本發(fā)明涉及一種建筑水泥材料，具體涉及一種少熟料水泥及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著紅土鎳礦火法冶煉鎳鐵合金規(guī)模的逐步擴(kuò)大，鎳鐵渣的排放量逐漸增多。據(jù)統(tǒng)計(jì)2011年我國(guó)全年鎳鐵產(chǎn)量達(dá)25萬(wàn)噸(含鎳量)，伴隨產(chǎn)生的鎳鐵渣超過(guò)1500萬(wàn)噸，到2015年，預(yù)計(jì)鎳鐵渣的總排放量將接近一億噸，超過(guò)銅渣、錳渣等冶金渣的排放總量，約占到冶金渣總排放量的五分之一。國(guó)家“十五計(jì)劃”綱要指出“堅(jiān)持資源開(kāi)發(fā)與節(jié)約并舉，提高資源利用率，實(shí)現(xiàn)永續(xù)利用。推進(jìn)資源綜合利用技術(shù)研究開(kāi)發(fā)，加強(qiáng)廢舊物資回收利用。加快廢棄物處理的產(chǎn)業(yè)化，促進(jìn)廢棄物轉(zhuǎn)化為可利用資源”。
目前，我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)正處于高速發(fā)展時(shí)期，水泥與混凝土發(fā)展速度不斷提高，同時(shí)我國(guó)也是水泥與混凝土生產(chǎn)和應(yīng)用大國(guó)，據(jù)統(tǒng)計(jì)2010年水泥產(chǎn)量是18.7億噸，2014年產(chǎn)量已達(dá)到24.8億噸；2010年混凝土產(chǎn)量是6億立方米，2014年產(chǎn)量已達(dá)15.5億立方米。據(jù)有關(guān)部門(mén)調(diào)查，我國(guó)的水泥資源和能源消耗如下：每噸水泥熟料消耗1.4噸-1.5噸石灰石，0.2噸-0.3噸粘土，還有鐵粉。煤耗按200kg/噸計(jì)，年產(chǎn)24億噸水泥(其中熟料按20億噸計(jì))，需石灰石28億噸-30億噸，粘土4億噸-6億噸，煤4億噸。我國(guó)適宜生產(chǎn)水泥的石灰石貯量，約有500億噸，僅夠水泥工業(yè)再生產(chǎn)使用20年-30年。
如上所述，一方面，水泥行業(yè)正面臨資源、能源短缺和環(huán)境破壞等問(wèn)題，另一方面，冶金工業(yè)也面臨著大量的冶金廢渣難以處理的問(wèn)題。如果能將鎳鐵渣微粉用作生產(chǎn)少熟料水泥，不僅可以消化大量鎳鐵渣，從而解決冶金行業(yè)的環(huán)境問(wèn)題，而且也為生產(chǎn)水泥找到了一種大宗的原料來(lái)源，緩解行業(yè)的資源危機(jī)，并能降低水泥生產(chǎn)環(huán)節(jié)的總能耗。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)中水泥行業(yè)面臨的資源、能源短缺和環(huán)境破壞等技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種鎳鐵渣微粉少熟料水泥及其制備方法，該少熟料水泥利用鎳鐵渣微粉等工業(yè)廢棄物制得，既可實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，又能降低水泥成本，并能大量消耗鎳鐵渣微粉、脫硫石膏等工業(yè)廢棄物，具有顯著的環(huán)保意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
本發(fā)明提供了一種少熟料水泥，該水泥包括以下質(zhì)量份的組分：鎳鐵渣微粉60-80份、粉煤灰5-15份、礦渣3-12份、脫硫石膏3-8份、水泥熟料5-25份、激發(fā)劑2-11份、熟石灰1-8份。
本發(fā)明的少熟料水泥中包含大量的鎳鐵渣微粉、粉煤灰、礦渣、脫硫石膏工業(yè)廢棄物，含有的水泥熟料數(shù)量較少。本發(fā)明的水泥中大量消耗鎳鐵渣微粉、粉煤灰等工業(yè)廢棄物，解決了冶金工業(yè)固廢排放難題和環(huán)境污染問(wèn)題，而且也為制備水泥材料找到一種原料來(lái)源，降低了生產(chǎn)成本。
