胶凝材料组合物、胶凝材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及建筑材料技术领域，公开了一种胶凝材料组合物，该组合物包括：第一粉煤灰、第二粉煤灰、水和硅酸盐水泥，其中，所述第一粉煤灰和所述第二粉煤灰中各自含有CaO，所述第一粉煤灰中CaO的含量小于所述第二粉煤灰中CaO的含量。本发明专利技术的胶凝材料组合物通过复配粉煤灰而制得的胶凝材料兼具良好的流动度和抗压强度，泌水率小，不会产生细颗粒随泌水流出而污染井下环境的现象；本发明专利技术的胶凝材料中粉煤灰用量大，可有效解降低材料成本，用于矿井回填材料中，还能够解决粉煤灰堆积问题，减少了粉煤灰堆存对大气、水、生态等环境的污染，同时降低了粉煤灰堆存的日常管理维护的费用；此外，本发明专利技术的胶凝材料的制备工艺简单，具有实用性和工业可行性。用性和工业可行性。

【技术实现步骤摘要】
胶凝材料组合物、胶凝材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及胶凝材料组合物、胶凝材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]大中型燃煤发电厂是固体废物产生的大户，每年产生大量的粉煤灰，并且有逐年增加的趋势，这些固体废物若弃之不用，不但占用土地而且浪费资源，而且会对环境产生极大的污染，发展大中型燃煤发电厂粉煤灰综合利用工程十分必要。
[0003]近年来，粉煤灰应用于矿井回填技术在国内己经成熟并逐步推广使用。粉煤灰的填筑作用主要有粉煤灰综合回填，矿井回填，小坝和码头等的填筑等。粉煤灰是具有火山灰特性的微细颗粒状工业废渣，在一定条件下，粉煤灰可以生成水化硅酸钙、水化铝酸钙、钙矾石等胶凝物质和沸石类物质，从而产生强度。使用粉煤灰作为回填材料充填矿井采空区，可减少采煤引起的地表移动及变形，从而减轻对地面建筑的破坏程度。
[0004]CN107056099A公开了一种低强度胶凝材料的制备方法，该方法以除尘灰、粉煤灰、矿渣、钢渣、电石渣为主要原料，利用除尘灰对粉煤灰进行活化提高粉煤灰活性，制备出的胶凝材料，虽然可用于市政工程回填或矿山回填，但是该胶凝材料中由于未加入水泥，抗压强度较差，且该方法中粉煤灰需要粉磨、制备工艺复杂。
[0005]CN102617057A公开了一种低热复合胶凝材料，该材料由20
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50份水泥、40
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70份粉煤灰、5
‑
25份偏高岭土、0
‑
8份激发剂组成，虽然可作为建材使用，用于回填注浆、固化有毒废物等特殊方面的使用，但是该材料加入水泥组分较多，相应成本较高，净浆流动度较低，施工方法受限。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的浆体流动度差和抗压强度差的问题，提供了胶凝材料组合物、胶凝材料及其制备方法和应用。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种胶凝材料组合物，该组合物包括：第一粉煤灰、第二粉煤灰、水和硅酸盐水泥，其中，所述第一粉煤灰和所述第二粉煤灰中各自含有CaO，所述第一粉煤灰中CaO的含量小于所述第二粉煤灰中CaO的含量。
[0008]本专利技术第二方面提供一种制备胶凝材料的方法，该方法包括：
[0009](1)将第一粉煤灰和第二粉煤灰混合，得到复配粉煤灰；
[0010](2)将所述复配粉煤灰与硅酸盐水泥混合，然后加入水搅拌，得到所述胶凝材料；
[0011]其中，所述第一粉煤灰和所述第二粉煤灰中各自含有CaO，所述第一粉煤灰中CaO的含量小于所述第二粉煤灰中CaO的含量。
[0012]本专利技术第三方面提供一种如上所述的胶凝材料组合物或由如上所述的方法制备得到的胶凝材料在建筑材料领域中的应用。
[0013]通过上述技术方案，本专利技术的胶凝材料组合物通过复配粉煤灰而制得的胶凝材料
兼具良好的流动度和抗压强度，泌水率小，不会产生细颗粒随泌水流出而污染井下环境的现象；本专利技术的胶凝材料中粉煤灰用量大，可有效解降低材料成本，用于矿井回填材料中，还能够解决粉煤灰堆积问题，减少了粉煤灰堆存对大气、水、生态等环境的污染，同时降低了粉煤灰堆存的日常管理维护的费用；此外，本专利技术的胶凝材料的制备工艺简单，具有实用性和工业可行性。
具体实施方式
[0014]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0015]在本专利技术中，在没有明确说明的情况下，“第一”和“第二”均不代表先后次序，也不对各个物料或者操作起到限定作用，仅是为了区分各个物料或者操作，例如，“第一粉煤灰”和“第二粉煤灰”中的“第一”和“第二”仅是为了区分以表示这不是同一粉煤灰。
[0016]本专利技术第一方面提供一种胶凝材料组合物，该组合物包括：第一粉煤灰、第二粉煤灰、水和硅酸盐水泥，其中，所述第一粉煤灰和所述第二粉煤灰中各自含有CaO，所述第一粉煤灰中CaO的含量小于所述第二粉煤灰中CaO的含量。
[0017]本专利技术一些实施方式中，优选地，以所述第一粉煤灰的总重量为基准，所述第一粉煤灰中CaO的含量为10
‑
15重量％，优选为12
‑
14重量％；以所述第二粉煤灰的总重量为基准，所述第二粉煤灰中CaO的含量为40
‑
45重量％，优选为42
‑
44重量％。本专利技术的胶凝材料组合物由于含有不同CaO含量的两种粉煤灰，其中，第一粉煤灰中CaO的含量小于所述第二粉煤灰中CaO的含量，两者之间协同作用，用大量的粉煤灰配以少量的硅酸盐水泥，制得的胶凝材料兼具良好的流动度和抗压强度。
