/MPa28d收缩率/%GB/T25181-2010≥883-10≥0.15≤0.2实施例19170.310.11实施例29280.320.13实施例39380.350.10实施例49390.350.10实施例59490.360.13从表2中可看出，按照实施例1-5中的配方，得到的试样的保水率、凝结时间、14d拉伸粘结强度和28d收缩率四个性能指标达到国家标准GB/T25181-2010的要求；干粉砂浆原料组分中用烧结干法脱硫灰可以替代部分砂子、水泥，扩大了烧结干法脱硫灰使用范围，节约砂子、水泥，降低了企业的生产成本。以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。当前第1页1 2 3