進(jìn)一步的，鎳鐵渣微粉的比表面積為400-600m2/kg。
進(jìn)一步的，激發(fā)劑包括以下質(zhì)量份的組分：三聚磷酸鈉1-6份、椰油醇硫酸鈉1-5份。通過(guò)添加有效的激發(fā)劑，能夠使得鎳鐵渣微粉的活性充分發(fā)揮出來(lái)，加速與水泥產(chǎn)物發(fā)生二次水化反應(yīng)，消除結(jié)晶較大的氫氧化鈣，增大了膠凝體系的密實(shí)度，極大提高了膠凝體系的強(qiáng)度。
本發(fā)明提供還提供了一種少熟料水泥的制備方法，該方法包括以下步驟：
(1)將粉煤灰5-15份、礦渣3-12份、脫硫石膏3-8份、水泥熟料5-25份、激發(fā)劑2-11份、熟石灰1-8份混合后，粉磨成細(xì)粉；
(2)將上述細(xì)粉和鎳鐵渣微粉60-80份混合均勻，制得所述少熟料水泥。
本發(fā)明的少熟料水泥通過(guò)粉磨、混合的步驟制備得到，制備方法簡(jiǎn)單，對(duì)技術(shù)的要求不高。
進(jìn)一步的，步驟(1)中，將上述原料倒入磨機(jī)中，粉磨成比表面積為350-500m2/kg的細(xì)粉。
進(jìn)一步的，步驟(2)中，將上述細(xì)粉和鎳鐵渣微粉，倒入混樣器中，混合均勻。
本發(fā)明的有益效果：
1)本發(fā)明少熟料水泥中包含大量的鎳鐵渣微粉、粉煤灰、脫硫石膏等工業(yè)廢棄物，解決了冶金工業(yè)固廢排放難題和環(huán)境污染問(wèn)題，而且也為制備水泥基膠凝材料找到一種大宗的原料來(lái)源，降低了生產(chǎn)成本，符合“綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展”的理念；
2)本發(fā)明少熟料水泥通過(guò)鎳鐵渣微粉、粉煤灰和其他工業(yè)固體廢棄物復(fù)合，發(fā)揮了各摻合料間的超疊加效應(yīng)，彌補(bǔ)了單一礦物摻合料不足，可明顯改善水泥基復(fù)合材料的性能，減少水泥用量，降低成本，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鎳鐵渣微粉的等工業(yè)固體廢棄物的高效、優(yōu)化利用；使用的熟石灰等不可再生資源用量大大減少，節(jié)約了資源；
3)本發(fā)明少熟料水泥通過(guò)添加激發(fā)劑，使鎳鐵渣微粉的活性充分發(fā)揮出來(lái)，加速與水泥產(chǎn)物發(fā)生二次水化反應(yīng)，消除了結(jié)晶較大的氫氧化鈣，增大了膠凝體系的密實(shí)度，極大地提高了膠凝體系的強(qiáng)度；
4)本發(fā)明少熟料水泥的制備方法簡(jiǎn)單，對(duì)技術(shù)的要求不高，適合工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地解釋說(shuō)明。
實(shí)施例1
本發(fā)明提供了一種少熟料水泥，該水泥的各組分為：比表面積為400m2/kg的鎳鐵渣微粉6.0kg、粉煤灰0.5kg、礦渣0.3kg、脫硫石膏0.3kg、水泥熟料0.5kg、三聚磷酸鈉0.1kg、椰油醇硫酸鈉0.1kg、熟石灰0.1kg。
本發(fā)明還提供了該少熟料水泥的制備方法，該方法包括以下步驟：
(1)稱取上述質(zhì)量的粉煤灰、礦渣、水泥熟料、脫硫石膏、三聚磷酸鈉、椰油醇硫酸鈉和熟石灰，然后倒入磨機(jī)中，粉磨至比表面積為350m2/kg的細(xì)粉；
(2)將上述細(xì)粉和上述質(zhì)量的鎳鐵渣微粉倒入混樣器中，混合均勻，制得所述少熟料水泥。
實(shí)施例2
本發(fā)明提供了一種少熟料水泥，該水泥的各組分為：比表面積為450m2/kg的鎳鐵渣微粉7.0kg、粉煤灰0.4kg、礦渣0.9kg、脫硫石膏0.3kg、水泥熟料1.5kg、三聚磷酸鈉0.4kg、椰油醇硫酸鈉0.1kg、熟石灰0.3kg。
