[发明专利]一种磷渣超硫酸盐水泥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超硫酸盐水泥及其制备方法，具体涉及一种磷渣超硫酸盐水泥及其制备方法。

背景技术

超硫酸盐水泥是一种由75~85%的矿渣，10~20％硫酸盐类及1~5%的碱性成分，共同粉磨或分别粉磨再混合而制得的水硬性胶凝材料，是一种新型的在能耗和减少空气污染等诸多方面都优于普通硅酸盐水泥的胶凝材料。但由于矿渣对水泥、混凝土的性能特别是力学性能、耐久性能贡献的逐步被认识，作为高活性掺合料在各种工程结构中得到了广泛的应用，矿渣正日益成为一种稀缺的资源，限制着其在水泥行业尤其是超硫酸盐水泥行业的大量应用及推广。

《钢渣超硫酸盐水泥及其制备方法》、《镍铬铁合金渣超硫酸盐水泥及其制备方法》等发明中公开了钢渣、镍铬铁合金部分或全部取代矿渣制备超硫酸盐水泥的物理性能及力学性能，但是该类发明并没有对粒化电炉磷渣（简称磷渣）取代矿渣制备超硫酸盐水泥做任何说明，也未对工业废石膏如脱硫石膏、磷石膏做任何处理，直接应用工业废石膏制备的超硫酸盐水泥各龄期强度均较低，7d强度20MPa左右，28d强度为35MPa左右，强度较低，仅达到32.5级水泥的要求，不利于超硫酸盐水泥的大量推广及应用。

因此，在保证超硫酸盐水泥物理性能及力学性能的同时，寻求一种活性较好的工业废渣部分或全部地取代矿渣，对于超硫酸盐水泥的研究及推广应用具有重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种磷渣超硫酸盐水泥，其可以有效地降低超硫酸盐水泥的制备成本，充分利用来源丰富的磷渣资源；与此同时，本发明磷渣超硫酸盐水泥的硬化较快，初凝和终凝时间较短。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是采用一种磷渣超硫酸盐水泥，所述磷渣超硫酸盐水泥包含有以下组分，各组分按重量份计：

30-50份电炉磷渣；

25-50份矿渣；

10-20份石膏；

1-10份辅料；

1-10份碱性成分，所述碱性成分为至少一种选自水泥熟料和氢氧化钙。

优选的，所述磷渣超硫酸盐水泥包含有以下组分，各组分按重量份计：

40-50份电炉磷渣；

35-50份矿渣；

10-20份石膏；

3-6份辅料；

5-10份碱性成分，所述碱性成分为至少一种选自水泥熟料和氢氧化钙。

优选的，所述辅料为包含活性CaO、活性Al₂O₃、活性SiO₂的掺合料。

优选的，所述石膏为改性工业废石膏，所述改性工业废石膏为将工业废石膏经煅烧、碱性中和、浮选、水洗中任意一种处理所得。

优选的，所述改性工业废石膏为至少一种选自改性脱硫石膏、改性磷石膏、改性柠檬酸石膏、改性氟石膏、改性盐石膏、改性味精石膏、改性铜石膏和改性钛石膏。

与现有技术相比，本发明所述磷渣超硫酸盐水泥的原理如下：

本发明所述磷渣超硫酸盐水泥包含有以下组分，各组分按重量份计：

30-50份电炉磷渣；

25-50份矿渣；

10-20份石膏；

1-10份辅料；

1-10份碱性成分，所述碱性成分为至少一种选自水泥熟料和氢氧化钙。

本发明所述磷渣超硫酸盐水泥将电炉磷渣、矿渣、石膏、辅料和碱性成分有效地组合，从而得到本发明所述成本较低，且硬化较快、初凝和终凝时间较短的磷渣超硫酸盐水泥。电炉磷渣来源丰富，将其应用于制备磷渣超硫酸盐水泥，电炉磷渣的量不宜过多，由于电炉磷渣含有较多的P₂O₅和F-等缓凝成分，因此电炉磷渣过多会导致所得磷渣超硫酸盐水泥硬化较缓慢，初凝和终凝时间较长；另外，电炉磷渣的量过少会导致所得超硫酸盐水泥矿渣用量较多，成本偏高；鉴于上述原因，本发明所述磷渣超硫酸盐水泥采用电炉磷渣和矿渣的重量比为30-50:25-50；更优选的，所述电炉磷渣和矿渣的重量比优选采用为30-40:35-50。

本发明所述石膏的主要化学成分为硫酸钙，其可以是天然的二水石膏或者工业生产中经常产生的工业废石膏，包括脱硫石膏、磷石膏、柠檬酸石膏、氟石膏、盐石膏、味精石膏、铜石膏和钛石膏等。