專利名稱：工業(yè)廢渣生產(chǎn)復合膠凝材料的方法及其復合材料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于新材料領域中的節(jié)能環(huán)保復合材料領域，特別是涉及 建筑材料的利用工業(yè)廢棄物生產(chǎn)復合膠凝材料的方法和技術。
背景技術：
建筑、混凝土、道路施工、大體積砼等行業(yè)大量使用水泥作為建 筑水硬性材料，目前我國是世界上水泥產(chǎn)量第一的國家，需要消耗大 量的石灰、煤、電等資源，排放大量的二氧化氮、二氧化碳、三氧化 硫等廢氣，為了降低生產(chǎn)成本，企業(yè)采用摻加混合材作為填充料以節(jié) 省水泥熟料和調節(jié)水泥標號的。但卻以降低水泥性能為代價，如降低 強度、泌水大、需水量高、水化熱高等等。也使得摻加混合材量較大 的水泥品種存在與外加劑的相容性問題。本發(fā)明采用各種工業(yè)廢棄物 進行有機地復合，充分利用和發(fā)揮多種工業(yè)廢棄物材料的協(xié)/^^"應， 從而大幅度降低水泥熟料的使用量，減少因熟料煅燒所消耗的大量能 源，降低碳、氮的排放，降低建筑材料成本，使研制的復合膠凝材料 具有強度高、水化熱低、與外加劑適應性好等優(yōu)點，它是一種高性能 復合膠凝材料。
綜合利用工業(yè)廢棄資源生產(chǎn)復合膠凝材料，可以減少資源浪費， 使有限的資源得到循環(huán)利用，大大節(jié)約成本，避免盲目對資源的浪費 和經(jīng)濟上的損失，具有極其巨大的經(jīng)濟價值和社會效益。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有膠凝材料存在的能耗高、浪費資源的缺點和問題，本發(fā) 明的目的在于提供一種利用工業(yè)廢棄物資源生產(chǎn)復合膠凝材料的方 法以及利用該方法生產(chǎn)的復合膠凝材料。 本發(fā)明的技術方案如下 利用工業(yè)廢棄物資源生產(chǎn)復合膠凝材料的方法，其特征在于 (1 ) 復合膠凝材料是利用工業(yè)生產(chǎn)中的各種廢棄資源如鋼 鐵生產(chǎn)產(chǎn)生的水淬高爐礦渣、制糖生產(chǎn)中產(chǎn)生的糖濾 泥、煤炭生產(chǎn)產(chǎn)生的煤矸石、電廠產(chǎn)生的粉煤灰、造 紙廠產(chǎn)生的廢紙槳、礦山開采的石灰石尾礦、爐渣、 電石渣、鋰渣、水泥熟料、增強劑等多種活性混合材 經(jīng)改性粉磨制備而成的一種粉末狀產(chǎn)品。
(2) 復合膠凝材料主要化學成分為Si02、 A1203、 Fe203 和CaO ,具有超高活性；
(3) 復合膠凝材料的關鍵是各種工業(yè)廢棄物資源共同發(fā)揮 協(xié)同效應，所謂"協(xié)/^^^應"是指兩種或多種工業(yè)廢 棄物組分復合后性能的疊加，即取長補短、優(yōu)勢互補 的效應。主要起著以下三個作用 一是活化效應，它 與工業(yè)廢棄物資源的組分和細度有關。二是填料作用， 它同硅酸鹽礦物水化產(chǎn)物結合在一起，起骨架作用。 三是緊密堆積效應，當工業(yè)廢棄物資源的粒徑很小時， 可以明顯提高材料的密實度，改善水硬性構筑物的性能，提高構筑物的強度。
(4) 復合膠凝材料的生產(chǎn)需要用磨機粉磨，既使各種物料 達到能發(fā)揮協(xié)同效用的顆粒級配，又達到各種工業(yè)廢 棄物資源達到混合均勻。粉磨工藝可采取分級粉磨的 方式，也可以采取共同粉磨的工藝。