[0018]本专利技术一些实施方式中，优选地，以所述第一粉煤灰的总重量为基准，所述第一粉煤灰还含有50
‑
60重量％的SiO2，10
‑
25重量％的Al2O3和3
‑
7重量％的Fe2O3。
[0019]更优选地，以所述第一粉煤灰的总重量为基准，所述第一粉煤灰还含有54
‑
56重量％的SiO2，18
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20重量％的Al2O3和4.5
‑
6重量％的Fe2O3。
[0020]本专利技术一些实施方式中，优选地，以所述第二粉煤灰的总重量为基准，所述第二粉煤灰还含有15
‑
25重量％的SiO2，5
‑
15重量％的Al2O3和3
‑
15重量％的Fe2O3。
[0021]更优选地，以所述第二粉煤灰的总重量为基准，所述第二粉煤灰还含有19
‑
22重量％的SiO2，9
‑
11重量％的Al2O3和8
‑
10重量％的Fe2O3。
[0022]本专利技术中，所述第一粉煤灰和第二粉煤灰中的CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3的含量各自通过X射线荧光光谱分析方法测得。
[0023]本专利技术中，所述第一粉煤灰和第二粉煤灰中除了如上所述的成分以外，还可以含有其它不可避免的杂质，例如，Na2O、MgO和TiO2等，此处将不不做赘述。
[0024]本专利技术一些实施方式中，优选地，所述第一粉煤灰的平均粒径为10
‑
20微米，所述第二粉煤灰的平均粒径为15
‑
25微米。
[0025]本专利技术一些实施方式中，优选地，所述第一粉煤灰中球形形貌颗粒的含量为90
‑
95重量％，非球形形貌颗粒的含量为5
‑
10重量％；
[0026]所述第二粉煤灰中球形形貌颗粒的含量为2
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5重量％，非球形形貌颗粒的含量为95
‑
98重量％。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种胶凝材料组合物，其特征在于，该组合物包括：第一粉煤灰、第二粉煤灰、水和硅酸盐水泥，其中，所述第一粉煤灰和所述第二粉煤灰中各自含有CaO，所述第一粉煤灰中CaO的含量小于所述第二粉煤灰中CaO的含量。2.根据权利要求1所述的胶凝材料组合物，其中，以所述第一粉煤灰的总重量为基准，所述第一粉煤灰中CaO的含量为10
‑
15重量％，优选为12
‑
14重量％；以所述第二粉煤灰的总重量为基准，所述第二粉煤灰中CaO的含量为40
‑
45重量％，优选为42
‑
44重量％。3.根据权利要求1或2所述的胶凝材料组合物，其中，以所述第一粉煤灰的总重量为基准，所述第一粉煤灰还含有50
‑
60重量％的SiO2，10
‑
25重量％的Al2O3和3
‑
7重量％的Fe2O3；优选地，以所述第一粉煤灰的总重量为基准，所述第一粉煤灰还含有54
‑
56重量％的SiO2，18
‑
20重量％的Al2O3和4.5
‑
6重量％的Fe2O3。4.根据权利要求1或2所述的胶凝材料组合物，其中，以所述第二粉煤灰的总重量为基准，所述第二粉煤灰还含有15
‑
25重量％的SiO2，5
‑
15重量％的Al2O3和3
‑
15重量％的Fe2O3；优选地，以所述第二粉煤灰的总重量为基准，所述第二粉煤灰还含有19
‑
22重量％的SiO2，9
‑
11重量％的Al2O3和8
‑
10重量％的Fe2O3。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的胶凝材料组合物，其中，所述第一粉煤灰的平均粒径为10
‑
20微米，所述第二粉煤灰的平均粒径为15
‑
25微米；优选地，所述第一粉煤灰中球形形貌颗粒的含量为90
‑
95重量％，非球形形貌颗粒的含量为5
‑
10重量％；所述第二粉煤灰中球形形貌颗粒的含量为2
‑
5重量％，非球形形貌颗粒的含量为95
‑
98重量％。6.根据权利要求1
‑
5中任意一项所述的胶凝材料组合物，其中，以所述组合物的总重量为基准，所述第一粉煤灰的含量为1
‑
30wt％，所述第二粉煤灰的含量为35
‑
65wt％，所述硅酸盐水泥的含量为2
‑
5wt％，所述水的含量为25
‑
42wt％；优选地，以所述组合物的总重量为基准，所述第一粉煤灰的含量为3
‑
24wt％，所述第二粉煤灰的含量为38
‑
59wt％，所述硅酸盐水泥的含量为3
‑
4wt％，所述水的含量为29
‑
38wt％。7.根据权利要求1
‑
6中任意一项所述的胶凝材料组合物，其中，所述第一粉煤灰和所述第二粉煤灰的重量比为1：2
‑
19，优选为1：2.5
‑
9；优选地，所述第一粉煤灰、所述第二粉煤灰和所述硅酸盐水泥的总重量与水的重量比为1：0.45
‑
0.55。8.一种制备胶凝材料的方法，其特征在于，该方法包括：(1)将第一粉煤灰和第二粉煤灰混合，得到复配粉煤灰；(2)将所述复配粉煤灰与硅酸盐水泥混合，然后加入水搅拌，得到所述胶凝材料；其中，所述第一粉煤灰和所述第二粉煤灰中各自含有CaO，所述第一粉煤灰中CaO的含量小于所述第二粉煤灰中CaO的含量。9.根据权利要求8所述的方法，其中，以所述第一粉煤灰的总重量为基准，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：左然芳，巩思宇，董阳，卓锦德，
申请(专利权)人：北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：