專利名稱：一種用于粉煤灰建材的粉煤灰固結劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及建筑材料生產領域，尤其涉及一種用于粉煤灰建材的粉煤灰固結劑。
背景技術：
目前我國處于全面高速發展時期，各種工業發展迅速，帶動我國經濟飛速發展，但隨之也帶來了資源、能源短缺、環境污染等問題，節約資源和保護環境已經成為我國的基本國策。我國是世界上少數幾個以煤作為主要能源的國家之一，煤在能源構成中占75%以上。 粉煤灰是火力發電廠煤粉鍋爐排出的粉狀煤灰，是工業固體廢棄物比較常見的一種。目前我國火力發電行業每年排放粉煤灰超過2億噸，但利用率僅為年排放量的3(Γ40%。隨著發電廠、城市供熱系統的增加，粉煤灰的排放量也將保持持續增長的趨勢。據估計到2020年， 我國粉煤灰的排放量將達到現在的3倍左右，再加上我國目前已有20億噸粉煤灰累計堆存量，總的堆存量將達到30多億噸。如此大量的粉煤灰如果不合理處理和利用，不僅會占用大量的土地存放，而且會造成地下水、空氣的污染，破壞生態平衡。粉煤灰作為電廠的固體排放物，其處理難度比較大，處理費用高，同時粉煤灰堆放對環境有危害，主要是占地及隨風飛揚，污染大氣和周圍環境。因此開展粉煤灰利用非常重要。目前國內外很多企業致力于粉煤灰綜合利用的研究。在粉煤灰的綜合利用中主要是用于粉煤灰建材制品，但是由于粉煤灰的膠凝性和抗凍融性差，不耐久，易起灰砂，因而粉煤灰的用量相對較低。因此需要提供一種新的粉煤灰固結劑以解決目前生產的粉煤灰建材存在著干收縮率大、不抗凍的問題。
發明內容
本發明的目的是針對上述問題提出的一種用于解決目前生產的粉煤灰建材存在著干收縮率大、不抗凍的問題的粉煤灰固結劑，該粉煤灰固結劑適用于粉煤灰建材，可以作為粉煤灰建材制品的膠凝材料，可以解決粉煤灰建材在寒冷的北方地區使用的問題。為了實現上述目的，本發明的技術方案是
一種用于粉煤灰建材的粉煤灰固結劑，所述的粉煤灰固結劑的原料包括熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素，所述的熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數比為
熟料10 30
粒化高爐礦渣5(Γ70
石膏10 20
石灰5 15
晶核素2 5。進一步的，所述的熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數比為 熟料 10
粒化高爐礦渣70石膏10
石灰15
晶核素5。進一步的，所述的熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數比為 熟料 30
粒化高爐礦渣50
石膏20
石灰5
晶核素2。進一步的，所述的熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數比為 熟料 20
粒化高爐礦渣60
石膏15
石灰10
晶核素4。進一步的，所述的熟料為水泥熟料。一種粉煤灰砌塊，原料中包括粉煤灰和粉煤灰固結劑，所述的粉煤灰與粉煤灰固結劑的重量份數比80:20。一種粉煤灰標準磚，原料中包括粉煤灰和粉煤灰固結劑，所述的粉煤灰與粉煤灰固結劑的重量份數比85:15。一種粉煤灰地磚，原料中包括粉煤灰和粉煤灰固結劑、沙，所述的粉煤灰、粉煤灰固結劑和沙的重量份數比50:30:20。
本發明與現有技術相比產生的有益效果是
1、本發明的粉煤灰固結劑可以增加粉煤灰在粉煤灰建材中的摻加量，促進粉煤灰的合理利用；
2、本發明的粉煤灰固結劑可以增強粉煤灰建材的抗凍能力，使用本發明的粉煤灰固結劑制成的粉煤灰建材干收縮率小，耐凍性能好；
3、本發明的粉煤灰固結劑配方中原料簡單易得，各原料之間協同作用，增強了對粉煤灰的固結能力。
具體實施方式
實施例1
一種用于粉煤灰建材的粉煤灰固結劑，所述的粉煤灰固結劑的原料包括熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素，所述的熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數比為
熟料10 30
粒化高爐礦渣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、粘土和鐵質原料為主要原料，將該主要原料按適當比例配制成生料，燒至部分或全部熔融，并經冷卻而獲得的半成品，主要成分是CaO、SiO2, Al2O3 和Fii2O3，并且熟料中的Ca0、Si02、Al203和Fii2O3不是以單獨的氧化物存在的，而是兩種或兩種以上的的氧化物經高溫化學反應生成的多種礦物的集合體。粒化高爐礦渣是在高爐冶煉生鐵時，所得到的以硅酸鹽與硅鋁酸鹽為主要成分的熔融物，經淬冷成粒后得到的，主要以無定形的玻璃體結構為主，含少量的結晶型礦物。石膏是單斜晶系礦物，主要化學成分是硫酸鈣(CaS04)。石膏是一種用途廣泛的工業材料和建筑材料。可用于水泥緩凝劑、石膏建筑制品、模型制作、醫用食品添加劑、硫酸生產、紙張填料、油漆填料等。石灰一種以氧化鈣為主要成分的氣硬性無機膠凝材料，一般是用石灰石、白云石、 白堊、貝殼等碳酸鈣含量高的原料，經900 1100°C煅燒而成。晶核素是一種經過高溫煅燒的無機非金屬材料，主要由含有CaO、Si02、A1203、 Fe2O3的原材料按適當配比研磨成粉，經高溫煅燒至部分熔融所得的水硬性膠凝材料。將熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素按照一定的配比制成粉煤灰固結劑，各原料之間協同作用，其中晶核素對礦渣等的活性具有誘導作用，可以激發其他原料的活性， 使其形成晶化導向劑。本發明是將晶核理論應用于粉煤灰建材，粉煤灰固結劑和粉煤灰在水化過程中產生晶核定向積聚，加快晶體發育，使其快速形成致密晶體，由此使固結后的粉煤灰建材具有更高的強度和更好的穩定性。本實施例中，所述的熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素均為市售，原料應當符合國標要求。所述的粉煤灰固結劑的制備方法是
