[发明专利]一种以粉煤灰和废玻璃为原料的无机胶凝材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种以粉煤灰和废玻璃为原料的无机胶凝材料及其制备方法，该无机胶凝材料由以重量份计的硅酸盐超细粉65～75份和改性废玻璃超细粉25～35份组成。其制备方法是先将粉煤灰、消石灰、废玻璃混合粉磨、加水搅拌均匀制备成料球，将料球经水热处理后烘干、冷却后粉磨得硅酸盐超细粉；再将废玻璃、粒化高炉矿渣、石英砂、改性剂和水混合粉磨得到改性废玻璃超细粉；最后将硅酸盐超细粉、改性废玻璃超细粉混合共同粉磨，即可。本发明的无机胶凝材料制备过程无需高温煅烧、热耗低，粉煤灰和废玻璃利用率高，所得材料的固化时间适宜、固化强度高、耐硫酸盐侵蚀性好。

技术领域

本发明属于建筑材料和固体废弃物利用技术领域，尤其是涉及一种以粉煤灰和废玻璃为原料的无机胶凝材料及其制备方法。

背景技术

无机胶凝材料在各类土木、交通和海洋工程领域应用极其广泛， 其中最大量使用的是水泥。通用的水泥是一种生产过程资源和能源消耗高、温室气体排放量大的材料，寻求新的原材料资源和可替代或者可作为补充的新的胶凝材料的制备方法是材料工作者一直致力于解决的问题。随着电力工业的发展，火力发电企业排出的粉煤灰与日俱增，目前我国粉煤灰的年排出量已超过6亿吨，虽然大部分已被应用于水泥、混凝土和其它产品的制造中，但其中仍有很大一部分以堆存处理，此外以往历年排出的粉煤灰，也有大量尚未有效利用。粉煤灰的堆存占用土地、严重污染周围环境，因此其有效资源化利用是一亟待解决的问题。现有水泥和混凝土制备中为保证产品质量，对粉煤灰的品质和用量上有较大的限制。CN201510015040和CN201510017523公开了利用粉煤灰和石灰通过水热处理和750℃~950℃煅烧制备胶凝材料或快凝水泥的方法，其粉煤灰利用率高，所得水泥凝结快、耐侵蚀性好，但公布的方法仍需要在750℃~950℃较高的温度下煅烧，存在较高的燃料消耗和温室气体的排放。另一方面，城市生活产生的垃圾中包含着大量使用过的玻璃灯泡、玻璃容器、玻璃板和玻璃装饰物等废玻璃，其数量占中国城市垃圾的6% ~11%。目前废玻璃的回收利用非常低，常与普通垃圾一起作填满处理，不但占用土地资源，而且存在安全隐患，亟需寻找有效利用的途径。

发明内容

解决的技术问题：本发明针对现有技术的不足，提供了一种以粉煤灰和废玻璃为原料的无机胶凝材料及其制备方法，该无机胶凝材料制备过程无需经高温煅烧、燃料消耗低、胶凝材料固化时间适宜，固化后强度高、耐腐蚀性能强。

技术方案：一种以粉煤灰和废玻璃为原料的无机胶凝材料，包括以重量份计的硅酸盐超细粉65～75份和改性废玻璃超粉25～35份；所述硅酸盐超细粉的原料包括以重量份计的粉煤灰40～65份、消石灰30～40份、废玻璃5～20份；所述改性废玻璃超细粉的原料包括以重量份计的废玻璃50～70份、粒化高炉矿渣10～30份、石英砂10～20份、改性剂3～5份和水1份。

作为优选，所述废玻璃为氧化硅含量高于65%的废弃玻璃。

作为优选，所述改性剂为碱金属氢氧化物或碱金属碳酸盐。

本发明的无机胶凝材料以粉煤灰和废玻璃为主要原料，减少环境污染，而且制备过程不需要煅烧，节能环保。

上述以粉煤灰和废玻璃为原料的无机胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：

第一步：制备硅酸盐超细粉，包括以下步骤：

（1）将废玻璃清洗、烘干后破碎；（2）取粉煤灰、消石灰、废玻璃，混合粉磨至80μm筛余小于1%，得到配合料；（3）将所述配合料和水混合，搅拌均匀，制成直径为8~12mm的料球；（4）将所述料球在90℃~100℃蒸汽养护12~16小时得蒸养料；(5) 将所述蒸养料在80℃~120℃下烘干，冷却粉磨至45μm筛余小于5%，得到硅酸盐超细粉；

第二步：制备改性废玻璃超细粉，取废玻璃、粒化高炉矿渣、石英砂、改性剂和水，混合粉磨至45μm筛余小于3%，得到改性废玻璃超细粉；

第三步：将硅酸盐超细粉与改性废玻璃超细粉混合粉磨，即可。