制造水泥或混凝土的方法技术

一种制造水泥或混凝土的方法，它包括于制造阶段在水泥或混凝土中加入飞灰，所述飞灰含有石灰和在烟道气脱硫中石灰同氧化硫反应生成的产物。为了避免亚硫酸钙和夹杂反应的不利影响和提高含有脱硫废料的飞灰的用量，在制造水泥或混凝土之前或之中用过氧化氢将亚硫酸钙氧化。（*该技术在2010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，该方法包括在制备阶段加入飞灰于水泥或混凝土的步骤，所述飞灰含有石灰和烟道气脱硫中石灰与氧化硫之间反应生成的反应产物。发电厂里以燃料燃烧产物的形式形成的飞灰，在生产水泥和用这种水泥制成混凝土中被广泛用作添加剂或助剂。飞灰是一种废料，价格低廉，除此之外，具有有利的水泥凝硬特性，也就是说在有石灰的情况下加水可以硬化。普通飞灰以约20～25%的用量加入到水泥中，在由水泥制成混凝土时，再加入少量的飞灰。随着对保护大气的日益关注，在发电厂中管道气脱硫便变得越发重要了。在大多数脱硫方法中，由于氧化硫石灰和氧的反应，形成石膏和亚硫酸钙，硫被石灰结合，一种常用的脱硫技术是将石灰或石灰石直接加到发电厂锅炉的炉内，这样，在超过800℃的高温下便形成了石膏。此反应得到了一种脱硫产物，它不仅含有普通的飞灰，还含有在炉内外更高的温度下作为石灰与氧化硫的反应产物形成的石膏和随后在低温下形成的亚硫酸钙。当用这种混合物时，由于多种原因亚硫酸钙是有害的。已发现，特别是在制造水泥或混凝土时，这种混合物造成形变和膨胀，结果，使长期强度变差或完全仿碍了水泥和混凝土的形成。与在制造混凝土产物中使用上述脱硫产物同使用普通飞灰相比，已证明对混凝土初期制品的早期强度性能不利。在“石灰对过硫酸化矿渣水泥的水合作用的影响”(陶瓷通报-CeramicBulletin，P.848，卷59，№8/1980)一文中指出，在制造过硫酸化水泥中活化石灰最佳用量约为0.3%，随着石灰的量低达2%，矿渣水泥的水合作用已下降到用0.3%石灰量所达到的水合作用大小的一半以下。“过硫酸化水泥改进的特性”(SilicateelIndustries-硅酸盐工业1982-2第50页)一文中指出当用烧结炉渣活化过硫酸化水泥时，其典型的用量为1-2%，以防止在产物中过多地形成氢氧化钙。在水合作用中，从常用的烧结炉渣中释放出的石灰，以前者的重量计约25-30%，其结果最终产物含有的石灰占其重量不到0.6%。该文着重指出，烧结炉渣的用量提高到超过2%，则损害水泥的强度性能。“在不同的熟化条件下过硫酸盐水泥硬化的特性”(SilicateelIndustres-硅酸盐工业1982-7/8，第174页)一文又指出，活化石灰的量的提高使强度性能迅速变差。该文还指出，活化石灰的量提高了孔体积，从而使基体的化学强度受到损害。另外，在“过硫酸化矿渣水泥的水合作用”一文(57Ceramics-陶瓷57，卷92，1980)中指出，当活化石灰的用量低于和高于0.3%时，在过硫酸化水泥产物中得到很差的结果。最后，在“TheChemistryofCements-水泥化学”(2卷，15章，作者Taylor)一文中指出，火山灰中存在的铝酸盐和石膏易形成夹带物(entringite)，由于这样夹带物失控地膨胀和不稳定，使混凝土迅速损坏。正如现在众所周知，并从以上各文章中看出，通常方法形成的脱硫产物不能照这样的方式大量地用于制造水泥和混凝土，因为这种脱硫产物引起了诸如强度降低以及其它种类的结构性损坏和碎裂等缺陷。在一种氧化亚硫酸钙的尝试中，使用了流化床炉，炉中无飞灰的纯的脱硫产物在高温下遭到氧化。但是，此方法复杂，难度大，还要求在脱硫之前从烟道气中分离出飞灰，除此之外，氧化反应的设施昂贵。亚硫酸钙暴露在空气中原则上自身可以被氧化，但这要用很长时间，而且有大量废料量，不可能把全部物料颗粒暴露到空气中，所以从经济和技术的角度看，这种处理方法行不通。本专利技术的目的是提供一种，此方法避免了上述的缺点，能从脱硫工艺中制造含有反应产物的飞灰，这种飞灰可以大量和经济地用于制造水泥或混凝土和混凝土制品，而基本上不损害所得水泥或混凝土的强度。