[发明专利]一种复合硅酸盐水泥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水泥领域，具体涉及一种复合硅酸盐水泥及其制备方法。

背景技术

建筑垃圾是在市政工程中产生的固体废弃物，主要包括废弃混凝土和废弃烧结砖两大类。建筑垃圾经过破碎、筛分、二次破碎可以作为再生骨料和再生集料，用来制备再生混凝土和再生砌块。在建筑垃圾粉料中，约有30％的水泥未水化，同时包含活性的SiO₂和Al₂O₃，将建筑垃圾粉料与CaSO₄、Na₂SiO₃·9H₂O等激发剂混合，可以显著提高其活性，可以作为混合材制备复合硅酸盐水泥。磷石膏是磷肥生产过程中所得的以CaSO₄·2H₂O为主要成分的副产品，每生产1t磷酸可得到5t左右的磷石膏。目前全世界每年排放的磷石膏高达1.5亿吨以上，我国的磷石膏产量每年在4000万吨左右，位居世界第3位。尽管磷石膏的利用途径较多，但实际利用效果不理想，仍然有大量的磷石膏无法得到利用，给生产企业带来巨大压力，如采用正确的方式对其进行改性，可以有效的避免磷、氟等有害物质的溶出。

复合硅酸盐水泥作为六大通用水泥，已广泛应用于工业和民用建筑，在很多方面性能优于普通硅酸盐水泥。采用多种活性混合材料复掺的水泥，可以降低水泥的生产成本，较掺单一混合材的水泥具有强度优势和优良的物理力学性能。粉煤灰等工业废渣作为混合材料被广泛应用于混凝土、水泥等领域，但近些年来，粉煤灰等工业废渣已经供不应求，不能满足需求。在利用磨细矿渣、铅锌尾矿等工业废渣制备复合硅酸盐水泥方面，国内外已有大量研究报道，并有大量文献。例如：

蒋蓉等人利用粉煤灰、水萃渣、石膏和水泥熟料混合磨细，可以制备32.5#和42.5#复合硅酸盐水泥。(参见文献：蒋蓉.复合硅酸盐水泥的研制.粉煤灰，2005，(5)：20-21.)

王复生等人利用硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、石膏和矿渣制备复合硫铝酸盐水泥，可以降低生产成本，硅酸盐水泥掺入量在10％～15％时，复合水泥水化加快，凝结时间有所缩短，强度与硫铝酸盐水泥相近。在复合水泥中，同时掺入5％左右的矿渣，若再掺用1％左右的激发剂后，水泥3天强度可提高1个标号，生产出高标号的复合硫铝酸盐水泥。(参见文献：王复生，杨海艳，汤仕发.复合硫铝酸盐的试验研究.山东建材，1997，(6)：4-6.)

邹伟斌等人利用钢渣、矿渣和粉煤灰制备复合硅酸盐水泥，具有良好的物理力学性能，强度可达到32.5等级。(参见文献：邹伟斌，张菊花.钢渣，矿渣.粉煤灰复合硅酸盐水泥.建材技术与应用，2001，(1)：13-16.)

霍冀川等人利用铬渣、矿渣、石膏和水泥熟料制备复合硅酸盐水泥，复合硅酸盐水泥对铬渣中的水溶性Cr⁶⁺有很好的固化作用，不会产生二次污染，是铬渣治理和资源化的有效途径。(参见文献：霍冀川，谭敏，曹卫东.铬渣、矿渣复合硅酸盐水泥研究.矿产综合利用，2000，(1)：41-44.)。

李仕群等人研究了掺入磷铝酸盐特种水泥(PALC)后复合硅酸盐水泥的水化行为；通过混凝土实验，探讨了在磷铝酸盐水泥作用下混凝土的力学性能变化掺磷铝酸盐水泥后复合硅酸盐水泥胶砂的力学性能。(参见文献：李仕群，胡佳山，刘飚，王琦，曹伟，孟庆波.掺磷铝酸盐水泥的矿渣硅酸盐水泥水化行为.建筑材料学报，2001，4(1)：22-27.)。

在希腊，利用粉煤灰和矿渣微粉制备复合硅酸盐水泥，不仅可以降低水化热，而且早期的强度可以达到同标号水泥的强度值。(参见文献：Beixing Li，Wenquan Liang，ZhenHe.Study on high-strength composite portland cement with a larger amount of industrialwastes.32(2002)1341-1344.)。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种复合硅酸盐水泥及其制备方法，以便能够高效利用建筑垃圾、工业废渣，降低水泥企业的生产成本，同时减少建筑垃圾和工业废渣对环境的污染。

本发明解决其技术问题采用以下技术方案：

本发明提供的复合硅酸盐水泥，主要由以下原料制成：建筑垃圾微粉20％～30％，铅锌尾矿15％～25％，矿物外加剂10％～15％，改性磷石膏3％～5％，水泥熟料40％～50％，均为质量百分比。