一种基于脱硫灰的高强度砌体材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种基于脱硫灰的高强度砌体材料，按重量份数计，包括：改性混合骨料

【技术实现步骤摘要】
一种基于脱硫灰的高强度砌体材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于工业固体废物的资源化利用领域，涉及一种基于脱硫灰的高强度砌体材料，还涉及一种高强度砌体材料的制备方法
。

技术介绍

[0002]脱硫灰是半干法脱硫产生的固体粉体，由于半干法脱硫工艺具有投资低
、
占地小
、
耗水少
、
对设备腐蚀小
、
副产物为干态
、
无废水产生等优点，半干法脱硫工艺已逐渐成为烧结烟气脱硫的主流技术，脱硫灰也成为继高炉渣之后钢铁行业的第三大固体废弃物
。
[0003]钢渣是钢铁行业在炼钢过程中产生的工业废渣
。
综合利用率低导致钢渣
、
脱硫灰的大量堆存对周围的水体
、
空气
、
土壤产生不利影响，存在较大的环境风险和土地压力
。
[0004]砌体材料包括烧结普通砖
、
烧结多孔砖
、
蒸压粉煤灰砖
、
蒸压灰砂砖
、
蒸压加气混凝土砖和混凝土普通砖等
。
高强度的砌体材料由于具有更优的力学性能，在建筑工程中具有更大需求量和更好的应用前景
。
然而，常规的高强度砌体材料在制备过程中往往需要进行烧结或蒸汽养护步骤，不仅消耗大量的能源，而且高强度砌体材料中，通常采用高密度的砂石骨料，会导致砌体重量大，不利于运输
。
[0005]基于此，提供一种以脱硫灰及其他工业固废为原料，协同制备的高强度砌体材料，对于实现资源化利用
、
减少土地占用
、
降低环境污染具有重要的意义，也是亟需解决的技术问题
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的之一在于提供一种基于脱硫灰的高强度砌体材料
。
[0007]本专利技术的目的之二在于提供一种基于脱硫灰的高强度砌体材料的制备方法
。
[0008]本专利技术实现目的之一采用的技术方案是：提供一种基于脱硫灰的高强度砌体材料，按重量份数计，其包括以下组分：
[0009]改性混合骨料
100
份；砌体胶结剂8～
12
份；水8～
15
份；以及占所述砌体胶结剂总重量
0.5wt.
％～
3wt.
％的减水剂；
[0010]所述改性混合骨料由脱硫灰和骨料按照质量比为
(2
～
4)
：
(6
～
8)
混合而成；
[0011]所述砌体胶结剂由钢渣
、
矿渣
、
石膏和生石灰组成
。
[0012]本专利技术提供的一种高强度砌体材料的总体思路如下：
[0013]脱硫灰具有多孔疏松性特点，将其按照一定比例与砌体骨料混合均匀，使脱硫灰均匀地吸附到骨料表面，可以带来以下优势：首先，存在于骨料表面的脱硫灰能够增加骨料间摩擦力，提高砌体骨料抵抗滑移错位的作用，进而提高砌体材料的整体密实度和力学强度；其次，脱硫灰相对于砂石骨料具有密度小
、
重量轻的特点，脱硫灰代替一部分骨料加入，可以减少高强度砌体材料的重量，降低高强度砌体材料搬运及运输费用
。
再次，脱硫灰作为粉料添加到骨料中，可以填充在骨料之间的孔隙中，提高砌体的密实度，降低孔隙率，有利于提高高强度砌体材料的抗压强度
。
最后，脱硫灰中具有一定量的亚硫酸钙，亚硫酸钙被氧
化形成硫酸钙具有一定的微膨胀性，利用脱硫灰的微膨胀性填充高强度砌体材料中骨料间孔隙
、
水分蒸发干燥残留的体积，进一步增加高强度砌体材料的抗压强度
。
此外，脱硫灰中硫酸钙或亚硫酸钙还能够与砌体胶结剂中矿渣
、
钢渣水化反应生成钙矾石
、
单硫型硫铝酸钙，针状钙矾石
、
片状单硫型硫铝酸钙矿物穿插填充到骨料间孔隙，起到填充作用增加砌体材料强度
。
