含煤灰的固化材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含有煤灰的固化材料的制备方法，第一步将该煤灰与钙化合物混合制得一种混合物，第二步将该混合物成型得到成型制品，第三步使第二步中制得的成型制品在高压下经受１２０℃或１２０℃以上温度的水热处理。在第一步中，按重量计，将４０至９５份的所述煤灰与６０至５份的所述钙化合物混合。所用的煤灰其体积密度为０．８ｇ／ｃｍ↑［３］或更大，平均粒径为５至４０μｍ，煤灰中Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］形式的铝含量按重量计为３５％或更低。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及以煤灰作主要成份的固化材料的制备方法，这种固化材料适合用作建筑材料(如建筑物墙板等)、结构材料、(如路基和碎石等)、人工骨料及类似材料。在热电厂和各种以煤作能源的工厂中会产生大量的像粉煤灰这样的煤灰。在日本其数量每年大约4,000,000吨，虽然煤灰数量很大，但已被有效利用的部分只占约40％，其余的约60％的煤灰目前均被废弃。然而，得到一个煤灰堆场也并非易事，由于渔业赔偿权和回收法的颁布，要找到堆场越来越困难。煤灰的数量将来还会进一步增加，因此煤灰的有效利用是亟待解决的问题。到目前为止，已有人提出煤灰可用作无机建筑材料，例如，参见公开的日本专利17247/1988和305044/1992的说明书。作为一个特殊的例子，已经有人提出煤灰可用作建造人工捕鱼场的材料，如“用煤灰建造人工水下山脉”一书中所述(Nippon Kogyo Shinbun K.K.，Jan.26，1993)。在这些提议中，将煤灰用作如建造人工捕鱼场这类结构材料和建筑材料，仅就这一项而言便可望用掉大量的煤灰。还需说明，在上述的将煤灰用作如建造人工捕鱼场这类结构材料或者用作建筑材料的情况下，煤灰通常与水泥混合，然后用作这两种材料。然而，由于利用水化反应，所以煤灰的混合量一般不高，尽管煤灰是用作主要材料。如果试图将煤灰的混合量提高至等于或大于40％(按重量计)，则存在一个问题，就是获得的固化体强度下降。正由于这个原因，煤灰的用量按重量计不能超过40％。此外，在这种情况下，由于应用大量的水泥，所以还存在另一个问题，即在水中固化体的体积稳定性差，其原因可理解为水泥熟料中含有阿利特(3CaO·SiO2)贝利特(2CaO·SiO2)及类似物质，在这些成份与煤灰间发生水化反应，生成水化硅酸钙凝胶(C-S-H)和氢氧化钙，但是，由于这种水化反应的速度很慢，固化体中仍存在着大量的未反应的阿利特和贝利特等物质。此外，水化反应产生大量的氢氧化钙，而这种水化物被认为对体积稳定性具有不良的影响。这里“水中固化体的体积稳定性差”是指固化体在干-湿状态下体积变化大。也可以采用将煤灰和水泥的组合物在蒸压罐养护的技术，但当掺入40％或40％以上(按重量计)的煤灰时，存在的问题是采用蒸压养护固化体没有足够的强度。此外，就建筑材料而言，除增加强度和改善耐水性能外，根据用途还需要减轻重量。通常为减轻重量，通过将含有发泡剂的水泥浆在蒸压釜中养护来制备建筑材料，由此制得的材料具有良好的耐火、绝热和隔声性能，而且重量更轻。因此，这类材料已作为蒸压轻质混凝土(ALC)部分用于在住宅楼房和类似建筑物中的墙板。上述煤灰在ALC等中也已经部分用作轻质建筑材料。然而，煤灰混合量总是不能高，当煤灰混合量按重量计提高到40％或40％以上时便存在轻质混凝土强度下降的问题。此外，还有对水的体积稳定性差的缺点。关于将煤灰固化体用作ALC，由于传统的ALC孔积率高，因此存在一个问题即当煤灰用于例如是有强度要求的板状材料时，则需要像预应力钢筋这样的水泥预应力材料。因此，开发一种即使不采用任何水泥预应力材料也能具有足够强度的ALC一直是人们希望的。鉴于传统技术存在的上述问题，进行了本专利技术的研究，本专利技术的目的是提供一种高含量的煤灰固化材料，该材料对水具有良好的体积稳定性、高的强度和轻微的不均匀性。本专利技术的另一个目的是提供一种除上述特点外还具有轻质特性的固化体。为达到上述目的，完成了本专利技术的研究。根据本专利技术的首要方面，提供了一种，该方法包括第一步将煤灰与钙化合物混合得到混合物，第二步将该混合物成型获得成形体；所述煤灰的体密度为0.8g/cm3或更高，平均粒径为5至40μm；煤灰中铝含量按重量计为35％或35％以下，并以Al2O3的形式存在；在第一步中将40至95份(重量计)的所述煤灰与60至5份(重量计)的所述钙化合物混合；第二步之后进行第三步，使第二步中获得的成形体经受在120℃或120℃以上的温度、高压下的水热处理。