專利名稱：：利用沸騰爐燃燒煤脫硫廢渣制作水泥混凝土膨脹劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于一種水泥混凝土外加劑
技術(shù)領(lǐng)域：
;涉及一種含硫沸騰爐固硫渣的處理方法。普通的水泥無(wú)例外地都會(huì)由于收縮而使其砂漿或混凝土產(chǎn)生不同程度的開裂，自從膨脹水泥及膨脹劑研制成功以來(lái)，較成功地解決了這一問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)外專家都在尋求開發(fā)出一種膨脹性能好、材料來(lái)源廣擴(kuò)、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)要、成本低廉的水泥混凝土膨脹劑。日本于60年代初購(gòu)買美國(guó)K型膨脹水泥專利，并加以改進(jìn)，研制成CSA(CaloiumSulpho-aluminate)膨脹劑。目前日本所用膨脹劑為高硫酸鹽系、石膏系、硫鋁酸鹽系和石灰系列。繼日本之后，蘇聯(lián)、美國(guó)、澳大利亞、西德、埃及等國(guó)家也都先后開展了膨脹劑的研制。目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)行生產(chǎn)和使用的膨脹劑主要有三種1.由天然明礬石與適量無(wú)水石膏為主要成分的天然明礬石類膨脹劑，其特點(diǎn)是生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，原材料易得，水化速度慢，與強(qiáng)度發(fā)展協(xié)調(diào)，長(zhǎng)期性能好，應(yīng)用技術(shù)比較成熟。存在的問(wèn)題是明礬石摻量較多，使早期強(qiáng)度降低太多，環(huán)境溫度、濕度對(duì)其性能影響大，低溫使用時(shí)，其性能受到影響。2.由主要成分為石灰石、粘土、鐵粉等按配比并經(jīng)煅燒制成的氧化鈣-硫鋁酸鈣復(fù)合膨脹劑，其特點(diǎn)是膨脹發(fā)展較快、穩(wěn)定期短、強(qiáng)度發(fā)展穩(wěn)定。存在的問(wèn)題是膨脹發(fā)展較快，早期強(qiáng)度低，不宜遠(yuǎn)途運(yùn)輸和長(zhǎng)期保存。生產(chǎn)工藝復(fù)雜、投資大。3.由主要成分為石灰石、礬土和石膏按比例并經(jīng)煅燒制成的U型混凝土膨脹劑，其特點(diǎn)是膨脹發(fā)展速度快，產(chǎn)生的膨脹效能高，膨脹穩(wěn)定性好，水化后期具有微弱的膨脹勢(shì)頭，長(zhǎng)期性能好，有利于補(bǔ)償收縮和自應(yīng)力的建立。存在的問(wèn)題是使混凝土塌落度損失增加，這對(duì)夏季施工和商品混凝土極為不利，另外需要煅燒，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，投資較大。本發(fā)明的目的，旨在開發(fā)出一種材料來(lái)源廣泛、易得、價(jià)廉、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，投資少、見(jiàn)效快，膨脹性能優(yōu)的新型水泥混凝土膨脹劑。并使中等以上含硫量的固硫渣大量消耗，拓寬其應(yīng)用范圍，變廢為寶、防止二次污染。本發(fā)明是利用中等以上含硫量(含SO3＞6%)的固硫渣作為水泥混凝土膨脹劑的主要組分，摻加適量活性激發(fā)劑如天然二水石膏、石灰，并通過(guò)膨脹劑各組分的調(diào)整，制得固硫渣膨脹劑。在沸騰爐中加入脫硫劑，將煤中所含的硫固定下來(lái)，防止或減少SO2向大氣中排放，這是當(dāng)前脫硫最有效而廉價(jià)的方法。沸騰爐燃煤廢渣用于生產(chǎn)混合材料水泥有比粉煤灰高的活性，脫硫后所排放的廢渣，因加入脫硫劑而增加，并含有一定量的無(wú)水CaSO4。利用該無(wú)水CaSO4作為膨脹組分、制作含硫沸騰爐渣(稱固硫渣)膨脹劑，用于配制成不同膨脹性能的砂漿或混凝土。沸騰爐燃煤固硫渣與其它燃煤廢渣在組成和性質(zhì)上都有很大差別，其顯著特點(diǎn)是含有較多的以硬石膏形式存在的SO3，波動(dòng)范圍在3～15%之間，固硫渣化學(xué)成分如SiO2為40～50%，Al2315～20%，F(xiàn)e2O35～8%、CaO20%左右，SO33～15%，f-CaO5%左右以及少量MgO、K2O、Na2O等;由于燃燒溫度適宜，固硫渣中含有較多的活性SiO2、Al2O3并含有f-CaO和硬石膏(Ⅱ-CaSO4)。