[发明专利]一种基于湿磨工艺的粉煤灰浆体材料制备方法及用途

说明书

本发明提供了一种基于湿磨工艺的粉煤灰浆体材料制备工艺及用途，其特征在于，由粉煤灰、分散剂、稳定剂、水泥和水组成，按质量百分数计分别为粉煤灰50‑60％、分散剂1‑3％、稳定剂0.2‑0.4％、水泥5‑10％，余量水，通过湿磨工艺制得粉煤灰浆体材料。本发明的粉煤灰浆体材料在水泥基材料中可以等量取代20‑30％的水泥。本发明的粉煤灰浆体材料相对于原水泥具有更高的水化程度以及极高的活性，当部分取代水泥后，可以明显提升早期强度，且可以优化级配，使得后期强度也有一定提升。本发明制备工艺简单，制备过程易控制，能耗低，所用原料环保，无有害物质引入和排放，易于推广和应用。

技术领域

本发明涉及胶凝材料技术领域，特别涉及一种基于湿磨工艺的粉煤灰浆体材料制备方法，该粉煤灰浆体材料应用于水泥基材料领域，用途是替代部分水泥。

背景技术

水泥生产是一个高能耗的过程，水泥的生产不仅耗费大量的不可再生能源，还会释放大量的CO₂，污染环境。为了响应国家可持续、低碳、环境友好型发展的政策，将粉煤灰作为掺合料，用于水泥及混凝土行业生产是目前处理粉煤灰的重要固废利用方式。例如，目前市场上的粉煤灰水泥(全称粉煤灰硅酸盐水泥)，是由硅酸盐水泥熟料、粉煤灰、适量石膏共同磨细而制成的水硬性胶凝材料。通常，粉煤灰呈现出难以分解的硅铝玻璃态，内部的氧化铝和氧化硅被“封锁”起来。粉煤灰的品质除了与原料(主要是燃煤种类、煤粉粒度等)因素有关以外，还与锅炉的类型和燃烧状况有关。由于粉煤灰水化速度慢，掺量过大不利于混凝土早期强度的发展提高。粉煤灰可被碱性激发剂激发得到碱激发胶凝材料，粉煤灰在碱的激发作用下发生反应，其力学性能有较好的发展提高。通常用到的碱性激发剂的种类一般包括硅酸钠水玻璃、氢氧化钠和碳酸钠三种。但是这三种激发剂成本都比较高，而且对制造生产设备的材料要求较高，很难满足工程建设中的大量需求，不符合国家可持续高质量发展的要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在提出一种基于湿磨工艺的粉煤灰浆体材料，是通过对粉煤灰掺加一定量的稀土元素，来制备一种高效粉煤灰浆。该粉煤灰浆体材料能够破坏粉煤灰玻璃体结构，提高其细度，增大其比表面积，并诱导粉煤灰快速水化，促进其火山灰效应，在不损失水泥混凝土强度的同时提高混凝土中的粉煤灰掺量、减少水泥用量，从而实现节能减排及解决现有粉煤灰-水泥砼早强低，有效利用率低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于湿磨工艺的粉煤灰浆体材料制备工艺，其特征在于，由粉煤灰、分散剂、稳定剂、水泥和水组成，按质量百分数计，分别为粉煤灰50～60％、分散剂1～3％、稳定剂0.2～0.4％、水泥5～10％，余量为水，通过湿磨工艺制得粉煤灰浆体材料；所述粉煤灰浆的固含量为50～60％，中值粒径为10～50μm。

进一步的，所述分散剂的制备是将水泥、粉煤灰浆、水，按照质量比为1∶2∶6混合得到混合液，常温搅拌6～12h即得分散剂。

进一步的，所述粉煤灰浆是将粉煤灰与水按照质量比(1～1.5)∶1混合研磨0.5～1h而成，所述粉煤灰浆的固含量为50～60％，中值粒径为20～50μm。

进一步的，所述稳定剂采用复合稀土矿粉添加剂、苯甲酸、己二酸及水按质量比为2∶1∶2∶5混合，调节pH5～6，搅拌3.5～4.5h，加热烘干而成。

进一步的，所述复合稀土矿粉为钾铈镧氯化物。

进一步的，所述稳定剂质量为所述粉煤灰浆质量的0.3％。

进一步的，在所述湿磨过程中采用的研磨体为钢研磨体，且所述钢研磨体与所述粉煤灰浆体的质量比为(2～3)∶1；所述钢研磨体的级配为：15mm∶10mm∶5mm＝2∶3∶5。

所述粉煤灰浆体材料在水泥基材料中的应用用途，可以等量取代20-30％的所述水泥。

相对于现有技术，本发明具有以下技术优势：