[发明专利]粉煤灰活性激发方法及其大掺量高钙粉煤灰水泥

说明书

本发明属于建筑材料技术领域，涉及了一种粉煤灰活性激发方法及其大掺量高钙粉煤灰水泥。以两种钙含量不同的粉煤灰为原料，由以下重量配比进行制作：高钙粉煤灰25‑30%、低钙粉煤灰15‑20%、火山灰质材料4%‑8%、消石灰4%‑8%、普通硅酸盐水泥30‑40%、活性激发剂4%‑6%，活性激发剂由水玻璃、焦磷酸钠、磷酸氢钙、助磨剂、减水剂组成；通过煅烧、球磨、过滤、烘干、搅拌等步骤，可大幅度激发粉煤灰的活性，并有效的解决了游离氧化钙所引起的体积安定性问题，实现粉煤灰的大掺量。

技术领域

本发明涉及了一种粉煤灰活性激发方法及其大掺量高钙粉煤灰水泥，本属于建筑材料技术领域。

背景技术

粉煤灰是指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，国外把它叫做“飞灰”或者“磨细燃料灰”。粉煤灰是一种灰褐色，通常呈酸性的，比表面积在2500~7000 cm2/g，尺寸从几百微米(10~6 米)到几微米，通常为球状的颗粒。粉煤灰的主要氧化物为 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 %，高钙粉煤灰是指氧化钙含量大于10%的粉煤灰，含有大量的富钙、富铁玻璃体以及较多的氧化钙结晶体。粉煤灰是一种产量巨大的工业废物，特别是在我国这种煤资源丰富的情况下，我国的粉煤灰利用率很低，大量的粉煤灰未利用会造成严重的环境污染和资源浪费，如何把粉煤灰大量的使用是一个值得关注的问题，

我国在利用粉煤灰作为建筑基材、水泥、混凝土等，以及道路建设方面的应用比较广阔，但是也在实际的工程应用过程中出现了一些问题，因我国的粉煤灰90%以上都是Ⅲ级粉煤灰，品质较低，活性较低，大量掺入水泥或混凝土中，会造成早期强度较低的问题，粉煤灰具有潜在的火山灰活性，如何充分有效的激发粉煤灰的潜在活性是长期以来人们所关注的。高钙型粉煤灰和普通粉煤灰相比，活性指数更高，但是含有更多的游离氧化钙，在混凝土后期强度增长过程中，游离氧化钙会水化生成氢氧化钙，体积膨胀，引起体积安定性问题。

发明内容

为解决上述存在的技术问题，本发明提供涉及了一种粉煤灰活性激发方法，并用其制备低成本水泥。主要用两种不同钙含量的粉煤灰代替部分水泥熟料的使用，通过物理和化学方法，有效解决了游离氧化钙引起的体积不安定性，提高了粉煤灰的活性，避免了大部分的资源浪费，提高固废的利用。

本发明技术方案：

以两种钙含量不同的粉煤灰为原料，由以下重量比进行制作：高钙粉煤灰25-30%、低钙粉煤灰15-20%、火山灰质材料4%-8%、消石灰4%-8%、普通硅酸盐水泥30-40%、活性激发剂4%-6%，活性激发剂由水玻璃、焦磷酸钠、磷酸氢钙、助磨剂、减水剂组成。

进一步的，活性激发剂的组成，由以下重量比进行制作：

水玻璃：焦磷酸钠：磷酸氢钙：助磨剂：减水剂=15：2：2：2：4

进一步的，改性粉煤灰的方法，包括以下步骤：

S1：将25-30重量份高钙粉煤灰、4-8重量份火山灰质材料、4-8重量份消石灰、3-5重量份活性激发剂加入到球磨机中，研磨至比表面积≥600m³/Kg；将7-10重量份低钙粉煤灰加入到球磨机中，研磨至比表面积≥450m³/Kg； 另外7-10重量份低钙粉煤灰不做球磨处理；S2：将S1得到的混合料加入到磁力搅拌机中进行搅拌，转速调节为500-800r/min，搅拌结束后出料，晾干；

S3：将搅拌后的混合料添加到电阻炉中，在300-320℃下煅烧20min，降至室温冷却10min，再升温至600-620℃煅烧20min，冷却至室温，即可得到改性粉煤灰；

进一步的，将改性后的粉煤灰和普通硅酸盐水泥按照6：4重量比例均匀掺在一起，便制得大掺量高钙粉煤灰水泥；