按照本专利技术能以这样的方式达到本专利技术的目的，使得作为一种反应产物得到的亚硫酸钙通过暴露到过氧化氢下被氧化成硫酸钙。本专利技术的要点在于，当亚硫酸钙在脱硫工艺或在制造混凝土阶段用于制造水泥或混凝土时，必须将形成的亚硫酸钙或在脱硫工艺中要形成的亚硫酸钙用过氧化氢氧化。用所谓Lifac脱硫技术进行氧化反应特别有利，其中将石灰石粉加到锅炉内，而后在另一个活化反应器中通过把水喷入烟道气使石灰石活化。由此，可引入过氧化氢，例如可通过与活化反应器的喷水混合以引入过氧化氢，也可以在所述反应器中形成的含有脱硫废物的飞灰作为一种成分要用来制造混凝土时，与混凝土调合水混合以引入过氧化氢。本专利技术的一个优点是脱硫废物的氧化可通过简单和廉价的设备，采用简单的技术进行，得到很有用和经济便利的原料来制造混凝土或水泥。将过氧化氢加到混凝土调合水中检测本专利技术的方法。在同时，用同样的灰，并作为对比用不含石灰、石膏或亚硫酸钙，即未采用脱硫方法的同样的灰，进行不用过氧化氢氧化的对照试验。可以预料，经氧化的脱硫灰与常用于此目的普通灰相比将赋予混凝土同样的强度。但出乎意料，经实测用过氧化物氧化的灰比常用的不含石灰的飞灰得到的结果好得多。下面，用以下实施例更详细地说明本专利技术，其中试验是通过将过氧化氢加到调合水中进行的，其加入量为相应于飞灰所含的亚硫酸钙的氧化反应等当量过量30%-60%。实施例1用自动装置制备以下混凝土面板Kg/m3量正常 L1L2L3L4L5OPC水泥330330240330330240飞灰60Lifac灰60150Lifac灰+过氧化物6060150填料0-1mm160160160160160160沙子0-4mm126012601260126012601260碎石3-6mm360360360360360360水828695868695当使用含灰脱硫产物时，提高用水量是由于这种灰所含的石膏与水很快结合。所有试验目的都是要获得类似湿土的混凝土物，这种物质在压缩中保持粘合。所得强度示于下表1，所示强度为在张力(MPa)下的弯曲强度，因为纯抗压强度在该制件中意义不大。表1试件在15℃硬化后在所给张力下的弯曲强度2天7天28天90天/MPa正常3.03.56.57.0L13.0 3.5 5.5 5.4L22.5 3.2 3.9 3.6L35.2 6.5 7.8 8.2L＊45.5＊6.2＊6.8＊7.2＊L54.0 4.9 5.8 6.5星号制件含有相对于等当量过量60%的H2O2，该产物因在过氧化物分解过程中形成微泡而使密度降低。从结果可以看出，按配方L3制得的含脱硫废料的混凝土强度值明显优于其它混凝土。相应地，按配方L4制得的混凝土(含脱硫废料和比等当量亚硫酸钙过量60%的过氧化氢)比传统的加纯飞灰制得的混凝土的强度值更高。因此，按照本专利技术加入含脱硫废料的飞灰制得的混凝土，其强度值等于或好于以前使用的混凝土，而且制备起来便宜。经实测，当过氧化氢的用量为混合物中所含的等当量亚硫酸钙过量1.5-2倍时，基本上得到类似的结果。检测Lifac灰在制造过硫酸化水泥中作为一种配料的可应用性。过硫酸化水泥一般含有粉末铁渣90%无水石膏10%活性石灰0.3-0.4%如前所述，测试和经验表明，当用现有技术的方法制备混凝土时，强度值随着石灰用量的增加迅速下降。代替石灰，也可以用水泥进行活化，水泥的用量约为3-5%。用脱硫的工艺得到的混合物含有游离的石灰，其含量取决于工艺条件和脱硫程度，一般的含量高达20%。根据上述数值，由此可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造水泥或混凝土的方法，该方法包括在制造阶段将飞灰加到水泥或混凝土中，所述飞灰含有石灰和在烟道气脱硫中石灰与氧化硫之间反应得到的反应产物，其特征在于作为反应产物得到的亚硫酸钙通过暴露到过氧化氢中基本上被氧化成硫酸钙。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：海基阿宏恩，迪莫克那卡拉，波迪考库恩，
申请(专利权)人：欧伊坦佩尔拉公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]