此外，根据本专利技术的第二个方面，提供了含有煤灰的固化材料的制备方法，该方法包括第一步将煤灰与钙化合物混合得到混合物，第二步将该混合物成型获得成形体；所述煤灰的体密度为0.8g/cm3或更高，平均粒径为5至40μm；煤灰中铝含量(按重量计)为35％或35％以下，以Al2O3的形式存在；在第一步中，将40至90份的所述煤灰与60至10份的所述钙化合物(两者均按重量计)、发泡剂或引气剂和水混合；第二步后进行第三步，使第二步中获得的成形体经受在120℃或120℃以上的温度、高压下的水热处理。根据本专利技术的第三个方面，提供了含有煤灰的固化材料的制备方法，该方法包括第一步将煤灰与钙化合物混合得到混合物，第二步将该混合物成型获得成形体；所述煤灰的体密度为0.8g/cm3或更高，平均粒径为5至40μm；煤灰中铝含量(按重量计)为35％或35％以下，以Al2O3的形式存在；在第一步中，将40至90份的所述煤灰与60至10份的所述钙化合物(两者均按重量计)和水混合，将气泡吹入该混合物中；第二步之后进行第三步，使第二步中获得的成形体经受在120℃或120℃以上的温度、高压下的水热处理。根据本专利技术的第四个方面，提供了含有煤灰的固化材料的制备方法，该方法包括第一步，将煤灰与钙化合物混合得到混合物，第二步将该混合物成型获得成形体；所述煤灰的体密度为0.8g/cm3或更高，平均粒均为5至40μm；煤灰中铝含量(按重量计)为35％或更少，以Al2O3的形式存在；在第一步中，将10至90份的所述煤灰与90至10份的所述钙化合物(两者均按重量计)、发泡剂或引气剂和水混合，获得两种或两种以上的混合物，它们至少在含有的煤灰、钙化合物、发泡剂或引气剂和水的种类扣数量方面有一处是相互不同的；在第二步中，将所述两种或两种以上的混合物以层压板状态成形；第二步之后进行第三步，将第二步中获得的成形体经受在120℃或更高的温度、高压下的水热处理。根据本专利技术的第五个方面，提供了含有煤灰的固化材料的制备方法，该方法包括第一步，将煤灰与钙化合物混合得到混合物，第二步，将该混合物成型获得成形体；所述煤灰的体密度为0.8g/cm3或更高，平均粒径5至40μm；煤灰中铝含量(按重量计)为35％或35％以下，以Al2O3的形式存在；在第一步中，将10至90份的所述煤灰与90至10份的所述钙化合物(两者均以重量计)和水混合得到两种或两种以上的混合物，它们至少在含有的煤灰、钙化合物和水的种类和数量方面有一处是相互不同的，将预先定量的气泡分别吹入这两种或两种以上的混合物中；在第二步中，将所述的两种或两种以上的混合物以层压板状态成形；第二步之后进行第三步，使第二步中获得的成形体经受在120℃或更高的温度、高压下的水热处理。在本专利技术的含有煤灰的固化材料的制备过程中，在第三步之前，成形体优选地在30℃至100℃下养护。此外，优选地采用选自氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙和硅酸钙的物质作为上述的钙化合物。这里，上述的密度是按照JIS Z2504的方法测定的数值。本专利技术包括第一步将煤灰与钙化合物混合得到混合物；第二步将该混合物成型得到成形体；第三步使该成形体经受水热处理。在煤灰与钙化合物混合后再成形时，各个细小粒子彼此分散，尤其是当水含量适当时然后相互之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有煤灰的固化材料的制备方法，该方法包括：第一步将所述煤灰与钙化合物混合制得一种混合物，第二步将该混合物成型得到成型制品，所述的煤灰体积密度为０．８ｇ／ｃｍ↑［３］或０．８ｇ／ｃｍ↑［３］以上，平均粒径为５至４０μｍ，在该煤灰中 Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］形式存在的铝含量（按重量计）为３５％或３５％以下，在第一步中，将４０至９５份的所述煤灰（按重量计）与６０至５份的所述钙化合物（按重量计）混合；和第二步之后，进行第三步，其中使在第二步中制得的成型制品，在高压下经 受１２０℃或１２０℃以上温度的水热处理。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：清家捷二，今井修，吉泽润子，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]