[发明专利]湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料类，具体涉及一种高活性矿物掺合料浆及其制备方法。

背景技术

随着工业的持续发展，我国工业固体废弃物的生成量日益增多，给经济、社会及环境造成了严重的负担。到目前，我国粉煤灰堆存累积量已达13多亿吨，占地50多万亩。粉煤灰的收尘工艺主要有干排与湿排2种，但大多数火力发电厂为了便于贮运、避免扬灰，一般采取干收湿排或湿收湿排的方法。而湿排粉煤灰因其玻璃体早期活性低、反应慢，且含水率较高，成分组成波动较大，无法实现工业化应用。目前利用湿排粉煤灰的研究多集中在制备水泥混合材、混凝土掺合料、部分耐水要求不高的基础填充工程等，但存在利用率低、耗能费用高、制品质量差等问题。电石渣的主要特点在于其Ca(OH)₂、CaO的含量高达65％以上，含水率较高(经陈化后含水率仍达40％)，成为制约其资源化利用的关键问题。目前利用电石渣的研究多集中替代石灰石生产水泥熟料，但存在性能不稳定，耗能费用较高等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本、高利废率、高活性的湿湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆，其特征在于它由湿排粉煤灰、电石渣、改性剂和水经湿磨制浆而成；各组分所占质量份数为：湿排粉煤灰固含量65-75、电石渣固含量22-34、改性剂1-3、水80-100，所述的水包含湿排粉煤灰和电石渣中水的质量；

所述湿排粉煤灰含水率25-35％(质量)，游离氧化钙含量≤2.5％(质量)，三氧化硫含量≤3％(质量)，含碳量≤12％(质量)，勃氏比表面积为350-400m²/Kg；

所述电石渣为含水率40-50％(质量)，电石渣干燥基中的氢氧化钙含量为65-75％(质量)，勃氏比表面积为900-1000m²/Kg；所述电石渣干燥基为电石渣经干燥后的物质；

所述改性剂由增强剂和表面改性剂组成，各组分所占改性剂质量百分比：增强剂30-40％、表面改性剂60-70％。

所述增强剂为Na₂CO₃或三乙醇胺；所述表面改性剂为高效萘系减水剂或聚羧酸系减水剂。

上述湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)原料选取及预处理：选取湿排粉煤灰及电石渣，测定湿排粉煤灰及电石渣的实际含水率，分别陈化48小时后备用；所述湿排粉煤灰含水率25-35％(质量)，游离氧化钙含量≤2.5％(质量)，三氧化硫含量≤3％(质量)，含碳量≤12％(质量)，勃氏比表面积为350-400m²/Kg；所述电石渣为含水率40-50％(质量)，电石渣干燥基中的氢氧化钙含量为65-75％(质量)，勃氏比表面积为900-1000m²/Kg；

2)改性剂配制：按各组分所占改性剂质量百分比：增强剂30-40％、表面改性剂60-70％，选取增强剂和表面改性剂，将增强剂和表面改性剂混合，得改性剂，备用；

3)按各组分所占质量份数为：湿排粉煤灰固含量65-75、电石渣固含量22-34、改性剂1-3、水80-100，所述的水包含湿排粉煤灰和电石渣中水的质量，选取湿排粉煤灰、电石渣、改性剂和水；将湿排粉煤灰、电石渣、改性剂和水混合经湿磨10-20min，得湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆产品。

本发明湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆各组分的主要作用为：

湿排粉煤灰：由于其本身含有较高含量的SiO₂和Al₂O₃，在采用物理和化学激发共同作用下，有水化产物水化硅酸钙和钙矾石等晶体生成，可以替代部分胶凝材料。

电石渣：由于其本身具有较高含量的Ca(OH)₂，且其颗粒比表面积较大，可为湿排粉煤灰的早期活性激发提供碱性环境，发挥此两种固体废弃物的优势互补效应。

增强剂：选用Na₂CO₃或三乙醇胺(TEA)等，一方面可激发粉煤灰活性，用于提高体系早期强度及早期水化程度；另一方面有助磨作用，可提高湿磨效率及效果。

表面改性剂：选用聚羧酸系或高效萘系减水剂等，用于改善料浆物理性能，包括助磨性、料浆流动性、稳定性及分散性等。

本发明湿排粉煤灰复合电石渣掺合料浆激发机理分析：

1、物理激发机理：