[发明专利]一种低强度胶凝材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种低强度胶凝材料的制备方法，具体为以除尘灰、粉煤灰、矿渣、钢渣、电石渣为主要原料，利用除尘灰对粉煤灰进行活化提高粉煤灰活性，制备出的胶凝材料，可用于市政工程回填或矿山回填。该方法工艺简单，能耗低，废渣掺量高，生产成本低的特点；按重量份其干基物料配比为：除尘灰8～15份、粉煤灰50～70份、矿渣5～15份、钢渣5～15份和电石渣8～18份；得到的胶凝材料成本低，能够降低回填的成本。该方法大量地利用了工业废渣，的既实现了工业废渣的资源化利用；还解决大量废渣占用土地的问题，减少了对环境的污染。

技术领域

本发明涉及一种低强度胶凝材料的制备方法，具体为利用除尘灰对粉煤灰进行活化处理以提高粉煤灰的活性，利用不同工业废渣的协同作用制备出胶凝材料，可用于市政工程回填或矿山回填。

背景技术

目前，我国许多城市中新建、改建及维修管线的工作量很大，城市道路开挖频繁。传统的管沟回填材料一般采用天然级配砂石或沟槽开挖土石方，由于管道沟槽空间狭小而导致填土夯实困难，往往造成通车后的路面沉降，影响形成质量并产生二次维修成本。利用流动性的低强度胶凝材料无需夯实即可充填管沟空间，减少了夯实和压密度检查等工序，具有施工便捷、经济、环保等诸多优点。该胶凝材料还可应用于矿井回填等方面。

粉煤灰是具有火山灰特性的微细颗粒状工业废渣。在一定条件下，粉煤灰可以生成水化硅酸钙、水化铝酸钙、钙矾石等胶凝物质和沸石类物质，从而产生强度。

除尘灰是钢铁冶炼过时矿石烧结产生的烟气经电除尘器收集得到的废弃物，含有较高的铁、氯、钾、钠等成分；由于除尘灰粒度细，品质差别大，含有大量钾、钠、氯等成分，难以直接用于生产建筑胶凝材料。除尘灰一般直接作为返烧结配料，但是易造成烧结机风机挂泥、粉尘糊篦条，在炉内富集造成结瘤，影响高炉稳定运行。

本发明以粉煤灰、除尘灰、矿渣、钢渣为原料，经过机械研磨、活化处理、化学激发以提高废渣的活性，制备低强度胶凝材料，以降低回填施工成本。

发明内容

针对上述问题，本发明以除尘灰、粉煤灰、矿渣、钢渣为主要原料，利用除尘灰对粉煤灰进行预处理改性以提高粉煤灰的活性，制备出低成本的胶凝材料，可用于市政工程回填或矿井采空区回填。

一种低强度胶凝材料的制备方法，具体步骤如下：

1）烘干：将粉煤灰、矿渣、钢渣、电石渣等物料分别干燥、粉磨；

2）磁选：将除尘灰进行磁选回收铁；

3）活化：将磁选后的除尘灰与粉磨后的粉煤灰混合，再加入二者总重量0.15～0.25倍的水搅拌均匀制成混合料，将混合料在35～50℃活化1～2h；

4）混合：将活化后的混合料与电石渣、矿渣、钢渣混合均匀得到胶凝材料。

进一步地，所述低强度胶凝材料按重量份其干基物料配比为：除尘灰8～15份、粉煤灰50～70份、矿渣5～15份、钢渣5～15份和电石渣8～18份。

进一步地，所述除尘灰为钢铁工业炼铁过程中由除尘系统收集得到的粉尘，经磁选除铁后的除尘灰按重量计其Cl含量为10～20%、K₂O含量为5～12%、Na₂O含量为3～12%。

进一步地，所述电石渣取自电石渣堆场，按重量计其Ca(OH)₂含量为45～60%，CaCO₃含量为10～30%。

进一步地，粉煤灰粉磨至比表面积400～550m²/kg；矿渣为颗粒化高炉矿渣，矿渣粉磨至比表面积400～550m²/kg；钢渣粉磨至比表面积400～550m²/kg；电石渣粉磨至比表面积400～550m²/kg。