本发明专利技术提供了一种脱硫石膏基超硫酸盐水泥及其制备方法。本发明专利技术提供的脱硫石膏基超硫酸盐水泥,包括以下质量比的组分:脱硫石膏10%~40%、通用水泥1%~10%、矿渣粉30%~60%、钢渣5%~30%、粉煤灰5%~30%、复合激发剂1%~10%。本发明专利技术采用脱硫石膏、钢渣、高炉矿渣、粉煤灰等工业固废与水泥熟料、复合激发剂以一定比例搭配,其中,脱硫石膏的用量在20%以上,大量利用了脱硫石膏及其他工业废渣、降低了工业废弃物对环境的污染,同时显著提升了材料的早期力学性能,还通过调整配比形成强度梯度使其可以应用于不同工程场景。成强度梯度使其可以应用于不同工程场景。成强度梯度使其可以应用于不同工程场景。
【技术实现步骤摘要】
一种脱硫石膏基超硫酸盐水泥及其制备方法
[0001]本专利技术属于建筑材料
,涉及一种超硫酸盐水泥及其制备方法。
技术介绍
[0002]要实现“双碳”目标,应着眼于CO2的排放流程,而从源头上减少CO2排放是减排的重要一环。在建筑行业中,水泥材料一直是碳排放的“重灾区”,仅2020年碳排放量就达到了14.8亿吨,而其中水泥产业的碳排放量更是达到了12.3亿吨,占总排放量的83.11%,是“重灾区”中的“重灾区”。因此,降低现有普通硅酸盐水泥的使用量是目前的主要解决方式之一。
[0003]降低生产水泥所产生高碳排放的技术路径主要有两种,一是降低混凝土中水泥的占比,即提高矿物掺合料或工业废渣在水泥混凝土中的比例,二是使用可替代的新型低碳型胶凝材料。超硫酸盐水泥是一种以粒化高炉矿渣为主要原料,以石膏为硫酸盐激发剂,配合碱性激发剂共同粉磨或分别粉磨而制成的少熟料或无熟料水硬性胶凝材料。超硫酸盐水泥具有良好的使用性能,且生产工艺简单、成本低,能充分利用工业副产物,属于节能环保型水泥,符合国家可持续发展战略。
[0004]CN113998969A公开了一种高硫型钢渣固废胶凝材料及其制备方法,该超硫酸盐水泥的组成按重量级包括:钢渣35%~45%、矿渣25%~35%、粉煤灰 0%~15%、副产石膏10%~15%、水泥10%~15%,该固废基胶凝材料无任何外加碱性激发剂,同时后期强度高,体积稳定性良好,虽然试件可以1d成型,但是并未解决早期强度较低的问题,无法满足技术需求。
[0005]CN 113372029A公开了一种低碳型超硫酸盐水泥及其制备方法,以及水泥砂浆,该超硫酸盐水泥的组成按重量级包括:钛石膏10%~40%、水泥熟料15%~30%、矿渣粉20%~40%、钢渣5%~10%、提钛尾渣5%~10%、钒渣1%~5%、粉煤灰2%~10%、激发剂0.5%~1%、减水剂0.5%~1%。所述超硫酸盐水泥熟料掺量依旧较大且大量利用了钛石膏,该种石膏含水率高,杂质较多,稳定性能需要较为复杂的除杂工艺。
[0006]CN113277759A公开了一种钛矿渣基固废胶凝材料及其制备方法,按重量百分比计,包括以下原料:钛矿渣基材料70%~80%、石膏15%~25%、水泥熟料 2.5%~7.5%,制备方法简单。该超硫酸盐水泥不能在常温20℃的条件下提高早期强度,只能采用高温蒸养的方式加速水化,成本高,规模化推广应用难。
[0007]CN 101423343A公开了一种钢渣超硫酸盐水泥及其制备方法,该超硫酸盐水泥的组成按重量级包括钢渣20%~80%、矿渣和/或粉煤灰5%~65%、硫酸盐激活剂5%~25%、水泥熟料或氢氧化钙1%~10%以及碱性激活剂0.05%~3%,该超硫酸盐水泥的最主要组分为钢渣,钢渣的水化活性不佳,且与其他组分的粘结性较弱,造成力学性能较差,不能满足《GB 175
‑
2020通用硅酸盐水泥》规范要求。
[0008]CN 111302677A提供了一种超硫酸盐水泥及其制备方法,所述超硫酸盐水泥按质量分数计,包括以下组分:第一矿渣40%~60%、第二矿渣10%~30%、通用水泥2%~8%、
石膏10%~25%、碱性激发剂0.5%~2%、石灰石3%~10%,其中,所述第一矿渣和第二矿渣的粒径分布不同。所述超硫酸盐水泥通过将矿渣原料粒径分级化,提高超硫酸盐水泥的密实度,进一步提高抗碳化性能。但其所用石膏主要为天然石膏,现在已禁止开采,成本较高。
[0009]CN 111205002A涉及一种高韧性超硫酸盐水泥及其制备方法,主要是克服现有技术中的不足之处,提出一种高强、高韧性、高耐久的高韧性超硫酸盐水泥及其制备方法,包括以下重量百分比的组分:矿渣65~90%、石膏10~25%、激发剂1~15%、掺合料1~10%、纤维0~3%、调凝型减水剂0~1%。此专利技术制备的高韧性超硫酸盐水泥从一定程度上改善了抗硫酸盐侵蚀能力、抗弯挠度和收缩率。但此专利技术中石膏需要5次水洗,140℃煅烧4h,还需要石灰中和,陈化 72h,耗水、耗能,流程较长,成本较高。
