專利名稱：一種復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，確切地說是指一種復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥及其制備方法。水泥作為我國建筑業(yè)的基礎(chǔ)原材料之一，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有舉足輕重的地位。然而，傳統(tǒng)硅酸鹽水泥工業(yè)中面臨的高排放、高能耗、高污染等問題，嚴(yán)重地影響著水泥乃至建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，在其生產(chǎn)及使用過程中存在著以下幾個方面的問題(1)在礦物摻合料利用方面主要集中在數(shù)量有限的礦渣、粉煤灰等極少的原材料， 對鋰渣、錳渣、尾礦粉等工業(yè)廢渣的利用率極低；(2)傳統(tǒng)硅酸鹽水泥主要使用天然二水石膏、天然硬石膏等，對工業(yè)副產(chǎn)石膏(脫硫石膏、氟石膏、磷石膏等)的利用還基本未涉及，未能較好地解決工業(yè)副產(chǎn)石膏大量堆存、占用土地及有害物質(zhì)容易對周邊環(huán)境造成污染的問題；(3)目前建筑行業(yè)內(nèi)在提高礦物摻合料的用量時，往往通過摻入化學(xué)添加劑等成本昂貴的材料來激發(fā)礦物摻合料潛在活性，成本難以控制的同時，也會導(dǎo)致使用此類水泥制備的混凝土存在抗凍性差、表面起灰等耐久性問題。總之，傳統(tǒng)硅酸鹽水泥能耗及成本較高，污染嚴(yán)重，工業(yè)廢渣及副產(chǎn)石膏的摻入少，難以實(shí)現(xiàn)建筑材料的多元化發(fā)展和固體廢棄物較高的回收利用率。因此，積極推進(jìn)建筑材料的多元化發(fā)展，提高廢渣的利用率，實(shí)現(xiàn)工業(yè)副產(chǎn)石膏的二次利用，制備低環(huán)境負(fù)荷型、綠色高性能膠凝材料來代替?zhèn)鹘y(tǒng)硅酸鹽水泥才是水泥行業(yè)未來的發(fā)展之路。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥及其制備方法，在保證水泥強(qiáng)度及混凝土耐久性的同時，積極推進(jìn)建筑膠凝材料多元化發(fā)展，具有良好的環(huán)保效益。為了解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提供的復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥，包括復(fù)合改性石膏、水泥熟料、礦渣、工業(yè)廢渣，其中各組分的配方為復(fù)合改性石膏10%_20%
水泥熟料1%_4%
礦渣10%_52%
ェ業(yè)廢渣30%_70%
以上組成比例按重量計。優(yōu)選地，所述工業(yè)廢渣為鋰渣、錳渣或尾礦粉等的單一組分或多元復(fù)合組分。優(yōu)選地，所述復(fù)合改性石膏為天然石膏和改性副產(chǎn)石膏的復(fù)合產(chǎn)品，包括堿性中和劑、工業(yè)副產(chǎn)石膏以及天然石膏，其中各組分的配方為堿性中和劑3%-15%工業(yè)副產(chǎn)石膏75%-95%天然石膏以上組成比例按重量計。優(yōu)選地，所述堿性中和劑的堿性組分含量90%以上，其澄清水溶液的PH值在12. 5
左右ο優(yōu)選地，所述復(fù)合改性石膏為堿性中和劑與游離水含量15-20%的工業(yè)副產(chǎn)石膏拌勻、陳化后烘干，按上述比例與天然石膏混合而成。優(yōu)選地，所述復(fù)合改性石膏的PH值在7-8之間。優(yōu)選地，所述水泥熟料控制水泥體系水化硬化過程中堿度(堿度100g該水泥中加入900ml水，振蕩或攪拌池后，溶液迅速過濾，所得的該溶液中游離CaO的濃度)低于 0.015mol/L。優(yōu)選地，所述復(fù)合改性石膏與所述水泥熟料共同作用，使水泥體系水化硬化過程中PH值保持在10-12之間。另外，本發(fā)明還提供一種所述的復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥的制備方法，將各原材料按配方計量之后加入到球磨機(jī)中混合粉磨至比表面積400-450m2/kg之間時，制備符合42. 5強(qiáng)度等級要求的高性能生態(tài)水泥，或者將各原材料按配方計量之后加入到球磨機(jī)中混合粉磨至比表面積500m2/kg以上時，制備符合52. 5強(qiáng)度等級要求的高性能生態(tài)水泥。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥及其制備方法， 通過堿性中和劑對工業(yè)副產(chǎn)石膏進(jìn)行適當(dāng)改性，有效消除工業(yè)副產(chǎn)石膏中的有害物質(zhì)尤其是酸性雜質(zhì)等對水泥體系的不利影響；將天然石膏與改性副產(chǎn)石膏按適當(dāng)?shù)谋壤龔?fù)合，制備成復(fù)合改性石膏；在此基礎(chǔ)上，將復(fù)合改性石膏與少量水泥熟料、適量礦渣及其它各種工業(yè)廢渣(包括鋰渣、錳渣、尾礦粉等)復(fù)合，充分激發(fā)廢渣的潛在活性，制備一種CO2排放量僅為傳統(tǒng)硅酸鹽水泥的10-15%，能耗僅為傳統(tǒng)硅酸鹽水泥20%左右，工業(yè)副產(chǎn)石膏與工業(yè)廢渣利用率在45%以上，且符合42. 5及52. 5強(qiáng)度等級要求的復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥。


