[发明专利]一种利用废弃混凝土水泥石相制备低烧复合水泥的方法

说明书

一种利用废弃混凝土水泥石相制备低烧复合水泥的方法，属于水泥生产领域。本发明解决了废弃混凝土水泥石相资源化利用问题，同时还可以实现工业废渣的大掺量使用。该水泥包括下列重量份比的原料：脱水水泥石粉末50%‑70%、二水石膏2%‑5%、元明粉1.5%‑3%、矿粉25%‑40%、其他混合材0%‑20%。本发明制备工艺简单，按照本制备方法生产的水泥，废弃混凝土水泥石相得到高效利用，低温烧成技术使得水泥的生产成本大大降低，有效地减少了对天然资源的消耗和对环境的污染，具有明显的低碳环保效果，综合效益显著。

技术领域

一种利用废弃混凝土水泥石相制备低烧复合水泥的方法，属于水泥生产领域。

背景技术

随着可持续发展战略的实施，水泥工业带来的资源、能源、环境问题成为制约其发展的主要因素。少用硅酸盐水泥熟料，尽量多利用固体废弃物来生产水泥，是一项具有环保意义和经济价值的课题。作为固体废弃物的重要组成，废弃混凝土利用是当前固废资源化利用的重要方面。再生混凝土技术能够较好的解决废弃混凝土的再生利用问题，而且对保护环境、节约砂石等天然资源具有重要意义，但对废弃混凝土中经济成本最高、环境负荷最重的水泥石相并未实现有效利用。

目前的研究表明，硬化水泥石在一定温度下煅烧可获得较高活性的脱水水泥石，具有一定的再水化能力。但从废弃混凝土中分离出来的硬化水泥石微粉颗粒较粗，需要进一步粉磨至水泥颗粒的细度方可作为胶凝材料使用。但在实际粉磨过程中，脱水水泥石极易出现“粘球、粘磨”、“微团聚”问题，导致粉磨效率降低，粉料颗粒平均粒径远大于水泥颗粒，限制了其胶凝性能的发挥。而即使能够将脱水水泥石超细粉磨，脱水水泥石微粉在使用时仍存在凝结时间短、需水量大、强度低等的问题。尤其是强度低的问题，极大地限制了其应用范围。因此，对脱水水泥石的力学性能的改性成为了其能否高效利用的关键。当脱水水泥石与高活性的硅灰复合作胶凝材料时，其力学性能有所提高但需水性明显增大；作为粉煤灰、矿粉的激发剂时，大掺量的粉煤灰、矿粉与脱水水泥石仅是分别粉磨后简单的复合，并未改变脱水水水泥石粉末的粒径且胶凝材料的匀致性得不到保证，力学性能依旧较低。

分析表明，脱水水泥石胶凝体系的强度较低的根本原因在于疏松多孔的脱水水泥石的颗粒硬度极低，这一方面导致脱水水泥石粉磨后的粒径依然偏粗，影响其胶凝能力的发挥；另一方面胶凝体系不能形成有效的支撑结构而使后期力学性能不佳。只有克服颗粒硬度低带来的两方面不利影响，才能彻底解决脱水水泥石胶凝体系强度低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用废弃混凝土水泥石相制备低烧复合水泥的方法，该方法充分发挥脱水水泥石易磨、良好胶凝性能的特点，制备出低烧复合水泥，从而实现脱水水泥石高效利用的目的。

本发明实现发明目的的基本思路：

矿粉作为常用辅助胶凝材料具有以下特性：自身的活性较高，可有效提高水泥基材料的后期强度；颗粒硬度非常高，可对其它胶凝材料起到微球磨效应，改善胶凝材料整体的颗粒级配；高颗粒硬度能够对胶凝体系的形成具有很好的微集料骨架支撑作用。因此，本发明利用矿粉的微球磨效应和微骨料效应，以矿粉作为脱水水泥石的固体分散剂和助磨剂，添加少量其他混合材和外加剂，经充分粉磨后实现脱水水泥石的超细粉磨与胶凝体系的高匀致性，制备出力学性能优异的低烧复合水泥。

本发明提出的利用废弃混凝土水泥石相制备低烧复合水泥的方法，

原料组成及其质量百分比：脱水水泥石粉末50%-70%、二水石膏2%-5%、元明粉1.5%-3%、矿粉25%-40%、其他混合材0%-20%。

该制备方法包括：煅烧工艺和粉磨工艺，具体方法过程如下：

步骤1，煅烧：将废弃混凝土中分离出的硬化水泥石粉末在600℃-800℃的温度下低温煅烧30min以上，即可实现水泥石相的胶凝性再生，制得脱水水泥石粉末。温度越低煅烧时间越长，煅烧时间上限以经济性和生产效率合理确定，一般煅烧时间90min足够，时间太长耗能增大。