[发明专利]一种粉煤灰硅酸盐水泥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉煤灰硅酸盐水泥及其制备方法。

背景技术

我国燃煤发电厂众多，粉煤灰排放量极大，不但制约着电力行业的发展，也对环境造成了严重的污染。因此，粉煤灰大规模综合利用一直是科技界和产业界致力于解决的问题。粉煤灰经分级后的Ⅰ级、Ⅱ级粉煤灰水化活性好，适量的掺入水泥中可以提高其强度和耐久性，但Ⅰ级、Ⅱ级粉煤灰只占粉煤灰总量的30%左右，远远满足不了市场需求，并且价格较高。Ⅲ级粉煤灰数量较大，价格低廉，但由于其均匀性差，成分复杂，fCaO含量较高，活性低，导致其在作为水泥的混合材上应用价值不高。

根据国家标准，生产粉煤灰硅酸盐水泥时，允许粉煤灰的掺入量为20%～40%，但由于粉煤灰中含有fCaO，在粉煤灰硅酸盐水泥水化、硬化的过程中，由于fCaO在水泥具有一定的强度后才开始水化，水化过程中伴有体积膨胀，从而导致水泥内部产生巨大的膨胀应力，致使水泥的强度急剧下降。当膨胀应力超过水泥的强度极限时，就会引起水泥的开裂和损坏。因此，在实际生产中，粉煤灰通常只能掺入20%左右，并且为了保证水泥的强度，必须提高熟料的用量，最高可达70%左右。即便如此，水泥的强度仍然偏低，其综合指标远低于矿渣硅酸盐水泥，所以市场接受程度低，影响了粉煤灰水泥的发展和粉煤灰的进一步利用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种粉煤灰硅酸盐水泥及其制备方法，工艺简单，在增加粉煤灰用量、减少硅酸盐熟料用量的情况下，保证并提高水泥的强度，降低原料成本，使粉煤灰得到了充分利用，减少粉煤灰对环境的污染。

本发明的技术解决方案是：

一种粉煤灰硅酸盐水泥，按重量百分比由以下原料组成:

水泥熟料      40%～52%；

粉煤灰         20%～40%； 

矿渣            10%～20%；

石膏             2%～6%；

生石灰         3%～5%；

沸石            2%～6%。

按重量百分比计所述粉煤灰的加入量为25%～40%。 

所述熟料为硅酸盐水泥熟料，所述粉煤灰为Ⅲ级粉煤灰，所述矿渣为粒化高炉矿渣，所述石膏为二水石膏、盐田石膏、磷石膏、无水石膏、烧石膏中的一种，生石灰为普通建筑用生石灰。

一种粉煤灰硅酸盐水泥的制备方法，其具体步骤如下：

将由重量百分比分别为40%～52%的水泥熟料、20%～40%的粉煤灰、10%～20%的矿渣、2%～6%的石膏、3%～5%的石灰、2%～6%的沸石送入粉碎机粉碎后，经过球磨机粉磨至细度为0.08mm方孔筛筛余2%以下，得到粉煤灰硅酸盐水泥。

按重量百分比计所述粉煤灰的加入量为25%～40%。 

所述熟料为硅酸盐水泥熟料，所述粉煤灰为Ⅲ级粉煤灰，所述矿渣为粒化高炉矿渣，所述石膏为二水石膏、盐田石膏、磷石膏、无水石膏、烧石膏中的一种，生石灰为普通建筑用生石灰。

本发明的有益效果：

1、采用石膏激发和生石灰激发并重的方法，即与粉煤灰中的活性SiO₂和Al₂O₃作用，激发粉煤灰的活性，又与矿渣中的玻璃体作用，激发矿渣的活性。

2、由于掺入沸石，将粉煤灰中容易引起水泥的开裂的fCaO转化成提高水泥强度的激发剂，使水泥的安定性极好。

3、在增加了粉煤灰用量、减少了硅酸盐熟料用量的情况下，保证并提高了水泥的强度，粉煤灰的掺入量最多可达40%，降低原料成本，从而极大地节省了不可再生资源，减少了粉煤灰对环境的污染。

4、工艺简单，原料易得，并且成本低廉，不需要增加额外的生产设备，适合大型水泥粉磨站工业化生产。

具体实施方式

实施例1（生产32.5粉煤灰硅酸水泥）

称取硅酸盐水泥熟料（抗压强度45MPa～50MPa）40kg、Ⅲ级粉煤灰40kg、粒化高炉矿渣10kg、盐田石膏4kg、生石灰（采用普通建筑用生石灰，以降低原料成本）4kg、沸石2kg；送入粉碎机粉碎后，经过球磨机粉磨至细度为0.08mm方孔筛筛余2%以下，得到粉煤灰硅酸盐水泥。

实施例2（生产42.5粉煤灰硅酸水泥）