[发明专利]含有脱硫石油焦灰渣掺合料的发泡水泥

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，涉及一种发泡水泥，具体为一种含有脱硫石油焦灰渣掺合料的发泡水泥。

背景技术

建筑节能是节约能源的重要组成部分。在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）》中，已把建筑节能与绿色建筑列为优先发展领域。由于有机保温材料易老化脱落、后期维护费用高、需要25年后更换、存在火灾隐患等问题，而发泡水泥作为一种无机的轻质保温材料，克服了传统有机保温材料的弊端，具有广阔的应用前景,其主要成型工艺为：料浆在搅拌过程中利用物理或化学方法引入气泡，形成发泡水泥拌合物，将拌合物浇筑入模后膨胀而成。根据模具形状的不同，因而可以产生不同形状的发泡水泥制品。目前常用的发泡水泥包括各种硫铝酸盐水泥，采用硫铝酸盐水泥制备发泡保温材料具有凝结速度快、强度增长快的特点，但硫铝酸盐水泥价格较高，其制品的经济性有待改善。

石油焦是炼油厂延迟焦化装置的产品，具有热值高、灰分低、氮硫含量高和挥发分低等特点。根据含硫量的不同，可分高硫焦（硫含量3%以上）和低硫焦（含硫量3%以下）。上世纪90年代以前，我国炼油行业主要加工低硫含量的原油，生产的石油焦具有良好的工业应用性能，可代替焦炭用于生产优质钢材，也可以生产电解铝、电解铜等行业中使用的电极。由于国内的原油不足，近年来大量增加了进口原油数量，在沿海地区所建的炼油厂主要加工中东高硫原油。随着世界石油的大量开采，原油的品质越来越差，延迟焦化装置生产的石油焦的含硫量高达5～8%，用于钢铁行业会降钢铁质量，用于电解铝行业会降低生产效率，不适合用于要求较高的化工和冶金工业，目前石油焦主要用作工业锅炉的燃料。

据统计，2008年我国原油进口量达到了17888万吨，比上年增长9.6%，而且将会逐年增加。石油焦产量约为焦化原料油的25％-30％，每年将达到4000-5000万吨，目前主要用作循环流化床锅炉(CFB)的燃料。循环流化床燃烧技术是近年来迅速发展的高效、低污染的清洁燃烧技术，其主要特点在于燃料及脱硫剂石灰石经多次循环低温燃烧和脱硫反应，脱硫效率超过90％，能达到环保标准。但循环流化床锅炉燃烧石油焦的优点和缺点都很明显。其优点是在燃烧的同时完成脱硫过程，不需要煤粉制备过程，其缺点是钙硫摩尔比高，以石油焦含硫量为5%～6%为例，石灰石用量约为石油焦的40%～50%，需要配套建设石灰石制粉、输送系统，排渣量与石灰石用量大体相同，镇海炼化公司两台CFB锅炉年耗石油焦296kT，年消耗石灰石130kT，排渣量约130kT，目前排渣的利用价值不高。随着这种清洁燃烧技术的推广，循环流化床锅炉(CFB)燃烧产物——脱硫石油焦灰渣的产量也越来越大，如何清洁合理地利用这些新生工业废料，避免新的环境污染，成为一个新的问题。

如何才能更好地实现脱硫石油焦灰渣的清洁利用，将这些工业废料变成有效的再生资源，创造更多的经济效益和社会效益，是一个亟待解决的社会难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以利用多种工业废料，经济性和性能都更加优越的含有脱硫石油焦灰渣掺合料的发泡水泥。

本发明含有脱硫石油焦灰渣掺合料的发泡水泥是这样实现的，其特征在于各组分及质量百分比含量为：

（1）硫铝酸盐水泥：30%~90%；

（2）脱硫石油焦灰渣掺合料：1%~30%，脱硫石油焦灰渣掺合料为脱硫石油焦渣粉或/和脱硫石油焦灰，其中，脱硫石油焦渣粉是石油焦经循环流化床锅炉(CFB)脱硫燃烧后产生的脱硫石油焦渣再经过磨细处理制成的粉料，脱硫石油焦灰是石油焦经过循环流化床锅炉(CFB)脱硫燃烧过程中收尘设备收集的飞灰；

（3）粉煤灰0~60%。

其中，脱硫石油焦渣粉及脱硫石油焦灰的主要矿物成份均为CaSO₄（Ⅱ）和CaO。

为了保证脱硫石油焦灰渣掺合料的活性，本发明中所采用的脱硫石油焦渣粉和脱硫石油焦灰的细度均不低于100目。

应用时，在本发明中添加适量的水，具体可以参照JGJ 63-2006关于用水的要求执行。此外，为了在应用过程中能够产生足量的气体，本发明含有脱硫石油焦灰渣掺合料的发泡水泥中还可以添加化学发气剂，所述化学发气剂包括双氧水溶液、镁粉、锌粉或铝粉等。需要指出的是，化学发气剂的用量需要根据制品密度进行调整，在实际应用中也可以利用物理发泡来替代化学发气剂产生气体，例如可以采用物理发泡机通过充入空气制得气泡。另外，为了保证使用过程中产生的气泡更稳定，气泡分布的更均匀，本发明含有脱硫石油焦灰渣掺合料的发泡水泥中还可以添加稳泡剂。所述稳泡剂包括硬脂酸钙、动物蛋白或植物蛋白等。