CN103204643B - 一种改性复配粉煤灰用于水泥制备的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性复配粉煤灰用于水泥制备的方法，通过将粉煤灰粉磨至比表面积达到350m2/kg～600m2/kg，选用比表面积为350m2/kg～400m2/kg、450m2/kg～500m2/kg和550m2/kg～600m2/kg的粉煤灰，按照15%～25%:25%～40%:40%～60%的比例进行复配，得改性复配粉煤灰；所得改性复配粉煤灰按照20%～40%的掺量添加至水泥熟料中，同时加入占粉煤灰质量0.5%～2.5%的脱硫石膏，混合粉磨。本发明通过提高粉煤灰的细度，优化颗粒粒径分布，改善了粉煤灰的活性，可大量利用工业废渣，实现节能减排。

Description

一种改性复配粉煤灰用于水泥制备的方法
技术领域
本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种改性复配粉煤灰用于水泥制备的方法。
背景技术
粉煤灰是我国最大宗的工业废料之一，年排放量已超过2亿吨，对经济、社会、环境的负担越来越重。我国粉煤灰研究开发利用始于20世纪50年代，主要集中在水泥和混凝土开发试验研究，并已在工程建设中广泛应用。但水泥混合材与混凝土掺合料对粉煤灰的质量有较高的要求，同时掺量也有一定的限制，只有很小的一部分品质优良的粉煤灰才被允许用于混凝土结构工程，大部分粉煤灰由于颗粒粗，需水量大，活性低，不能在水泥体系中得到有效利用。如何突破瓶颈、高效能地挖掘较低品质的粉煤灰在水泥胶凝体系中的潜力，在降低工程造价的同时、满足较高的工程质量要求，成为亟待解决的问题。
与此同时，“十一五”环境规划中国家对大型燃煤企业烟气脱硫工程的投入加大，产生的工业副产品脱硫石膏的高效利用问题引起人们的广泛关注，若处置不当，烟气脱硫工程只是转化了污染形态，并未从根本上解决二氧化硫的污染，且堆置起来将更加严重的污染土地、水源等宝贵资源。因此，如何资源化高效利用脱硫石膏成为解决二氧化硫污染的关键。
发明内容
本发明的目的是提供一种改性复配粉煤灰用于水泥制备的方法，通过提高粉煤灰的细度并优化其颗粒粒径分布，改善粉煤灰的活性，将其大量用于水泥制备，降低水泥成本，同时使大量堆积的粉煤灰得到有效利用。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种改性复配粉煤灰用于水泥制备的方法，其特征在于，按下列步骤进行：
（1）将粉煤灰粉磨至比表面积达到350m2/kg～600m2/kg，选用比表面积为350m2/kg～400m2/kg、450m2/kg～500m2/kg和550m2/kg～600m2/kg的粉煤灰，按照15%～25%:25%～40%:40%～60%的比例进行复配，得改性复配粉煤灰；
一个优选方案为：选用比表面积为390m2/kg、480m2/kg、550m2/kg的粉煤灰以17%:33%:50%比例复配；
本步骤通过粉磨提高粉煤灰的比表面积，单位体积粉煤灰活化点增加，同时由于机械力化学效应的存在，粉煤灰活性得到提高。
（2）所得改性复配粉煤灰按照20%～40%的掺量添加至水泥熟料中，同时加入占粉煤灰质量0.5%～2.5%的脱硫石膏，混合粉磨；优选将脱硫石膏在50℃下烘干至恒重得到二水脱硫石膏，掺量为粉煤灰质量的1%～2%；
普通硅酸盐水泥的比表面积为300m2/kg～400m2/kg，其颗粒粒径分布较广而不连续，超细粉煤灰的掺入可填充粉煤灰复合水泥体系部分间断级配，使粒径分布更为合理，起到较好的填充密实效应；
脱硫石膏在促进水泥熟料水化的同时，增大了液相中Ca(OH)2的浓度，与激发剂中的碱性物质一同为粉煤灰的碱激发提供了条件；另一方面，体系中的脱硫石膏在碱性环境中，可直接与粉煤灰中的A12O3活性组分反应生成钙矾石，同时起到硫酸盐激发的作用。
采用本发明的技术方案，当粉煤灰掺量为20%～40%时，采用本发明提供的改性方法制备的粉煤灰早期活性大幅提高，28d活性指数提高了20%～25%。将改性粉煤灰用于水泥混合材生产P·O42.5（R）、P·F42.5(R)水泥满足GB175-2007《通用硅酸盐水泥》相应技术要求。采用本发明提供的改性和使用方法能将普通粉煤灰大量应用于水泥混合材，减少水泥熟料用量，实现节能减排的目标。
具体实施方式
实施例1
将粉煤灰分别粉磨至400m2/kg、500m2/kg、550m2/kg，3种粉煤灰以17%:33%:50%比例混合得到复配粉煤灰。采用P·I62.5R水泥熟料，待水泥粉磨至300m2/kg后，掺入20%复配粉煤灰，同时加入占粉煤灰质量1.0%的脱硫石膏，混磨至比表面积为400m2/kg，制备得到P·O52.5R水泥。其基本性能见表1。由表1可知，与未改性前粉煤灰相比，采用本发明提供的改性和使用方法作为混合材使用制备水泥的各龄期性能分别提高了21%、13%、35%、20%，效果显著。
表1改性前后粉煤灰制备水泥性能对比
实施例2
将粉煤灰分别粉磨至400m2/kg、500m2/kg、550m2/kg，3种粉煤灰以15%:25%:60%比例混合得到复配粉煤灰。采用P·I62.5R水泥熟料，待水泥粉磨至300m2/kg后，掺入40%复配粉煤灰，同时加入占粉煤灰质量1.0%的脱硫石膏，混磨至比表面积为450m2/kg，制备得到P·F42.5R水泥。其基本性能见表2。由表2可知，与未改性前粉煤灰相比，采用本发明提供的改性和使用方法作为混合材使用制备水泥的各龄期性能分别提高了20%、16%、34%、22%，效果显著。
表2改性前后粉煤灰制备水泥性能对比
实施例3
将粉煤灰分别粉磨至400m2/kg、500m2/kg、550m2/kg，3种粉煤灰以17%:33%:50%比例混合得到复配粉煤灰。采用P·I52.5R水泥熟料，待水泥粉磨至300m2/kg后，掺入40%复配粉煤灰，同时加入占粉煤灰质量2%的脱硫石膏，混磨至比表面积为450m2/kg，制备得到P·F42.5R水泥。其基本性能见表3。由表3可知，与未改性前粉煤灰相比，采用本发明提供的改性和使用方法作为混合材使用制备水泥的各龄期性能分别提高了20%、21%、26%、16%，效果显著。
表3改性前后粉煤灰制备水泥性能对比

Claims (1)

1.一种改性复配粉煤灰用于水泥制备的方法，其特征在于，按下列步骤进行：
(1)粉煤灰分别粉磨至400m2/kg、500m2/kg、550m2/kg，3种粉煤灰以17％:33％:50％比例混合得到复配粉煤灰，得改性复配粉煤灰；
(2)所得改性复配粉煤灰按照40％的掺量添加至P·I52.5R水泥熟料中，同时加入占粉煤灰质量2％的在50℃下烘干至恒重的二水脱硫石膏，混合粉磨至比表面积为450m2/kg。
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