[发明专利]一种复合胶凝材料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于胶凝材料技术领域，特别涉及一种利用粉煤灰和工业矿渣生产的复合胶凝材料及其生产方法。

背景技术

粉煤灰和矿渣固体废弃物的处理与利用已倍受世界各国的关注，我国历年积累的废弃物总量已超过亿吨，大量的废弃物未经任何有效处理进行排放，占用耕地、污染环境，因此彻底治理污染，使废渣变废为宝，是我们义不容辞的历史使命。在我国常采用原状粉煤灰或磨细矿渣作为水泥的混合材及混凝土的掺合料，由于技术上的原因，粉煤灰和矿渣作为原材料生产胶凝材料时，参量低、活性不高、稳定性差，影响建筑工程的质量；虽然现在粉煤灰的激发与活化研究的方法较多，主要是机械磨细法、石灰碱激发法、蒸养法，采用这些方法生产成本较高、投资大、工艺复杂，大规模应用一直没有得到突破。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种综合利用粉煤灰或矿渣等废弃物生产早强高、和易性好、抗冻抗渗性能好的复合胶凝材料；废弃物的掺量高、不产生环境污染，可以有效提高胶凝材料的性能和砼的稳定性，加速胶凝材料的早期水化，保证后期强度的稳定性，可以作为高性能复合水泥或高性能砼的胶结料。

解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种复合胶凝材料包括硅酸盐水泥和粉煤灰，其特征在于各组份的重量百分比为：硅酸盐水泥20-70％，粉煤灰10-55％，活性材0-65％，硫酸盐激发剂0.5-8％，碱性激发剂0.5-15％，复合外加剂0.05-3.5％，减水剂0-1％，引气剂0-0.025％；所述活性材包括钢渣粉、粒化高炉矿渣、火山灰质混合材、硅灰等，它们可以单独使用或组合使用；所述复合外加剂包括早强剂、助磨剂、阻锈剂等，选取其中两种或两种以上进行组合使用。

所述的硫酸盐激发剂包括二水石膏、半水石膏、无水石膏、磷石膏、氟石膏、芒硝等，它们可以单独使用或组合使用，优选使用二水石膏。

所述的碱性激发剂包括石灰、水玻璃、氢氧化钠、氢氧化钾等，它们可以单独使用或组合使用，优选使用石灰或水玻璃。

所述复合外加剂中的早强剂包括氯盐类，例如氯化钠、氯化钙、氯化铝等；硫酸盐类，例如硫酸钠、硫酸钙、硫酸铝、硫酸铝钾等；水溶性有机化合物类，例如三乙醇胺、甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐、甲醇、乙醇等，它们可以单独使用或组合使用。该早强剂可优选为氯化钙、氯化铝、硫酸钙、硫酸铝或三乙醇胺，更优选为氯化钙或硫酸钙。

所述复合外加剂中的助磨剂包括醇类，例如乙二醇、丙二醇等；醇胺类，例如三乙醇胺下脚料、三乙醇胺、三异丙醇胺、醋酸三乙醇胺、二乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、乙醇胺等；木质素磺酸盐类，例如木质素磺酸钠；烷基磺酸盐类，例如十二烷基苯磺酸钠；脂肪酸及其盐类，例如甲酸、硬脂酸、油酸、尿素等，它们可以单独使用或组合使用。该助磨剂可优选为三乙醇胺下脚料、三乙醇胺、尿素或十二烷基苯磺酸钠，更优选为三乙醇胺或十二烷基苯磺酸钠。

所述复合外加剂中的阻锈剂包括亚硝酸/硝酸盐，例如亚硝酸钠、硝酸钙等；磷酸盐，例如磷酸钠、磷酸钙等；氯铝酸盐，例如氯铝酸钙；苯甲酸盐，例如苯甲酸钠，它们可以单独使用或组合使用。该阻锈剂可优选为亚硝酸钠、硝酸钙或氯铝酸钙，更优选为硝酸钙。

所述减水剂包括木质素磺酸盐类，例如木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁、丹宁等；多环芳香族磺酸盐类，例如萘和萘的同系磺化物与甲醛缩合物的盐、胺基磺酸盐等；水溶性树脂磺酸盐类，例如磺化三聚氰胺树脂、磺化古码隆树脂等；脂肪族类，例如聚羧酸盐、聚丙烯酸盐、脂肪族羟甲基磺酸盐高缩聚物、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐等，它们可以单独使用或组合使用。该减水剂可优选为木质素磺酸钙、萘磺化物与甲醛缩合物的盐、聚羧酸盐或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐，更优选为木质素磺酸钙或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐。

所述引气剂包括松香树脂类，例如松香热聚物、松香皂等；烷基和烷基芳烃磺酸盐类，例如十二烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基苯酚聚氧乙烯醚等；脂肪醇磺酸盐类，例如脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠、脂肪醇硫酸钠等，它们可以单独使用或组合使用。该引气剂可优选为十二烷基磺酸盐或脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠。

本发明所述复合胶凝材料的生产方法，包括如下步骤：

(1)按上述配方将粉煤灰、硫酸盐激发剂、碱性激发剂等依次加入磨机，混磨20-80分钟，再依次加入复合外加剂、减水剂、引气剂等，磨至所需细度得到I型磨料，然后将I型磨料和硅酸盐水泥加入混合机，搅拌均匀，即得A型复合胶凝材料；