一种利用火电厂固废轻集料为原料的砂浆、砂浆制备方法以及制备的预制构件技术

本发明专利技术公开了一种利用火电厂固废轻集料为原料的砂浆、砂浆制备方法以及制备的预制构件，砂浆包括以下原料：α脱硫石膏5～15份、β脱硫石膏35～45份、粉煤灰15～25份、炉底渣二次混合料10～20份、改性组分15～25份、外加剂0.5～1份；其中，改性组分包括：矿渣65～75份、生石灰5～10份、微硅粉3～10份、硬脂酸钙2～5份；外加剂包括：羟丙基甲基纤维素醚0.5～3份、钙质膨润土4.5～6.5份、聚丙烯纤维0.5～5份、硼砂1～5份、聚羧酸0.1～1份。将原料搅拌混合得到砂浆，将湿基砂浆浇注成型，制得预制构件。本发明专利技术将火电厂产生的固废全部综合利用，达到循环经济、节约土地的社会环保效益。

【技术实现步骤摘要】
一种利用火电厂固废轻集料为原料的砂浆、砂浆制备方法以及制备的预制构件
本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及一种利用火电厂固废轻集料制备砂浆的技术。
技术介绍
火电厂产生的废渣主要有三种：粉煤灰、炉底渣、脱硫石膏。目前这三种废渣的利用主要存在如下问题：1、粉煤灰。粉煤灰的综合利用率比较高，但必须经粉磨筛选后才能够在建材领域大量使用，这就增加了粉煤灰的成本，在一定程度上影响了粉煤灰的综合利用。2、脱硫石膏。脱硫石膏是电厂脱硫工艺的产品，脱硫石膏的综合利用刚刚起步，人们对其应用价值和市场竞争力普遍认识不够。目前水泥行业是脱硫石膏的最大应用领域。部分水泥厂煅烧脱硫石膏，煅烧后的脱硫石膏为半水石膏(称为β脱硫石膏)，具备了胶凝材料的性能，β脱硫石膏一般晶体为菱形、片状、针状，在β脱硫石膏转换为二水石膏后，留有大量的孔隙，同时因为工艺用水量是化合水量1.5-2倍，导致晶体孔隙率更高。因此一般的β型石膏水化后存在着强度低、耐水性差等重要缺陷，严重影响了制品性能，影响了在建筑领域的工程应用。3、炉底渣。炉底渣是燃煤经锅炉燃烧后从下部排出的灰渣，是火力电厂的又一大固体废弃物。因其温度高，通常是粉碎、水冷后排放，含水量一般在30％左右。炉底渣因为含水率高、活性低、成份中的粉煤灰与灰渣颗粒比例不稳定、含氯离子高等因素，应用很少，基本还是填埋、堆放状态。综上所述，火电厂产生的固废，在建材领域目前均没有得到有效利用，尤其是没有得到一次性综合利用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种利用火电厂固废轻集料为原料的砂浆，将火电厂产生的固废(粉煤灰、脱硫石膏、炉底渣)全部一次性综合利用，达到循环经济、节约土地的社会环保效益。本专利技术所要解决的第二个技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种利用火电厂固废轻集料为原料制备砂浆的方法，将火电厂产生的固废(粉煤灰、脱硫石膏、炉底渣)全部一次性综合利用，达到循环经济、节约土地的社会环保效益。本专利技术所要解决的第三个技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种利用火电厂固废轻集料为原料的砂浆制备的砂浆预制件，将火电厂产生的固废(粉煤灰、脱硫石膏、炉底渣)全部一次性综合利用，达到循环经济、节约土地的社会环保效益。为解决上述第一个技术问题，本专利技术的技术方案是：一种利用火电厂固废轻集料为原料的砂浆，所述砂浆包括以下干基重量份的原料：α脱硫石膏5～15份、β脱硫石膏35～45份、粉煤灰15～25份、炉底渣二次混合料10～20份、改性组分15～25份、外加剂0.5～1份；其中，改性组份包括以下干基重量份的原料：矿渣65～75份、生石灰5～10份、微硅粉3～10份、硬脂酸钙2～5份；外加剂包括以下干基重量份的原料：羟丙基甲基纤维素醚0.5～3份、钙质膨润土4.5～6.5份、聚丙烯纤维0.5～5份、硼砂1～5份、聚羧酸0.1～1份。作为改进的一种技术方案，所述粉煤灰中的游离氧化钙≤3％。作为改进的一种技术方案，所述矿渣的比表面积≥550m2/㎏；所述矿渣的密度≥2.8g/cm3；所述矿渣的活性指数≥115％。作为改进的一种技术方案，所述α脱硫石膏的凝结时间为5～30min；所述β脱硫石膏的凝结时间为3～30min。作为改进的一种技术方案，所述炉底渣二次混合料的氯离子含量≤200mg/kg；所述炉底渣二次混合料的粒径为3～5mm。作为改进的一种技术方案，所述微硅粉的二氧化硅含量≥95％；所述微硅粉中细度为≤0.8μm的占所述微硅粉重量比的80％以上。作为改进的一种技术方案，所述炉底渣二次混合料的制备方法为：将火电厂直排炉底渣加水稀释至水料比在2～6:1，然后泵送进入压滤机，压滤机在不低于12Mpa压力下保压20min,经压滤后过循环振动筛(筛孔3×3mm)，筛余料进入对辊破碎机继续破碎(最大出料粒径85％不大于5mm)，后与筛下料按照干基重量份1:4～6混合并搅拌均匀，得到所述炉底渣二次混合料。为解决上述第二个技术问题，本专利技术的技术方案是：利用火电厂固废轻集料制备砂浆的方法，包括以下步骤：a、首先制备炉底渣二次混合料：将火电厂直排炉底渣加水稀释至水料比在2～6:1，然后经压滤后过筛孔为3×3mm的筛，筛余料与筛下料按照干基重量份1:4～6混合并搅拌均匀，得到所述炉底渣二次混合料；b、按照权利要求1所述的重量份计：称取除炉底渣二次混合料之外的原料组分，按照水料比为0.4～0.5：1加水，搅拌混合1.5～5min后，再与步骤a的炉底渣二次混合料混合，继续搅拌5～8min后得到所述砂浆。