(1)將上述原料熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素分別經破碎機破碎至直徑 ^ 3mm的顆粒；
(2)將粉碎后的原料顆粒按上述重量份數比混合，然后混磨；混磨至細度到 0. 08mm，方孔篩篩余彡3%即為成品，混磨所采用的設備為球磨機。1、實驗方法
粉煤灰試樣制備分別按照粉煤灰固結劑與粉煤灰重量份數比為1 2.5;1 3; 1 4；1 5四種配比，試樣分別編號為1#、2#、3#和4#。加水攪拌均勻，擠壓成直徑50讓、 高50mm的試塊。試樣在養護箱內靜置M小時后，在蒸汽中蒸養10小時(溫度95°C 士 2°C )， 取出后在室內放置1天后檢測其單軸無側限抗壓強度。做抗凍性試驗的試樣在_15°C冰室中凍5小時后取出，然后在20°C水中浸泡3小時后為一個循環，經15次循環后檢測其抗壓強度與對照組對比。單軸無側限抗壓強度試樣制備及強度檢測方法依據JTJ 051-93《公路土工試驗規程》。2、實驗數據
按照上述方法的試驗結果列入下表。
5
通過上表可以看出，對粉煤灰試件在凍融前后的強度比較，試件的強度不但不降低，反而有一定程度的升高。固結劑與粉煤灰配比為1:2. 5時，試件1#的強度增長6% ；配比為1:3時，試件2#的強度增長5% ；配比為1:4,1:5時，試件的強度增長超過14%，根據國家相關標準，凍融后試件強度在一定的損失范圍內均視為合格。因此，本發明的粉煤灰固結劑可以增強粉煤灰建材的抗凍能力。實施例2
本實施例是在實施例1的基礎上進行的改進，本實施例中與實施例1相同的部分，請參照實施例1中公開的內容進行理解，實施例1公開的內容也應當作為本實施例的內容，此處不作重復描述。所述的熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數比為
熟料10
粒化高爐礦渣70
石膏10
石灰15
晶核素5。本實施例中，熟料來自北京雙山水泥熟料有限公司銷售分公司，粒化高爐爐渣來自首鋼礦渣，石膏和石灰均為市售產品，晶核素是北京恒生然建材科技有限公司的產品，目前市場上有售。試驗方法與實施例1相同。實驗數據見下表
權利要求
1.一種用于粉煤灰建材的粉煤灰固結劑，其特征在于所述的粉煤灰固結劑的原料包括熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素，所述的熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數比為熟料10 30粒化高爐礦渣5(Γ70石膏10 20石灰5 15晶核素2 5。
2.根據權利要求1所述的粉煤灰固結劑，其特征在于所述的熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數比為熟料10粒化高爐礦渣70石膏10石灰15晶核素5。
3.根據權利要求1所述的粉煤灰固結劑，其特征在于所述的熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數比為熟料30粒化高爐礦渣50石膏20石灰5晶核素2。
4.根據權利要求1所述的粉煤灰固結劑，其特征在于所述的熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素的重量份數比為熟料20粒化高爐礦渣60石膏15石灰10晶核素4。
5.根據權利要求1、任一所述的粉煤灰固結劑，其特征在于所述的熟料為水泥熟料。
6.一種粉煤灰砌塊，原料中包括粉煤灰和權利要求1所述的粉煤灰固結劑，其特征在于所述的粉煤灰與粉煤灰固結劑的重量份數比80:20。
7.一種粉煤灰標準磚，原料中包括粉煤灰和權利要求1所述的粉煤灰固結劑，其特征在于所述的粉煤灰與粉煤灰固結劑的重量份數比85:15。
8.一種粉煤灰地磚，原料中包括粉煤灰和權利要求1所述的粉煤灰固結劑、沙，其特征在于所述的粉煤灰、粉煤灰固結劑和沙的重量份數比50:30:20。
全文摘要
本發明公開了一種用于粉煤灰建材的粉煤灰固結劑，所述的粉煤灰固結劑包括熟料、粒化高爐礦渣、石膏、石灰、晶核素，所述的粉煤灰固結劑是由上述各原料按一定的重量份數比制備而成。本發明的粉煤灰固結劑可以增加粉煤灰在粉煤灰建材中的摻加量，促進粉煤灰的合理利用；使用本發明的粉煤灰固結劑可以增強粉煤灰建材的抗凍能力，制成的粉煤灰建材干收縮率小，耐凍性能好。
文檔編號C04B18/08GK102557502SQ20111041104
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月12日 優先權日2011年12月12日
發明者劉文振, 劉文永, 鄒晨峰 申請人:北京恒生然建材科技有限公司