一种环保型高强度水泥及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保型高强度水泥及其制备方法，采用油基泥浆钻屑、电炉渣、粉煤灰、铜渣、赤泥等工业废弃物合理的搭配石灰石、页岩、二水石膏作为生产水泥的主要原料，制得了一种具有良好安定性、且强度高的水泥。本发明专利技术回收利用工业废弃物作为原料，利于保护环境，而且能够降低水泥的生产成本。而且能够降低水泥的生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种环保型高强度水泥及其制备方法


[0001]本专利技术涉及水泥建材领域，尤其涉及一种环保型高强度水泥及其制备方法。

技术介绍

[0002]水泥是一种粉状水硬性无机胶凝材料，加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。水泥工业作为传统产业，是资源、能源消耗大户和碳排放大户，特别是我国正处于基础建设的高峰期，水泥产量和需求量巨大且逐年增长。
[0003]工业废渣是在钢铁和冶金等工业中产生的工业废弃物，工业废渣中含有许多金属、过渡金属以及非金属元素，如钙、镁、铝、硅、铁、铜、锰等，大量工业废渣不仅占用土地、污染环境，同时也是一种巨大的资源浪费。各种工业废弃物可用作辅助性胶凝材料生产复合水泥，是水泥工业发展的重要方向之一。
[0004]从混凝土角度来看，随着社会的发展，建筑工程对混凝土强度等级的要求越来越高，水泥作为混凝土中提供胶凝性的主要材料，其强度等级对混凝土的强度、配制成本及耐久性能均有着非常重要的影响。水泥胶砂强度越高，配制混凝土的水泥浆体强度越高，水泥浆体与集料的粘结力越大，混凝土强度就会越高。
[0005]但是目前工业废弃物在水泥中的利用效率不高，并且各种工业废弃物的结合会导致水泥出现分子不稳固性，导致制作的水泥存在强度不高、抗渗能力差等问题，无法作为高品质水泥使用。
[0006]中国专利CN 108083660 A公开了页岩气油钻屑水泥熟料、其生产的下料装置及水泥，该水泥熟料的生料干基按质量百分比计，包括：页岩气油基钻屑3.0～12.0％，以及余量的主料，主料按质量百分比计，包括：石灰石84.0～86.0％、砂岩3.0～5.0％、页岩0.5～4.5％、赤泥0.5～1.5％。水泥包括脱硫石膏及该水泥熟料；该专利技术充分利用了页岩气油基钻屑的潜在价值，实现了对采矿业废渣的循环再利用。但是该专利技术掺入页岩气油基钻屑太高会引起水泥强度的下降。
[0007]中国专利CN 1398812 A公开了一种环保水泥及其制作方法，该专利技术人采用电气石、医王石、贵宝石为主料制成的对人体有益的绿色环保水泥，这种水泥能够增强抗压性，水泥中有害物质被清除，能发出红外线负离子，对人体有益，但是这三种具有保健功效的石料对水泥性能的提升没起作用，同时这三种石料均不是常规石料，成本较高，不适合工业化大生产。

