[发明专利]一种高掺量粉煤灰烧结制品的减缩增强剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种高掺量粉煤灰烧结制品的减缩增强剂及 其制备方法。

背景技术

目前，中国正在进行大规模的城镇化建设。据有关研究表明，按年均增长1百分点计， 2020年的城镇化水平将达到57％左右，城镇总人口将达到8.28亿左右。每年增加城镇人口 约1800万人左右，这对城镇建设用地和建设用材提出了巨大的要求，按现行规划标准估算， 每年需要建设用地270万亩。我国房屋建筑材料中70％是墙体材料，其中粘土砖占据主导 地位，生产粘土砖每年耗用粘土资源达10多亿立方米，约相当于毁田50万亩，同时，我 国每年生产粘土砖消耗7000多万吨标准煤。如果实心粘土砖产量继续增长，不仅增加墙体 材料的生产能耗，而且导致新建建筑的采暖和空调能耗大幅度增加，将严重加剧能源供需 矛盾。

从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰称为粉煤灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体 废物。据中国电力新闻网引自电监会研究室课题组的报告显示：2006年，仅我国火电机组 燃煤量就达到13亿吨，排放的粉煤灰高达3.5亿吨。其次，被除尘器捕获的飞灰，以湿排 形式排放后，将使飞灰中的有害成分溶入水中，最终污染地表水和地下水。最终，破坏土 壤和水体的生态平衡，威胁人类的健康同时也浪费了大量的水资源。因此，高效利用粉煤 灰是解决粉煤灰排放对环境与资源不利影响的重要发展方向。

粉煤灰的化学组成与粘土相似，其中SiO₂与Al₂O₃总量达到约70～90％(质量百分数)， 且粉煤灰内含有残余可燃物，可起内燃料的作用，从而可降低制品的生产热耗。因此，利 用高掺量粉煤灰代替粘土生产墙体材料，应该是将粉煤灰作为资源的一种有益的途径，从 而减少环境污染，资源与能源消耗，为全社会的节能与减排做出贡献。

尽管如此，粉煤灰从理论上分析制备烧结制品是可行的，但在实际生产过程中为了获 得良好的性能，粉煤灰掺量并不高(≤50％，质量百分数)。这主要是由于粉煤灰其化学组 成尽管与粘土相似，但其矿物组成却缺少粘土类矿物，因此粉煤灰属于瘠性料。在实际生 产粉煤灰烧结制品的过程中，一般而言必须加入相当量的塑化料，提高粉煤灰的塑性，增 加坯体强度，最终获得适宜的烧结强度。对于高掺量粉煤灰烧结制品而言，理想的产品性 能不仅与塑化料的种类与掺量相关，而且还取决于烧成温度制度，粉煤灰的掺量与烧成温 度近似为正相关性。虽然塑化剂的掺入提高了粉煤灰的塑性与坯体强度，但大量塑化剂的 掺入将增加粉煤灰烧结制品的容重和导热系数，使得高掺量粉煤灰烧结制品内部的微孔造 孔效应降低，并且导致烧结制品产生较大的收缩，甚至变形。

因此，在基本上不改变现有生产工艺与生产条件的前提下，开发适于高掺量粉煤灰烧 结制品的添加剂对粉煤灰在烧结制品方面的应用具有重要意义。中国专利号为ZL 01123582.9的发明专利说明书中公开了一种粉煤灰烧结砖专用添加剂，该添加剂包括造纸 废水，矿化剂与表面活性剂。但是，该添加剂要求加热造纸废水至90～100℃与矿化剂反应 10～20min，将较大幅度增加了生产能耗与设备投资。此外，所使用的表面活性剂成本较高。 中国专利号为ZL 200510080632.4的发明专利说明书中公开了一种用于粉煤灰烧结砖的添 加剂。但是，该添加剂采用的A类，B类和C类组分成本较高。此外，该添加剂在实际使用 中仍然需要适量的粘结剂(优选粘土或页岩粉)，并在实施例4中使用约20％(质量百分数) 的粘土作为粘结剂。因此，在使用该添加剂生产建筑用烧结砖时，对土地尤其是耕地仍存 在一定程度的占用与破坏，与国家基本政策不符。综上所述，上述发明专利说明书中没有 考虑到高掺量粉煤灰烧结制品的收缩变形问题，没有从体积变形，可塑性与低温快烧角度 提出适于现有生产工艺与生产条件的高掺量粉煤灰烧结制品的减缩增强剂及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高掺量粉煤灰烧结制品的减缩增强剂及其制备方法，该方 法可改善粉煤灰可塑性，制备出具有高强度、低收缩、低烧成温度特点的高掺量粉煤灰烧 结制品。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种高掺量粉煤灰烧结制品的减缩增强剂， 其特征是它由减缩组分、增塑组分和低温烧结组分混合而成，减缩组分：增塑组分：低温 烧结组分的质量比为1∶1～1.5∶0.1～1；