專利名稱：一種雙灰粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑材料雙灰粉及其制備方法。
背景技術(shù)：
燃煤熱電廠每年排出大量由煤的灰分形成的各種煤灰渣。燃煤鍋爐所排的灰渣通常有兩種形態(tài)一種是在爐膛粘結(jié)起來的粒狀灰渣落入鍋爐底部，或者結(jié)成大塊經(jīng)破碎后從爐底排出，稱作爐底渣灰，約占灰渣總重的15％～30％；另一種是從排煙系統(tǒng)中用收塵設(shè)施收集下來的細(xì)?；以?，叫做粉煤灰或飛灰，約占灰渣總量的70％～85％。粉煤灰隨意堆貯不僅占用了土地、污染了環(huán)境而且是一種資源的極大浪費。因而大力加強粉煤灰綜合利用工作可滿足保護環(huán)境、利用資源、實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的多重要求。工業(yè)發(fā)達國家對粉煤灰的研究和應(yīng)用比我國早，但因不同國家的重視程度和科技發(fā)展水平不同，粉煤灰的利用率差別很大，有的國家利用率已達到70％～100％。不同國家的粉煤灰利用途徑和方式差別不是很大，最主要的途徑都是用于建筑材料和基礎(chǔ)工程，如水泥、混凝土、磚、建筑充填料等方面；其次是農(nóng)業(yè)方面，用于改良土壤，作為化肥載體等；還有少量的高技術(shù)利用，如制灰熔合金，作塑料、橡膠、油漆的填充料，從粉煤灰中提取有用金屬如Al、Fe、Mo、Ge、V和粉煤灰中漂珠的應(yīng)用等方面。
雙灰粉是以粉煤灰為主要原料，適當(dāng)配以生石灰等鈣質(zhì)材料，并加入少量的外加劑，經(jīng)過均化、磨細(xì)而制成的一種建筑膠凝材料。
中國專利CN99115752.4(強化雙灰粉及其制備工藝)公開了一種強化雙灰粉及其制備工藝。這種雙灰粉包括生石灰、粉煤灰，其中粉煤灰40～70％、生石灰20～50％、石膏3～12％。它的制備工藝是將粉煤灰、生石灰和石膏混和，然后采用濕粉工藝將混合物磨細(xì)，其細(xì)度為0.08mm篩選小于10％。
《雙灰粉用于建筑砂漿的試驗研究》(電力環(huán)境保護2001 Vol.17 No.2P.39-40，48)公開了在大量試驗的基礎(chǔ)上以廢料為主配制成了廉價膠凝材料雙灰粉。通過雙灰粉取代部分水泥和全部石灰膏用于拌制不同標(biāo)號砂漿的配比試驗，得出了不同標(biāo)號摻雙灰粉砂漿的最佳配比。
這些專利和文章的公開對雙灰粉的應(yīng)用起了促進作用，但是由于提供的技術(shù)方案范圍過大，并且沒有涉及復(fù)合外加劑，對實際應(yīng)用造成了一些困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種技術(shù)方案，可制備出具有較高強度的雙灰粉，再利用電廠排放的粉煤灰，滿足建筑行業(yè)的需要。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種雙灰粉，包括生石灰、粉煤灰，磷石膏，粉煤灰與生石灰、磷石膏的重量比為65～75∶23～27∶5～7。
粉煤灰與生石灰、磷石膏的重量比優(yōu)選為70～72∶24～26∶5～7。
雙灰粉其組成除粉煤灰、生石灰和磷石膏外，還可以包括外加劑，其組成按重量百分比為1.5～2.5％的晶胚、1.3～1.7％的硅酸鈉、0.18～0.22％的木鈣和0.8～1.2％的氯化鈣。
