一种环保水泥及其制备方法与流程

本发明涉及水泥技术领域，具体涉及一种环保水泥。

背景技术：

随着现代社会的发展，水泥越来越广泛地用作各行业废弃物(包括危险废弃物)的消纳和稳定/固化处理。近几年来，水泥窑协同处理工业废弃物、城市垃圾甚至危险废弃物显示出巨大的经济和技术优势，被认为是21世纪水泥和废弃物处理的发展方向。一般来说，在水泥熟料高温烧成过程中，有机组分大部分分解挥发，而大部分无机有害组分(主要是重金属离子和有毒、有害组分，如pb、hg、cd、as和cr等)则会保留在熟料中，从而使得通用水泥中环境有害组分的含量增加。

中国专利cn1033505c涉及一种钢渣矿渣早强无熟料水泥，该专利公开了以钢渣和高炉矿渣为主要组成材料，加入一定量的铝硅酸钾(钠)玻璃体作激发剂，共同研磨而制得，具有一定的应用价值，但该专利的主要激发剂一铝硅酸钾(钠)是自制，该激发剂制备时要将原料经过950～1250℃的高温煅烧熔融处理，其制备工艺复杂，消耗大量的能量，同时容易形成二次污染，其推广价值不高。中国专利cn101037308a公开了一种无熟料水泥的制备方法及其制备的混凝土，其利用工业废料如矿渣或粉煤灰、硫酸盐激发剂和少量的缓凝剂制备水泥及混凝土，混凝土可配制成c10～c100等级的混凝土。其用到的缓凝剂为重铬酸盐化合物，具有严重的污染性。申请号为cn02139776.的中国专利公开了一种利用电石渣与粉煤灰和外加剂混合，经粉磨筛分制得生态建筑胶结料，然后再根据设计部门要求配制成不同等级(m2.5～m10.0)砌筑砂浆和抹灰砂浆，从而制得一种环保砌筑水泥。该专利主要利用电石渣和粉煤灰生产电石渣砌筑水泥，但其获得的强度有限，只能配制m2.5～m10的砌筑砂浆，因而大大限制了其应用范围。

因此，需要研发一种安全环保、高强度的水泥以满足现在市场的需求。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本发明提供一种环保水泥及其制备方法，其目的在于，提供一种环保水泥，通过添加氯化亚锡，能够有效降低水泥中铬离子等重金属离子，使得制备的环保水泥中重金属含量大大降低，达到标准要求，更加环保。

本发明提供一种环保水泥，由以下原料制备而成：硅酸盐水泥、熟石灰、硝酸钾、火山灰、粉煤灰、氧化硅、减水剂、增塑剂、阿拉伯胶、氯化亚锡和水。

作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量份制备而成：硅酸盐水泥100-120份、熟石灰20-40份、硝酸钾10-30份、火山灰15-30份、粉煤灰5-15份、氧化硅10-17份、减水剂2-5份、增塑剂1-3份、阿拉伯胶1-5份、氯化亚锡2-7份和水40-80份。

作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量份制备而成：硅酸盐水泥105-115份、熟石灰25-35份、硝酸钾15-25份、火山灰20-25份、粉煤灰7-12份、氧化硅12-15份、减水剂3-5份、增塑剂2-3份、阿拉伯胶3-5份、氯化亚锡3-6份和水50-70份。

作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量份制备而成：硅酸盐水泥110份、熟石灰30份、硝酸钾20份、火山灰22份、粉煤灰10份、氧化硅14份、减水剂4份、增塑剂2.5份、阿拉伯胶4份、氯化亚锡5份和水60份。

作为本发明进一步的改进，所述火山灰或粉煤灰的比表面积不小于400m²/kg。

作为本发明进一步的改进，所述减水剂选自木质素磺酸钠盐减水剂、萘系高效减水剂、脂肪族高效减水剂、氨基高高效减水剂、聚羧酸高效减水剂中的一种。

作为本发明进一步的改进，所述增塑剂选自氯化石蜡、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯和环氧大豆油中的一种或几种。

本发明进一步保护上述一种环保水泥的制备方法，按照以下方法制备：

s1.将熟石灰、火山灰、粉煤灰和氧化硅混合，研磨，搅拌均匀，制得比表面积不小于400m²/kg的粉灰；

s2.将氯化亚锡、阿拉伯胶、硝酸钾、减水剂和增塑剂溶于水，加入硅酸盐水泥，高速搅拌均匀，升温至60-70℃，加入步骤s1制备的粉灰，继续原速搅拌30min，制得环保水泥。

作为本发明进一步的改进，所述高速搅拌的转速为500-800r/min。

本发明具有如下有益效果：

1.本发明水泥熟料没有添加fe和al成分，所以不含有这些元素可能同时进入的co、na、k等微量放射元素，因此，本发明水泥不具放射性，更加安全；

2.本发明添加的氯化亚锡，能够有效降低水泥中铬离子等重金属离子，使得制备的环保水泥中重金属含量大大降低，达到标准要求，更加环保；

3.本发明制备的环保水泥原料来源广、制备方法简单，能够有效降低重金属离子含量，同时不引入放射性元素，制备成的水泥力学性能好，具有较好的防水性能。

附图说明

图1为环保水泥的制备工艺图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例只是本发明的部分具有代表性的实施例，而不是全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例都属于本发明的保护范围。