(5) 復合膠凝材料粉磨工藝控制指標比表面積在550 600 m2/kg范圍內。
(6) 將復合膠凝材料作為摻合料摻入水泥、混凝土或利用 改性膠凝粉水泥制備混凝土中，這些高活性的復合膠 凝材料所含Si02、 A1203、 Fe203即可與水泥中C3S 和C2S水化產(chǎn)生的Ca(OH)2反應，進一歩形成水化硅 酸鈣產(chǎn)物，填充于水泥混凝土的孔隙中，大幅度提高 水泥混凝土的致密度，同時將強度較低的Ca(OH)2晶 體轉化成了強度較高的水化硅酸鈣凝膠，從而使水泥 或混凝土的一系列性能得到顯著改善。
所述工業(yè)廢棄物資源可以根據(jù)其化學成分進行調整，可以根 據(jù)各地工業(yè)廢棄物資源情況進行增減。
所述磨機可以是球磨機也可以是風掃磨，磨機規(guī)格根據(jù)設計 產(chǎn)量和工業(yè)廢棄物資源細度確定。
所述復合膠凝材料可直接作為產(chǎn)品摻入水泥中，降低成本； 所述復合膠凝材料可作為水硬性膠凝材料可直接作為混凝土原料 或大體積混凝土中。本發(fā)明的技術效果如下
本發(fā)明通過采用水淬高爐礦渣、糖濾泥、煤矸石、粉煤灰、廢紙 漿、石灰石尾礦、爐渣、電石渣、鋰渣、水泥熟料、增強劑等多種國 家鼓勵利用的工業(yè)廢棄物資源作為基質料，經(jīng)改性粉磨制備而成的一 種粉末狀復合膠凝材料產(chǎn)品。
利用本發(fā)明的復合膠凝材料產(chǎn)品的效果為
(1) 可大幅度提高混凝土的強度，配制出高強高性能的混凝土；
(2) 用于水泥和混凝土生產(chǎn)中，可以降低水泥、混凝土的生產(chǎn) 成本；
(3) 可有效抑制混凝土等的堿骨料反應，顯著提高混凝土的抗 堿骨料反應性能，提高混凝土的耐久性；
(4) 可有效提高混凝土的抗海水浸蝕性能，特別適用于抗海水
工程；
(5) 可顯著減少混凝土的泌水量，改善混凝土的和易性；
(6) 可顯著增加水泥混凝土的致密度，改善水泥混凝土的抗?jié)B 性；
(7)可顯著降低水泥混凝土的水化熱，適用于配制大體積混凝土。
本發(fā)明在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中大量使用工業(yè)廢棄物資源，可以大量將 廢棄物作為資源化利用，節(jié)約了大量的國家資源，減少了工業(yè)廢棄物 的對環(huán)境的污染，同時代替水泥熟料的使用，減少了水泥生產(chǎn)過程中 的大量能源消耗和資源消耗，可有效的降低產(chǎn)品成本、節(jié)約資源，達到節(jié)能環(huán)保的目的。
具體實施例方式
本發(fā)明復合膠凝材料的生產(chǎn)加工工藝
(1) 工業(yè)廢棄物資源的處置將工業(yè)廢棄資源進行涼曬,去除多 余的水分，使水分含量控制在15%以內;煤礦伴生的煤矸 石、石灰石尾礦等大塊物料采用破碎機進行破碎到粒度在
30mm的碎塊；
(2) 配制原料將處置后的各種工業(yè)廢渣資源通過皮帶等輸送
設施送入配料倉，通過配料稱按重量百分比送入磨機；
(3) 物料粉磨將配置好的物料在磨機中進行粉磨，達到細度 在0.08方孔篩余1—3%范圍內；
(4) 將粉磨的物料經(jīng)過選粉機進行選粉，使粗顆粒選出重新進 入磨機粉磨,細粉經(jīng)過輸送設施進入成品庫,選出的成品達 到比表面積在550 600 m2/kg范圍；
(5) 將制備好的復合膠凝材料進行包裝成50公斤袋裝或采用 罐車出廠。
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權利要求