一種雙灰粉的制備方法，其特征在于主要包括以下步驟(1)將生石灰粗碎后與粉煤灰、磷石膏及外加劑按比例混和；(2)將混和后的物質(zhì)進行磨細(xì)，細(xì)度為0.08mm篩選小于12％。
試件的微觀結(jié)構(gòu)和水化硬化速度與水化產(chǎn)物形成時所處的初始介質(zhì)條件有關(guān)，通過摻入外加劑改變雙灰粉的液相環(huán)境及水化產(chǎn)物的結(jié)晶條件可提高試件的早期強度。最常用于激發(fā)粉煤灰活性的外加劑有氯鹽、硫酸鹽、強堿、硅酸鹽、晶胚等無機類和三乙醇胺、木鈣等有機類。這些外加劑單獨作用時對雙灰粉的強度都有較好的影響，但一起使用時有復(fù)合效果，其復(fù)合效果并不時各個單獨效果的疊加。
有益效果本發(fā)明以粉煤灰和生石灰為原料，使得燃煤熱電廠大量排放的粉煤灰可再利用，帶來了社會和環(huán)境效益。本發(fā)明提供的雙灰粉強度高，是廉價的膠凝材料，可用于建筑砂漿中取代部分水泥和全部的石灰膏，從而降低工程造價。本發(fā)明易操作，成本低，市場前景好。
具體實施例方式
以下通過實施例進一步說明本發(fā)明。
實施例11試驗設(shè)計選擇生石灰和磷石膏的含量作為兩個設(shè)計因素，每個因素選擇四個水平，生石灰為20％、25％、30％、35％，磷石膏為2％、4％、6％、8％，每個因素的任一水平與另一因素的任一水平都結(jié)合一次，設(shè)計16組不同的雙灰粉配比(表3.1)，這樣在合理的配比范圍內(nèi)，最大限度地滿足了試驗代表性的要求。
表1 雙灰粉試驗的配比(％)

2試驗方法備料嚴(yán)格按表1的配比進行配料，然后將粉煤灰、生石灰和磷石膏放在塑料桶中進行人工攪拌，使三種物料徹底混合均勻。參照國標(biāo)《水泥膠砂強度檢驗方法GB177-85》，每組雙灰粉配比均備料540克×6＝3240克，摻入標(biāo)準(zhǔn)砂1350克×6＝8100克，并確保雙灰粉與標(biāo)準(zhǔn)砂拌和均勻。還對每組雙灰粉的需水量比在相同條件下進行了嚴(yán)格的測定，以便在攔制雙灰粉砂漿制作試件時能精確地控制加水量。
3分析與結(jié)論在雙灰粉固結(jié)的早期，增加生石灰的摻量有利于形成早強，這時粉煤灰與生石灰水化而形在的Ca(OH)2之間火山灰反應(yīng)尚處在啟動階段，火山灰反應(yīng)的產(chǎn)物尚不能形成明顯的強度，早期強度主要來自石灰的凝固作用，因此這時不論抗折或抗壓強度均較低。14天齡期時粉煤灰火山灰反應(yīng)的產(chǎn)物形成的強度已初見端倪，試件強度增加較快。
磷石膏不同摻量對試件強度的影響變化趨勢比較簡單，三個齡期(7天、14天和28天)的試件，均是隨著磷石膏摻量的增加，其抗折和抗壓強度呈增加的趨勢。但隨著齡期的延長，磷石膏摻量增加所導(dǎo)致試件強度增加的效應(yīng)明顯減弱。
綜合分析生石灰不同摻量和不同齡期試件的抗折和抗壓強度變化趨勢，生石灰摻量為25％的試件可以獲得最佳的抗折和抗壓強度，從經(jīng)濟效益核算以及最大限度利用粉煤灰的因素考慮，25％生石灰摻量也是令人滿意的。多摻磷石膏可以促使早強，但也不是越多越多，隨著試件齡期的增加，其粉煤灰火山灰效應(yīng)逐漸明顯，磷石膏摻量對強度的貢獻則逐步減弱。考慮到磷石膏的SO3含量較高，磷石膏摻量為6％和8％的試件，其后期抗折和抗壓強度差別不是十分明顯，甚至出現(xiàn)6％摻量的強度優(yōu)于8％摻量的，故選6％作為本次試驗雙灰粉中磷石膏的最佳摻量。