圖1為本發(fā)明中復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥制備方法的工藝流程圖；圖2為本發(fā)明中復(fù)合改性石膏制備過程的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥，包括復(fù)合改性石膏、水泥熟料、礦渣、工業(yè)廢渣。將以上各原材料按配方計量之后，加入到球磨機(jī)中混合粉磨至一定比表面積，制得復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥。具體流程見圖1-圖2，圖1為本發(fā)明中復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥制備方法的工藝流程圖；圖2為本發(fā)明中復(fù)合改性石膏制備過程的工藝流程圖。具體配方見表1-表2，表1為本發(fā)明復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥的配方；表2為復(fù)合改性石膏的配方。表1復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥配方
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥，其特征在于，包括復(fù)合改性石膏、水泥熟料、 礦渣、工業(yè)廢渣，其中各組分的配方為復(fù)合改性石膏10%_20%水泥熟料1%_4%礦渣10%_52%工業(yè)廢渣30%_70%以上組成比例按重量計。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥，其特征在于，所述工業(yè)廢渣為鋰渣、錳渣或尾礦粉等的單一組分或多元復(fù)合組分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥，其特征在于，所述復(fù)合改性石膏為天然石膏和改性副產(chǎn)石膏的復(fù)合產(chǎn)品，包括堿性中和劑、工業(yè)副產(chǎn)石膏以及天然石膏，其中各組分的配方為堿性中和劑3%-15%工業(yè)副產(chǎn)石膏75%-95%天然石膏1^-15%以上組成比例按重量計。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的堿性中和劑，其特征在于所述堿性中和劑的堿性組分含量 90%以上，其澄清水溶液的PH值在12. 5左右。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥，其特征在于，所述復(fù)合改性石膏為堿性中和劑與游離水含量15-20%的工業(yè)副產(chǎn)石膏拌勻、陳化Μ-4 !后烘干，按上述比例與天然石膏混合而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥，其特征在于，所述復(fù)合改性石膏的PH值在7-8之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥，其特征在于，所述水泥熟料控制水泥體系水化硬化過程中堿度低于0. 015mol/Lo
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥，其特征在于，所述復(fù)合改性石膏與所述水泥熟料共同作用，使水泥體系水化硬化過程中PH值保持在10-12之間。
9.一種權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥的制備方法， 其特征在于，將各原材料按配方計量之后加入到球磨機(jī)中混合粉磨至比表面積400-450m2/ kg之間時，制備符合42. 5強(qiáng)度等級要求的高性能生態(tài)水泥。
10.一種權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥的制備方法， 其特征在于，將各原材料按配方計量之后加入到球磨機(jī)中混合粉磨至比表面積500m2/kg以上時，制備符合52. 5強(qiáng)度等級要求的高性能生態(tài)水泥。
全文摘要
本發(fā)明公開一種復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥及其制備方法，通過堿性中和劑對工業(yè)副產(chǎn)石膏進(jìn)行適當(dāng)改性，有效消除工業(yè)副產(chǎn)石膏中的有害成分尤其是酸性雜質(zhì)等對水泥體系的不利影響；將天然石膏與改性副產(chǎn)石膏按適當(dāng)?shù)谋壤龔?fù)合，制備成復(fù)合改性石膏；在此基礎(chǔ)上，將復(fù)合改性石膏與少量水泥熟料、適量礦渣及其它各種工業(yè)廢渣(包括鋰渣、錳渣、尾礦粉等)復(fù)合，充分激發(fā)廢渣的潛在活性，制備一種CO2排放量僅為傳統(tǒng)硅酸鹽水泥的10-15％，能耗僅為傳統(tǒng)硅酸鹽水泥20％左右，工業(yè)副產(chǎn)石膏與工業(yè)廢渣利用率在45％以上，且可達(dá)到42.5甚至52.5強(qiáng)度等級要求的復(fù)合改性石膏型高性能生態(tài)水泥。
文檔編號C04B18/30GK102557566SQ20111045928
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者余保英, 劉霞, 徐芬蓮, 楊仕海, 林喜華, 王斌, 高育欣 申請人:中建商品混凝土成都有限公司