作为改进的一种技术方案，步骤a中压滤后的洗涤水循环利用，当洗涤水中氯离子含量大于3wt％时采用碱中和过滤后再循环使用。为解决上述第三个技术问题，本专利技术的技术方案是：利用火电厂固废轻集料为原料的砂浆制备的预制构件，按照上述的重量份计，称取除炉底渣二次混合料之外的原料组分，按照水料比为0.4～0.5：1加水，搅拌混合1.5～5min后，再与步骤a的炉底渣二次混合料混合，继续搅拌5～8min后得到湿基砂浆；将所述湿基砂浆浇注入成型模具中，30～120min后脱模，制得砖、块、板、其他预制构件。由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术火电厂固废轻集料为原料制备的砂浆，包括以下干基重量份的原料：α脱硫石膏5～15份、β脱硫石膏35～45份、粉煤灰15～25份、炉底渣二次混合料10～20份、改性组分15～25份、外加剂0.5～1份；其中，改性组份包：矿渣65～75份、生石灰5～10份、微硅粉3～10份、硬脂酸钙2～5份；外加剂包括：羟丙基甲基纤维素醚0.5～3份、钙质膨润土4.5～6.5份、聚丙烯纤维0.5～5份、硼砂1～5份、聚羧酸0.1～1份。本专利技术将火电厂产生的废渣一次性全部利用，使火电厂的固废能够同时得到妥善解决，粉煤灰无须分选加工，可直接用于制备砂浆，炉底渣可全部使用，无需堆场，降低了工艺处理费用，做到废物回用，减少污染排放，还达到循环经济、节约土地的社会环保效益。本专利技术砂浆的工艺配方中，α型石膏结晶体是短柱状(长径比小于2.8)，强度达到40Mpa以上,α石膏比表面积比β石膏小很多，需要的工艺水量更少，在水化后孔隙少，同时α石膏在β石膏初凝后才开始初凝，可以在β石膏初凝后挤压出的通道内凝结，因此α石膏可以为制品提供更高的强度、致密性、防水性能。超细矿渣与生石灰形成碱性环境可以有效促进粉煤灰的碱性激发反应，生成C-S-H凝胶，进一步生成水泥性质的硬化产物，这些产物在砂浆后期的强度增长中占据重要作用，并且有效填充了石膏水化后留下的孔隙；超细微硅粉几乎可以均布于本体系中的任何位置，尤其可以分布到体系中的孔隙，微硅粉与体系中的碱性材料、C-S-H凝胶等可以进一步反应成水硬性矿物，可显著提高体系的高抗压、抗折、抗渗性能，尤其提高了制品表面的强度及抗渗性。硬脂酸钙在体系中首先是憎水作用，再者硬脂酸钙可以与体系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用火电厂固废轻集料为原料的砂浆，其特征在于所述砂浆包括以下干基重量份的原料：α脱硫石膏5～15份、β脱硫石膏35～45份、粉煤灰15～25份、炉底渣二次混合料10～20份、改性组分15～25份、外加剂0.5～1份；/n其中，改性组份包括以下干基重量份的原料：矿渣65～75份、生石灰5～10份、微硅粉3～10份、硬脂酸钙2～5份；/n外加剂包括以下干基重量份的原料：羟丙基甲基纤维素醚0.5～3份、钙质膨润土4.5～6.5份、聚丙烯纤维0.5～5份、硼砂1～5份、聚羧酸0.1～1份。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用火电厂固废轻集料为原料的砂浆，其特征在于所述砂浆包括以下干基重量份的原料：α脱硫石膏5～15份、β脱硫石膏35～45份、粉煤灰15～25份、炉底渣二次混合料10～20份、改性组分15～25份、外加剂0.5～1份；
其中，改性组份包括以下干基重量份的原料：矿渣65～75份、生石灰5～10份、微硅粉3～10份、硬脂酸钙2～5份；
外加剂包括以下干基重量份的原料：羟丙基甲基纤维素醚0.5～3份、钙质膨润土4.5～6.5份、聚丙烯纤维0.5～5份、硼砂1～5份、聚羧酸0.1～1份。


2.如权利要求1所述的利用火电厂固废轻集料为原料的砂浆，其特征在于：所述粉煤灰中的游离氧化钙≤3％。


3.如权利要求1所述的利用火电厂固废轻集料为原料的砂浆，其特征在于：所述矿渣的比表面积≥550㎡/㎏；所述矿渣的密度≥2.8g/cm3；所述矿渣的活性指数≥115％。


4.如权利要求1所述的利用火电厂固废轻集料为原料的砂浆，其特征在于：所述α脱硫石膏的凝结时间为5～30min；所述β脱硫石膏的凝结时间为3～30min。


5.如权利要求1所述的利用火电厂固废轻集料为原料的砂浆，其特征在于：所述炉底渣二次混合料的氯离子含量≤200mg/kg；所述炉底渣二次混合料的粒径为3～5mm。


6.如权利要求1所述的利用火电厂固废轻集料为原料的砂浆，其特征在于：所述微硅粉的二氧化硅含量≥95％；所述微硅粉中细度为≤0.8μm的占所述微硅粉重量比的80...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘会泉，武峰，王参，王凯，成晓光，张德成，
申请(专利权)人：山东亮普建材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37