本發(fā)明還提供了該少熟料水泥的制備方法，該方法包括以下步驟：
(1)稱取上述質(zhì)量的粉煤灰、礦渣、水泥熟料、脫硫石膏、三聚磷酸鈉、椰油醇硫酸鈉和熟石灰，然后倒入磨機(jī)中，粉磨至比表面積為400m2/kg的細(xì)粉；
(2)將上述細(xì)粉和上述質(zhì)量的鎳鐵渣微粉倒入混樣器中，混合均勻，制得所述少熟料水泥。
實(shí)施例3
本發(fā)明提供了一種少熟料水泥，該水泥的各組分為：比表面積為500m2/kg的鎳鐵渣微粉6.0kg、粉煤灰1.2kg、礦渣0.6kg、脫硫石膏0.3kg、水泥熟料1.2kg、三聚磷酸鈉0.3kg、椰油醇硫酸鈉0.2kg、熟石灰0.8kg。
本發(fā)明還提供了該少熟料水泥的制備方法，該方法包括以下步驟：
(1)稱取上述質(zhì)量的粉煤灰、礦渣、水泥熟料、脫硫石膏、三聚磷酸鈉、椰油醇硫酸鈉和熟石灰，然后倒入磨機(jī)中，粉磨至比表面積為400m2/kg的細(xì)粉；
(2)將上述細(xì)粉和上述質(zhì)量的鎳鐵渣微粉倒入混樣器中，混合均勻，制得所述少熟料水泥。
實(shí)施例4
本發(fā)明提供了一種少熟料水泥，該水泥的各組分為：比表面積為600m2/kg的鎳鐵渣微粉8.0kg、粉煤灰1.5kg、礦渣1.2kg、脫硫石膏0.8kg、水泥熟料2.5kg、三聚磷酸鈉0.6kg、椰油醇硫酸鈉0.5kg、熟石灰0.8kg。
本發(fā)明還提供了該少熟料水泥的制備方法，該方法包括以下步驟：
(1)稱取上述質(zhì)量的粉煤灰、礦渣、水泥熟料、脫硫石膏、三聚磷酸鈉、椰油醇硫酸鈉和熟石灰，然后倒入磨機(jī)中，粉磨至比表面積為500m2/kg的細(xì)粉；
(2)將上述細(xì)粉和上述質(zhì)量的鎳鐵渣微粉倒入混樣器中，混合均勻，制得所述少熟料水泥。
對(duì)比例
該少熟料水泥的各組分為：比表面積為450m2/kg的鎳鐵渣微粉7.0kg、粉煤灰0.4kg、礦渣0.9kg、脫硫石膏0.3kg、水泥熟料1.5kg、熟石灰0.3kg。與本發(fā)明實(shí)施例2不同的是，沒(méi)有添加三聚磷酸鈉和椰油醇硫酸鈉作為激發(fā)劑。
該少熟料水泥的制備方法包括以下步驟：
(1)稱取上述質(zhì)量的粉煤灰、礦渣、水泥熟料、脫硫石膏和熟石灰，然后倒入磨機(jī)中，粉磨至比表面積為400m2/kg的細(xì)粉；
(2)將上述細(xì)粉和上述質(zhì)量的鎳鐵渣微粉倒入混樣器中，混合均勻，制得所述少熟料水泥。
按照GB/T 1346-2001的方法測(cè)量上述本發(fā)明上述實(shí)施例和對(duì)比例中的少熟料水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性；按照GBT17671-1999中的方法測(cè)量鎳鐵渣微粉少熟料水泥的膠砂強(qiáng)度，結(jié)果見(jiàn)表1
表1 本發(fā)明實(shí)施例和對(duì)比例中少熟料水泥的性能
如表1所示，本發(fā)明實(shí)施例中少熟料水泥3d抗折強(qiáng)度為5.1-5.8MPa，28d抗折強(qiáng)度為7.5-8.0MPa；3d抗壓強(qiáng)度為22.8-24.8MPa，28d抗壓強(qiáng)度為45.5-48.3MPa，與未添加激發(fā)劑的對(duì)比例相比，本發(fā)明實(shí)施例中的少熟料水泥的性能明顯優(yōu)于對(duì)比例中未添加激發(fā)劑的水泥，這表明：通過(guò)添加激發(fā)劑，使鎳鐵渣微粉的活性充分發(fā)揮出來(lái)，且提高了水泥的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明實(shí)質(zhì)內(nèi)容上所作的任何修改、等同替換和簡(jiǎn)單改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。