实施例1

原料组成(重量份)：硅酸盐水泥100份、熟石灰20份、硝酸钾10份、火山灰15份、粉煤灰5份、氧化硅10份、聚羧酸高效减水剂2份、邻苯二甲酸二辛酯1份、阿拉伯胶1份、氯化亚锡2份和水40份。

按照以下方法制备：

s1.将熟石灰、火山灰、粉煤灰和氧化硅混合，研磨，搅拌均匀，制得比表面积不小于400m²/kg的粉灰；

s2.将氯化亚锡、阿拉伯胶、硝酸钾、聚羧酸高效减水剂和邻苯二甲酸二辛酯溶于水，加入硅酸盐水泥，高速搅拌均匀，转速为500r/min，升温至60℃，加入步骤s1制备的粉灰，继续原速搅拌30min，制得环保水泥。

实施例2

原料组成(重量份)：硅酸盐水泥120份、熟石灰40份、硝酸钾30份、火山灰30份、粉煤灰15份、氧化硅17份、氨基高高效减水剂5份、氯化石蜡3份、阿拉伯胶5份、氯化亚锡7份和水80份。

按照以下方法制备：

s1.将熟石灰、火山灰、粉煤灰和氧化硅混合，研磨，搅拌均匀，制得比表面积不小于400m²/kg的粉灰；

s2.将氯化亚锡、阿拉伯胶、硝酸钾、氨基高高效减水剂和氯化石蜡溶于水，加入硅酸盐水泥，高速搅拌均匀，转速为800r/min，升温至70℃，加入步骤s1制备的粉灰，继续原速搅拌30min，制得环保水泥。

实施例3

原料组成(重量份)：硅酸盐水泥105份、熟石灰25份、硝酸钾15份、火山灰20份、粉煤灰7份、氧化硅12份、木质素磺酸钠盐减水剂3份、环氧大豆油2份、阿拉伯胶3份、氯化亚锡3份和水50份。

按照以下方法制备：

s1.将熟石灰、火山灰、粉煤灰和氧化硅混合，研磨，搅拌均匀，制得比表面积不小于400m²/kg的粉灰；

s2.将氯化亚锡、阿拉伯胶、硝酸钾、木质素磺酸钠盐减水剂和环氧大豆油溶于水，加入硅酸盐水泥，高速搅拌均匀，转速为550r/min，升温至62℃，加入步骤s1制备的粉灰，继续原速搅拌30min，制得环保水泥。

实施例4

原料组成(重量份)：硅酸盐水泥115份、熟石灰35份、硝酸钾25份、火山灰25份、粉煤灰12份、氧化硅15份、萘系高效减水剂5份、邻苯二甲酸丁苄酯3份、阿拉伯胶5份、氯化亚锡6份和水70份。

按照以下方法制备：

s1.将熟石灰、火山灰、粉煤灰和氧化硅混合，研磨，搅拌均匀，制得比表面积不小于400m²/kg的粉灰；

s2.将氯化亚锡、阿拉伯胶、硝酸钾、萘系高效减水剂和邻苯二甲酸丁苄酯溶于水，加入硅酸盐水泥，高速搅拌均匀，转速为750r/min，升温至68℃，加入步骤s1制备的粉灰，继续原速搅拌30min，制得环保水泥。

实施例5

原料组成(重量份)：硅酸盐水泥110份、熟石灰30份、硝酸钾20份、火山灰22份、粉煤灰10份、氧化硅14份、脂肪族高效减水剂4份、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯2.5份、阿拉伯胶4份、氯化亚锡5份和水60份。

按照以下方法制备：

s1.将熟石灰、火山灰、粉煤灰和氧化硅混合，研磨，搅拌均匀，制得比表面积不小于400m²/kg的粉灰；

s2.将氯化亚锡、阿拉伯胶、硝酸钾、脂肪族高效减水剂和邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯溶于水，加入硅酸盐水泥，高速搅拌均匀，转速为650r/min，升温至65℃，加入步骤s1制备的粉灰，继续原速搅拌30min，制得环保水泥。

测试例1

将本发明实施例1-5制备的环保水泥进行性能测试，结果见表1。

铬的含量按照gb31893-2015《水泥中水溶性铬(ⅵ)的限量及测定方法》进行检测。

表1性能测试结果表

由上表可知，本发明实施例制备的环保水泥的铬(ⅵ)的含量低(1.0-1.2mg/kg)，稠度均>92％，保水率在92-94％,28天的抗压强度为42-50mpa，因此，具有较好的综合性能，且重金属含量低，具有广阔的应用前景。

本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。