[0010]现有专利技术中将脱硫石膏引入超硫酸盐水泥中的研究较少。脱硫石膏是由燃煤电厂进行湿法石灰/石灰石―石膏法脱硫而产生的以CaSO4·
2H2O为主要成分的工业副产物,仅2019年,我国脱硫石膏产量就达到了71.5Mt,现阶段,我国脱硫石膏的综合利用途径比较单一,大量的脱硫石膏不仅占用土地资源,其含有的酸根、重金属等污染物还会对空气、水体和土壤产生巨大的污染。脱硫石膏和天然石膏相比,脱硫石膏具有颗粒均匀、比表面积大、成分相近、纯度较高等优点,开展脱硫石膏资源综合利用的研究具有重要的经济意义和社会意义。
技术实现思路
[0011]本专利技术的目的在于提供一种脱硫石膏基超硫酸盐水泥及其制备方法,从根本上解决了现有专利中材料早期强度低,强度提升慢的问题,并通过调整配合比使产品形成PO 32.5、PO 42.5、PO 52.5的强度梯度以适用于不同工程场景。本专利技术提供的脱硫石膏基超硫酸盐水泥能够大量利用脱硫石膏及其他工业废渣、降低工业废弃物对环境的污染,同时能够提高早期力学性能、保障后期强度,生产工艺简单,性能稳定,各项强度指标均符合《GB175
‑
2020通用水泥规范》规范要求,复合激发剂用量小且不需要外掺减水剂,经济性较好,具有广阔的推广前景。
[0012]本专利技术提供了一种脱硫石膏基超硫酸盐水泥,包括以下质量比的组分:
[0013][0014]优选的,所述脱硫石膏均为二水石膏。
[0015]优选的,所述脱硫石膏的含水量≤15wt%。
[0016]优选的,所述激发剂为复合激发剂;
[0017]优选的,所述复合激发剂的各组分按质量比计为;碱性激发剂60%~90%,铝酸盐
激发剂10%~40%;
[0018]优选的,碱性激发剂为硅酸钠,铝酸盐激发剂为铝酸钙。
[0019]优选的,所述钢渣的粒度在100目以下。
[0020]优选的,所述矿渣粉为S95矿渣粉;
[0021]优选的,所述矿渣粉的比表面积为300~500m2/kg,例如300m2/kg、320m2/kg、 350m2/kg、375m2/kg、400m2/kg、420m2/kg、450m2/kg、480m2/kg或500m2/kg 等。
[0022]本专利技术采用脱硫石膏、钢渣等工业固废与通用水泥、矿渣粉、粉煤灰、复合激发剂以一定比例搭配,其中,脱硫石膏的用量在20%以上,其它渣料的用量在30%以上,大量利用了脱硫石膏及其他工业废渣、降低工业废弃物对环境的污染,同时还能够显著提升材料的早期力学性能(即3d强度)及标准龄期力学性能(28d强度),可以依据《GB175
‑
2020通用水泥规范》按照PO 32.5、PO 42.5、 PO 52.5的强度等级对脱硫石膏基超硫酸盐水泥进行分级,以保障本专利技术可以用于不同工程场景。
[0023]实验结果表明,本专利技术提本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种脱硫石膏基超硫酸盐水泥及其制备方法,其特征在于,包括以下质量比的组分:2.根据权利要求1所述的脱硫石膏基超硫酸盐水泥,其特征在于,所述脱硫石膏均为二水石膏。3.根据权利要求1所述的脱硫石膏基超硫酸盐水泥,其特征在于,所述脱硫石膏的含水量≤15wt%。所述脱硫石膏的比表面积为300~500m2/kg。4.根据权利要求1所述的脱硫石膏基超硫酸盐水泥,其特征在于,所述复合激发剂由碱性激发剂、铝酸盐激发剂组成。所述复合激发剂的各组分按质量比计为;碱性激发剂60%~90%,铝酸盐激发剂10%~40%。5.根据权利要求1或4所述的脱硫石膏基超硫酸盐水泥,其特征在于,所述碱性激发剂至少一种选自于硅酸钠、氢氧化钠、或碳酸钠。6.根据权利要求1或4所述的脱硫石膏基超硫酸盐水泥,其特征在于,所述铝酸盐激发剂至少一种选自于铝矾土、铝酸钠、或铝酸钙。7.根据权利要求1所述的脱...
【专利技术属性】
技术研发人员:张志涛,贾小龙,陈浩旭,门光誉,惠迎新,冯玉钏,万磊,杨洋,虎占辉,张伟,
申请(专利权)人:宁夏交建交通科技研究院有限公司宁夏嘉惠道路资源再生利用有限公司,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。