技术实现思路

[0008]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是：(1)回收工业废弃物制备环保水泥；(2)解决工业废弃物掺入引起的水泥强度不够的问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供了一种环保型高强度水泥及其制备方法，该方法采用油基泥浆钻屑、电炉渣、粉煤灰、铜渣、赤泥等工业废弃物合理的搭配石灰石、页岩、二水
石膏作为生产水泥的主要原料，制得的水泥具有良好的安定性且强度能作为高品质水泥使用。
[0010]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0011]一种环保型高强度水泥的制备方法，包括如下步骤，以重量份计：
[0012]S1生料的破碎：称取10
‑
30份油基泥浆钻屑、80
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100份石灰石、10
‑
20份铜渣、1
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5份页岩、1
‑
5份赤泥分别进行破碎、混合均匀得破碎后的生料；
[0013]S2生料的研磨：向S1步骤制得的破碎后的生料中加入助磨剂进行细磨，混合均匀得细磨后的生料；
[0014]S3熟料的制备：将步骤S2制得的细磨后的生料与水、助烧剂搅拌均匀压制成试饼，试饼烘干后煅烧，冷却，得熟料；
[0015]S4水泥的制备：将步骤S3制得的熟料与20
‑
40份电炉渣、20
‑
40份粉煤灰、二水石膏、增强剂进行破碎后粉磨混合均匀得环保型高强度水泥。
[0016]所述助磨剂为硅酸盐水泥助磨剂；优选为三聚甘油单月桂酸酯、三聚甘油单硬酸酯、N，N
‑
二甲基甲酰胺中的一种或两种及两种以上的混合；进一步优选的，所述助磨剂为三聚甘油单月桂酸酯，添加量为破碎后的生料质量的0.03
‑
1％。本专利技术添加的助磨剂质量稳定，效果显著，能够降低水泥筛余，避免颗粒的过粉磨，即可提高粉磨效率，降低粉磨能耗，又可促进硅酸盐矿物的水化，提高水泥的活性，有利于水泥后期强度的提高。
[0017]所述助烧剂为二磷酸四钠和/或木质素磺酸钠。优选的，所述助烧剂为二磷酸四钠和木质素磺酸钠的混合物，两者质量比为2
‑
3:3
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5。所述助烧剂的添加量为细磨后的生料质量的0.1
‑
0.5％。
[0018]专利技术人发现，通过加入助烧剂二磷酸四钠和木质素磺酸钠的混合物，降低了生料的反应活化能，强化了Fe2O3、SiO2、CaO、Al2O3的反应能力，高温下反应能力增强的Fe2O3、SiO2、CaO、Al2O3能吸收燃烧过程中产生的二氧化硫、氮氧化物等污染气体，减少了二氧化硫、氮氧化物等污染气体的排放，减少了环境污染，同时降低了水泥熟料中游离的氧化钙的含量。
[0019]所述步骤S1中破碎为将原料破碎至平均尺寸小于2～3mm；
[0020]所述步骤S2中生料细磨后细度保持在80μm筛余为10～15％，200μm筛余小于1～1.5％；
[0021]所述步骤S3中生料与水的质量比为1：10～20；所述煅烧步骤为设置升降炉0℃～950℃区间段的升温速率为5～10℃/min，950℃保温30～60min，950～1300℃区间段的升温速率为3～5℃/min，1300℃保温时间为10～20min，煅烧结束。
[0022]所述步骤S4中二水石膏的质量为熟料质量的2～5％；粉磨后的水泥细度保持在80μm筛余为小于5～10％。
[0023]所述增强剂为水苏糖和/或三乙胺，添加量为熟料质量的0.01
‑
0.05％；
[0024]优选的，所述增强剂为质量比为1:2
‑
3的水苏糖和三乙胺的混合物。
[0025]专利技术人发现，使用增强剂水苏糖和三乙胺的混合物提高了水泥熟料的助磨性，在水泥表面形成水化点，从而促进钙矾石的形成，加快了水在水泥颗粒内部的渗透，促进了水泥熟料矿物相的水解，改变了水泥的颗粒分布，增大了水泥均匀性系数，形成相对均匀密实的结构，从而增强了水泥的强度，作为高品质水泥使用。
[0026]本专利技术中部分原材料的说明如下：
[0027](1)油基泥浆钻屑
[0028]油基泥浆钻屑属于含油污泥的一种，是一种难以处理的残渣，主要特征是一种油包水的结构，其主要矿物为白云石、石英和硫酸钡，其中硫酸钡含量较高；泥浆部分含有多种有机物，主要以长链烃为主，主要碳链长度为11
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28，在水泥体系中起矿化剂的作用。本专利技术所用油基泥浆钻屑来自四川省东南部，油基泥浆钻屑的含水率为15％
±
2％，含油本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保型高强度水泥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，以重量份计：S1生料的破碎：称取10
‑
30份油基泥浆钻屑、80
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100份石灰石、10
‑
20份铜渣、1
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5份页岩、1
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5份赤泥分别进行破碎、混合均匀得破碎后的生料；S2生料的研磨：向S1步骤制得的破碎后的生料中加入助磨剂进行细磨，混合均匀得细磨后的生料；S3熟料的制备：将步骤S2制得的细磨后的生料与水、助烧剂搅拌均匀压制成试饼，试饼烘干后煅烧，冷却，得熟料；S4水泥的制备：将步骤S3制得的熟料与20
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40份电炉渣、20
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40份粉煤灰、二水石膏、增强剂进行破碎后粉磨混合均匀得环保型高强度水泥。2.如权利要求1所述的一种环保型高强度水泥的制备方法，其特征在于：所述助磨剂为三聚甘油单月桂酸酯、三聚甘油单硬酸酯、N，N
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二甲基甲酰胺中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：段平娥，高小育，
申请(专利权)人：湖南先锋防水科技有限公司，
类型：发明
国别省市：