油页岩灰渣系低钙胶凝材料及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种油页岩灰渣系低钙胶凝材料，以质量分数计，所述低钙胶凝材料包括：70％

【技术实现步骤摘要】
油页岩灰渣系低钙胶凝材料及其应用


[0001]本专利技术涉及工业固体废弃物资源化利用领域，特别是涉及油页岩灰渣系低钙胶凝材料及其应用。

技术介绍

[0002]随着对油页岩这一非常规油气资源的逐步开发利用，油页岩灰渣的综合利用处理成为了工业固体废弃物资源化利用的重大难题。当前，油页岩灰渣的资源化应用主要还是将油页岩灰渣用于制备水泥，如CN103387348A、CN102491701A、CN101074149A等；或者，主要用作建筑材料的掺合料，如CN113264735A、CN101492263A等，可以减少水泥的用量。但是，这些资源化应用方法均无法实现油页岩灰渣的大规模利用，而油页岩废渣长时间堆存，不仅占用土地资源，其释放出的氮氧化物及干酪根等有机物还会对大气和水资源等造成严重危害。
[0003]另外，现有的胶凝材料主要以水泥为主，而水泥熟料的氧化钙含量近60％，为高钙胶凝材料(钙硅摩尔数量比一般能达到2
‑
3)，这意味着在生产过程需要使用大量石灰石，从而需要消耗大量的能源和产生大量的CO2，并且还会向大气中排放大量超细粉尘、硫化物和氮氧化物等有害物质。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述问题，提供一种油页岩灰渣系低钙胶凝材料及其应用，不仅能够有效解决油页岩灰渣难以大规模资源化综合利用的难题，而且可以有效降低石灰石的用量，从而降低二氧化碳的排放量。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种油页岩灰渣系低钙胶凝材料，以质量分数计，所述低钙胶凝材料包括：70％
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80％的油页岩灰渣、5％
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20％的石灰以及5％
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20％的工业副产石膏；
[0006]其中，所述石灰选自生石灰和/或熟石灰，且所述生石灰在所述低钙胶凝材料中的质量分数小于10％，所述油页岩灰渣、所述石灰和所述工业副产石膏的比表面积均小于650m2/kg。
[0007]在其中一个实施例中，所述石灰选自生石灰，所述生石灰在所述低钙胶凝材料中的质量分数为6％
‑
8％。
[0008]在其中一个实施例中，所述石灰选自熟石灰，所述熟石灰在所述低钙胶凝材料中的质量分数为8％
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20％。
[0009]在其中一个实施例中，所述石灰选自熟石灰，所述熟石灰在所述低钙胶凝材料中的质量分数为10％
‑
15％。
[0010]在其中一个实施例中，所述石灰选自生石灰和熟石灰，所述石灰在所述低钙胶凝材料中的质量分数为10％
‑
15％。
[0011]在其中一个实施例中，所述石灰选自生石灰和熟石灰，所述生石灰和所述熟石灰
的质量比为1:1
‑
1:2。
[0012]在其中一个实施例中，所述工业副产石膏在所述低钙胶凝材料中的质量分数为10％
‑
20％。
[0013]在其中一个实施例中，所述工业副产石膏在所述低钙胶凝材料中的质量分数为10％
‑
15％。
[0014]在其中一个实施例中，所述油页岩灰渣、所述石灰和所述工业副产石膏的比表面积分别独立的选自500m2/kg
‑
600m2/kg。
[0015]本专利技术还提供一种如上所述的油页岩灰渣系低钙胶凝材料在混凝土中的应用。
[0016]本专利技术充分利用油页岩灰渣自身所具备的潜在活性和Ca/Si值低的特点，以油页岩灰渣为主要原料，以石灰和工业副产石膏协同作为激发材料，构建了油页岩灰渣
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石灰
‑
工业副产石膏体系的低钙胶凝材料，该低钙胶凝材料中油页岩灰渣的掺量可以达到70％
‑
80％，有效解决了油页岩灰渣难以大规模资源化综合利用的难题。