1. 利用工業(yè)廢棄物資源生產(chǎn)復合膠凝材料的方法及其復合膠凝材料，其特征在于復合膠凝材料是利用工業(yè)生產(chǎn)中的各種廢棄資源如鋼鐵生產(chǎn)產(chǎn)生的水淬高爐礦渣、制糖生產(chǎn)中產(chǎn)生的糖濾泥、煤炭生產(chǎn)產(chǎn)生的煤矸石、電廠產(chǎn)生的粉煤灰、造紙廠產(chǎn)生的廢紙漿、礦山開采的石灰石尾礦、爐渣、電石渣、鋰渣、水泥熟料、增強劑等多種活性混合材經(jīng)改性粉磨制備而成的一種粉末狀產(chǎn)品。
2. 如權利要求1所述的工業(yè)廢棄物資源生產(chǎn)復合膠凝材料的方法， 其特征在于復合膠凝材料主要化學成分為Si02、 A1203、 Fe203 和CaO ，具有超高活性。
3. 如權利要求2所述的工業(yè)廢棄物資源生產(chǎn)復合膠凝材料的方法， 其特征在于復合膠凝材料的關鍵是各種工業(yè)廢棄物資源共同發(fā) 揮協(xié)同效應，所謂"協(xié)同效應"是指兩種或多種工業(yè)廢棄物組分 復合后性能的疊加，即取長補短、優(yōu)勢互補的效應。主要起著以 下三個作用 一是活化效應，它與工業(yè)廢棄物資源的組分和細度 有關。二是填料作用，它同硅酸鹽礦物水化產(chǎn)物結合在一起，起 骨架作用。三是緊密堆積效應，當工業(yè)廢棄物資源的粒徑很小時， 可以明顯提高材料的密實度，改善水硬性構筑物的性能，提高構 筑物的強度。
4. 如權利要求3所述的工業(yè)廢棄物資源生產(chǎn)復合膠凝材料的方法，其特征在于復合膠凝材料的生產(chǎn)需要用磨機粉磨，既使各種物料達到能發(fā)揮協(xié)同效用的顆粒級配，又達到各種工業(yè)廢棄物資源 達到混合均勻。粉磨工藝可采取分級粉磨的方式，也可以采取共 同粉磨的工藝。
5. 如權利要求4所述的工業(yè)廢棄物資源生產(chǎn)復合膠凝材料的方法， 其特征在于復合膠凝材料粉磨工藝控制指標比表面積在550 600 nf/kg范圍內。
6. 如權利要求5所述的工業(yè)廢棄物資源生產(chǎn)復合膠凝材料的方法， 其特征在于將復合膠凝材料作為摻合料摻入水泥、混凝土或利 用改性膠凝粉水泥制備混凝土中，這些高活性的復合膠凝材料所 含Si02、 A1203、 Fe203即可與水泥中C3S禾Q C2S水化產(chǎn)生的 Ca(OH)2反應，進一步形成水化硅酸鈣產(chǎn)物，填充于水泥混凝土 的孔隙中，大幅度提高水泥混凝土的致密度，同時將強度較低的 Ca(OH)2晶體轉化成了強度較高的水化硅酸鈣凝膠，從而使水泥 或混凝土的-一系列性能得到顯著改善。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用工業(yè)廢棄物生產(chǎn)復合膠凝材料的方法及其復合膠凝材料。利用本發(fā)明制備的復合膠凝材料，不需要高溫煅燒，利用工業(yè)廢棄資源采用合理配比，使其發(fā)揮協(xié)同效應。產(chǎn)品不但強度高，強度發(fā)展正常、耐磨性好、同減水劑適應性好等優(yōu)點。是一種節(jié)能環(huán)保的水硬性替代復合材料，具有巨大的經(jīng)濟價值和社會效益。
文檔編號C04B7/345GK101481223SQ20091011322
公開日2009年7月15日 申請日期2009年2月4日 優(yōu)先權日2009年2月4日
發(fā)明者李三留 申請人:李三留