[0014]进一步地，所述骨料包括天然砂石骨料和
/
或人造骨料
。
[0015]进一步地，所述骨料由一级骨料和二级骨料组成；优选地，所述一级骨料的粒径区间为2～
5mm
，所述二级骨料的粒径区间为
1.25
～
2mm。
[0016]优选地，所述二级骨料与所述一级骨料的质量比为
(1
～
5):1。
在本专利技术中，采用不同粒径区间的骨料与脱硫灰相互配合，脱硫灰作为一种具有更小粒径的颗粒来替代细骨料，良好的骨料粒径级配范围可促进压制效果，进而提高砌体材料的抗压强度
。
同时，使改性混合骨料的组成呈现梯度级配，有助于提高基体材料填充的密实度，进一步提高砌体材料的抗压强度
。
[0017]进一步地，所述脱硫灰的密度为
550
～
900kg/m3；其组成成分中，硫酸钙
、
亚硫酸钙
、
碳酸钙和氢氧化钙的占比不低于
70wt.
％
。
[0018]优选地，所述脱硫灰经过粉磨筛分处理，其粒径不大于
0.315mm。
[0019]进一步地，所述砌体胶结剂中，各组分的含量按重量百分数计：钢渣
15wt.
％～
25wt.
％
、
矿渣
40wt.
％～
55wt.
％
、
石膏
10wt.
％～
25wt.
％和生石灰
2wt.
％～
10wt.
％
。
[0020]优选地，所述砌体胶结剂的制备方法包括：将钢渣
、
矿渣
、
石膏和生石灰按比例加入球磨系统中进行混合粉磨，使混合物的比表面积不低于
400m2/kg
，即得到砌体胶结剂
。
在上述制备方法中，钢渣
、
矿渣
、
石膏和生石灰在机械力作用下通过“微磨球效应”，不仅可以实现混磨料粒级与活性的双重协同优化，而且混料粉磨能够提高砌体胶结剂的均匀度和水化活性，降低粉磨能耗
。
本专利技术制备的砌体胶结剂可以在脱硫灰环境中发生水化反应生成水化硅酸钙
、
钙矾石
、
单硫型硫铝酸钙
、
费氏盐等水化产物，水化产物将骨料胶结到一起形成稳定的
、
高强度的砌体材料
。
[0021]进一步地，所述减水剂选自萘系高效减水剂
、
氨基高效减水剂
、
聚羧酸高效减水剂中的一种或多种的组合
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于脱硫灰的高强度砌体材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：改性混合骨料
100
份；砌体胶结剂8～
12
份；水8～
15
份；以及占所述砌体胶结剂总重量
0.5wt.
％～
3wt.
％的减水剂；所述改性混合骨料由脱硫灰和骨料按照质量比为
(2
～
4)
：
(6
～
8)
混合而成；所述砌体胶结剂由钢渣
、
矿渣
、
石膏和生石灰组成
。2.
根据权利要求1所述的高强度砌体材料，其特征在于，所述骨料包括天然砂石骨料和
/
或人造骨料
。3.
根据权利要求1所述的高强度砌体材料，其特征在于，所述骨料由一级骨料和二级骨料组成，所述一级骨料的粒径区间为2～
5mm
，所述二级骨料的粒径区间为
1.25
～
2mm。4.
根据权利要求3所述的高强度砌体材料，其特征在于，所述二级骨料与所述一级骨料的质量比为
(1
～
5):1。5.
根据权利要求1所述的高强度砌体材料，其特征在于，所述脱硫灰的密度为
550
～
900kg/m3；其组成成分中，硫酸钙
、
亚硫酸钙
、
碳酸钙和氢氧化钙的占比不低于
70wt.
％
。6.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜明明，熊敬超，邵雁，向浩，刘子豪，郭华军，汪远，杨振，皮鎏，李姗姗，
申请(专利权)人：中冶南方都市环保工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：