[0017]另外，该低钙胶凝材料在应用时，石灰能够为体系提供碱性环境，并与油页岩灰渣及工业副产石膏协同水化，借助超低溶解度的钙矾石类复盐的结晶和低Ca/Si的水化硅酸钙凝胶作为反应驱动力，有效地控制体系的水化硬化和强度增长过程，从而，本专利技术的低钙胶凝材料与传统水泥熟料在应用时，混凝土的宏观性能相当，因此，本专利技术的低钙胶凝材料能够很好的替代传统水泥熟料进行使用，进而，可以降低石灰石的用量，以降低二氧化碳的排放量。
附图说明
[0018]图1为实施例1获得的低钙胶凝材料的水化产物电镜图；
[0019]图2为实施例2获得的低钙胶凝材料的水化产物电镜图；
[0020]图3为实施例3获得的低钙胶凝材料的水化产物电镜图。
具体实施方式
[0021]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更详细的描述。但是，应当理解，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式或实施例。相反地，提供这些实施方式或实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0022]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式或实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”的可选范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。
[0023]低钙胶凝材料与水泥熟料在应用时的水化反应有着很大的区别，采用油页岩灰渣制备低钙胶凝材料的核心在于如何对油页岩灰渣进行激发，调节各反应因素的适用量，保证反应充分进行。
[0024]为此，本专利技术提供的油页岩灰渣系低钙胶凝材料，以质量分数计，所述低钙胶凝材料包括：70％
‑
80％的油页岩灰渣、5％
‑
20％的石灰以及5％
‑
20％的工业副产石膏。
[0025]油页岩灰渣的主要矿物相为石英、长石以及硬石膏相，相较来说，油页岩渣中的Ca含量较少，因此，本专利技术用5％
‑
20％的石灰来激发油页岩灰渣，既能够在应用时为反应体系提供必要的碱性环境，也能够补充必要的Ca
2+
，促进油页岩灰渣水化反应的进行，同时，加入5％
‑
20％的工业副产石膏也对油页岩灰渣具有激发作用，能够促使油页岩灰渣中的相关组分与硫酸盐反应生成钙矾石。
[0026]从而，本专利技术能够保持油页岩灰渣粉掺量在70％
‑
80％的前提下，通过调整石灰与工业副产石膏的比例，既能够实现对油页岩灰渣的有效激发，也能够将石灰与工业副产石膏这两种协同激发原料较为充分地消纳，混凝土的强度能够达到较高的水平。
[0027]具体的，所述石灰选自生石灰(主要成分为CaO，分子量为56)和/或熟石灰(主要成分为Ca(OH)2，分子量为74)。其中，当所述石灰选自生石灰时，结合油页岩灰渣
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生石本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油页岩灰渣系低钙胶凝材料，其特征在于，以质量分数计，所述低钙胶凝材料包括：70％
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80％的油页岩灰渣、5％
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20％的石灰以及5％
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20％的工业副产石膏；其中，所述石灰选自生石灰和/或熟石灰，且所述生石灰在所述低钙胶凝材料中的质量分数小于10％，所述油页岩灰渣、所述石灰和所述工业副产石膏的比表面积均小于650m2/kg。2.根据权利要求1所述的油页岩灰渣系低钙胶凝材料，其特征在于，所述石灰选自生石灰，所述生石灰在所述低钙胶凝材料中的质量分数为6％
‑
8％。3.根据权利要求1所述的油页岩灰渣系低钙胶凝材料，其特征在于，所述石灰选自熟石灰，所述熟石灰在所述低钙胶凝材料中的质量分数为8％
‑
20％。4.根据权利要求3所述的油页岩灰渣系低钙胶凝材料，其特征在于，所述石灰选自熟石灰，所述熟石灰在所述低钙胶凝材料中的质量分数为10％
‑
15％。5.根据权利要求1所述的油页岩灰渣系低钙胶凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：于洋，杨林，金飞飞，孙其星，倪文，倪运伟，陈志远，李军，宣章伟，
申请(专利权)人：北票北塔油页岩综合开发利用有限公司，
类型：发明
国别省市：