依據(jù)以上試驗得出的生石灰和磷石膏的重量含量，同時又針對粉煤灰的不同含量進行了試驗，選擇粉煤灰與生石灰、磷石膏的重量比為65～75∶23～27∶5～7。當(dāng)粉煤灰與生石灰、磷石膏的重量比為70～72∶24～26∶5～7時，雙灰粉的質(zhì)量最好。
實施例2根據(jù)外加劑的特性，我們選擇了氯化鈉、氯化鈣(氯化鹽)、硫酸鈉(硫酸鹽)、氫氧化鈉(強堿)、硅酸鈉(硅酸鹽)、晶胚、三乙醇胺、木鈣作為單獨的外加劑，其造成的結(jié)果如下表。
表2摻入不同種類不同劑量外加劑的三個齡期的雙灰粉膠砂強度(MPa)


這些外加劑單獨作用時對雙灰粉的強度都有較好的影響。由此我們將這些外加劑互相混和以不同的含量比進行了試驗，最后發(fā)現(xiàn)當(dāng)外加劑組成按重量百分比為1.5～2.5％的晶胚、1.3～1.7％的硅酸鈉、0.18～0.22％的木鈣和0.8～1.2％的氯化鈣時(其余為粉煤灰、生石灰和磷石膏)，復(fù)合外加劑的效果最佳。
實施例3雙灰粉的制備方法，其包括以下步驟(1)將生石灰粗碎后與粉煤灰、磷石膏及外加劑按比例混和；(2)將混和后的物質(zhì)進行磨細(xì)，細(xì)度為0.08mm篩選小于12％。
權(quán)利要求
1.一種雙灰粉，包括包括粉煤灰、生石灰和磷石膏，其特征在于粉煤灰與生石灰、磷石膏的重量比為65～75∶23～27∶5～7。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙灰粉，其特征在于粉煤灰與生石灰、磷石膏的重量比為70～72∶24～26∶5～7。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙灰粉，其特征在于其組成除粉煤灰、生石灰和磷石膏外，還包括外加劑，其組成按重量百分比為1.5～2.5％的晶胚、1.3～1.7％的硅酸鈉、0.18～0.22％的木鈣和0.8～1.2％的氯化鈣。
4.一種雙灰粉的制備方法，其特征在于主要包括以下步驟(1)將生石灰粗碎后與粉煤灰、磷石膏及外加劑按比例混和；(2)將混和后的物質(zhì)進行磨細(xì)，細(xì)度為0.08mm篩選小于12％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙灰粉及其制備方法，屬于建筑材料領(lǐng)域。一種雙灰粉，包括生石灰、粉煤灰，磷石膏，粉煤灰與生石灰、磷石膏的重量比為65～75∶23～27∶5～7。其制備方法，其特征在于主要包括以下步驟(1)將生石灰粗碎后與粉煤灰、磷石膏及外加劑按比例混和；(2)將混和后的物質(zhì)進行磨細(xì)，細(xì)度為0.08mm篩選小于12％。本發(fā)明以粉煤灰和生石灰為原料，使得燃煤熱電廠大量排放的粉煤灰可再利用，帶來了社會和環(huán)境效益。本發(fā)明提供的雙灰粉強度高，是廉價的膠凝材料，可用于建筑砂漿中取代部分水泥和全部的石灰膏，從而降低工程造價。本發(fā)明易操作，成本低，市場前景好。
文檔編號C04B22/00GK1781868SQ200510094929
公開日2006年6月7日 申請日期2005年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月21日
發(fā)明者陸根法, 李文青, 劉寧 申請人:南京大學(xué)