[发明专利]一种利用粉煤灰制作的胶凝材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种利用粉煤灰制作的胶凝材料及其制备方法。该胶凝材料的配方主要包括：粉煤灰、氧化镁、水泥、化学激发剂、炉灰渣、多孔材料。与现有技术相比，采用本发明的利用粉煤灰制作的胶凝材料制作工艺简洁，生产成本低，固体废弃物利用率高，解决了企业随意排放废弃物及污染问题，提高了固体废弃污染物资源再生利用。不仅如此，本发明的利用粉煤灰制作的凝胶材料的强度可达32.5级水泥标准，同时具备优异的抗压性能和防渗透性能。将本发明的凝胶材料应用于建筑物的砌砖、制预制板、制砖、粘贴墙、地砖等领域能够起到具备良好的防水效果。

技术领域

本发明涉及工程技术领域，尤其涉及一种利用粉煤灰制作的胶凝材料及其制备方法。

背景技术

粉煤灰是燃煤电厂中磨细煤粉在锅炉中燃烧后从烟道排出被收尘器收集的粉状灰粒，其化学组成中主要是氧化物SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃，三者总和一般均超过70％。对于普通低钙粉煤灰(又称F级灰)，CaO含量不超过10％，一般少于5％。粉煤灰的矿物组成主要是石英、莫来石、磁铁矿、赤铁矿、碳粒及铝硅酸盐玻璃体。通常粉煤灰中玻璃体含量较多，但晶体物质的含量有时也比较高，粉煤灰中还含有少量未燃烧的碳粒。从化学成分上讲，粉煤灰具有潜在的火山灰活性的资源，因而可以循环利用，产生效益。但是，粉煤灰所含玻璃体中的硅氧四面体聚合度很高，结构致密，化学性质稳定，其火山灰活性发挥的速度非常缓慢。因此，必须加以激发才能充分发挥粉煤灰的潜在活性。通常，活性激发程度的大小决定了粉煤灰的利用率的大小。目前激发利用方式遍存在激发速度慢、激发程度低的问题，粉煤灰的利用率一直难以大幅度提高。

众所周知，资源开采与冶金工业生产过程中会排放出大量的矿渣、脱硫石膏、脱硫灰渣、炉灰渣和粉煤灰等固体废弃物。一方面，废弃物堆放占用了大量土地，污染环境；另一方面，工业废弃物可作为二次资源，不加以利用的大量堆放必然造成资源浪费。因此，利用粉煤灰、废弃灰制备固化淤泥所需要的充填胶凝材料，不仅可以实现固体废弃物的资源化利用，减少废弃物堆放占用土地，而且还能够降低充填采矿成本，提高采矿经济效益。

本发明提供一种利用粉煤灰制作的胶凝材料，制作工艺简洁，生产成本低，固体废弃物利用率高，解决了企业随意排放废弃物及污染问题，提高了固体废弃污染物资源再生利用。同时，本发明的胶凝材料具备优异的抗压性能和防渗透性能能够应用于建筑物的砌砖、制预制板、制砖、粘贴墙、地砖等领域并能够起到具备良好的防水效果。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供了一种利用粉煤灰制作的胶凝材料，包括以下原料：粉煤灰、氧化镁、水泥、化学激发剂。

优选的，所述利用粉煤灰制作的胶凝材料，还包括以下原料：炉灰渣、多孔材料。

作为一种优选方案，所述利用粉煤灰制作的胶凝材料，由以下重量份的原料组成：粉煤灰50～150份、氧化镁15～30份、水泥15～30份、化学激发剂10～40份、炉灰渣5～20份、多孔材料10～30份。

优选的，所述化学激发剂为九水偏硅酸钠、三乙醇胺、碳酸钠中的一种或者多种的组合。

进一步优选的，所述化学激发剂为九水偏硅酸钠与三乙醇胺按质量比(10～15)：1混合而成。

通过炉灰渣和化学激发剂的结合能够有效的激发粉煤灰、氧化镁、水泥的火山灰效应，激发剂溶于水后能够破坏粉煤灰、废弃灰表面的酸性薄膜层，溶出粉煤灰、废弃灰内部的矿物成分，使得胶凝材料的孔隙率降低，结构更加紧密，提高胶凝材料的强度。

优选的，所述多孔材料为多孔羟基磷灰石和/或多孔陶瓷微粒。

进一步优选的，所述多孔材料为多孔羟基磷灰石和多孔陶瓷微粒按质量比(1～3)：(1～3)混合而成。