Ⅱ-CaSO4不溶性硬石膏的特點(diǎn)是結(jié)晶致密、穩(wěn)定，比重2.99，難溶于水，凝結(jié)很慢，甚至完全不凝結(jié)，也不具有強(qiáng)度。但是，當(dāng)加入某些激發(fā)劑時(shí)，其溶解速率大大加快并可使其具有活性。Ⅱ-CaSO4盡管溶解速率慢，其溶解度大于天然二水石膏的，可與固硫渣中活性Al2O3并在Ca(OH)2濃度較高的堿性環(huán)境(水泥漿體)中水化反應(yīng)生成大量的鈣礬石而引起水泥石膨脹。固硫渣膨脹劑的制作1.原材料固硫渣有效成分控制在含[SO3]＞6%，[Al2O3]＞10%，f-[CaO]＞2%;天然二水石膏含[SO3]＞31%;生石灰含有效[CaO]≥80%。2.固硫渣膨脹劑配比范圍固硫渣在60～80%;天然二水石膏在15～30%;生石灰在5～15%范圍。固硫渣膨脹劑中有效成分控制范圍[SO3]在15～20%;[Al2O3]在8～12%;f-[CaO]在5～15%范圍內(nèi)。3.工藝流程二次混磨工藝本發(fā)明與已有技術(shù)相比，在膨脹性能相同的前提下，具有更好的耐久性。由于原材料來(lái)源廣泛、易得、價(jià)廉、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，能源消耗少，因此具有投資少、見(jiàn)效快，并有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。實(shí)施例固硫渣膨脹劑1原材料主要成分如下固硫渣含[SO3]＝8.7%;[Al2O3]＝15.21%;f-[CaO]＝4.74%;[SiO2]＝39.92%天然二水石膏[SO3]＝45.59%;生石灰[CaO]＝85.37%。以固硫渣65%，天然二水石膏20%，生石灰15%按分磨工藝配制成固硫渣膨脹劑，其細(xì)度控制在0.08mm孔篩余＜6%;以該膨脹劑10%摻入(外摻)525＃盾石牌硅酸鹽水泥中(實(shí)際28天強(qiáng)度57.5Mpa)，按W/C＝0.32(摻少量減少劑)，灰/砂＝1∶2制成補(bǔ)償收縮砂漿試件，經(jīng)水(T＝20±3℃)或潮濕空氣(T＝20±3℃，RH≥90%)養(yǎng)護(hù)28天再放入干空氣中(T＝20±3℃，RH≤55%)自然養(yǎng)護(hù)至42天。砂漿膨脹和強(qiáng)度性能如表1和表2所示。固硫渣膨脹劑2原材料同實(shí)施例1。以固硫渣70%，天然二水石膏24%，生石灰6%按分磨工藝配制成固硫渣膨脹劑，細(xì)度控制同前;以該膨脹劑18%摻入(內(nèi)摻)525＃硅酸鹽水泥中，按表1砂漿各齡期變形測(cè)試結(jié)果</tables>W/C＝0.44，灰/砂＝1∶25制成砂漿試件，經(jīng)水養(yǎng)護(hù)至28天時(shí)其基本性能如表3所示。固硫渣膨脹劑3原材料如下固硫渣含[SO3]＝11.81%，[Al2O3]＝13.51%，f-[CaO]＝2.36%，[SiO2]＝50.33%;天然二水石膏含[SO3]＝32.53%;生石灰含有效[CaO]＝85.37%。以固硫渣65%，天然二水石膏30%，生石灰5%按分磨工藝配制成固硫渣膨脹劑，細(xì)度控制在0.08mm孔篩余＜6%;將該膨脹劑以10%和12%的比例摻入(內(nèi)摻)宜昌市水泥廠產(chǎn)425＃普通硅酸鹽水泥中，按W/C＝0.26制成水泥凈漿試件和W/C＝0.40、灰/砂＝1∶2配制成補(bǔ)償收縮砂漿試件，測(cè)定摻該膨脹劑水泥及砂漿的基本性能如表4和表5所示。權(quán)利要求1.一種利用沸騰爐燃燒煤脫硫廢渣制作水泥混凝土膨脹劑的方法，其特征在于將固硫渣、二水石膏和石灰，按比例混合制成水泥混凝土膨脹劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的膨脹劑的制造方法，其特征在于所述的固硫渣中SO3＞6%，二水石膏中SO3＞31%，石灰中有效CaO＞80%。3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的膨脹劑的制造方法，其特征在于所述膨脹劑中有效成分的配合比例為SO315～20%，f-CaO5～15%，Al2O38～12%。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3中所述方法，其特征是將各種原材料組成按二次混磨工藝制作。5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3中所述方法，其特征是將各種原材料組成按分磨工藝制作。全文摘要一種利用沸騰爐燃煤脫硫廢渣制作水泥混凝土膨脹劑的方法。屬于水泥混凝土外加劑
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種含硫沸騰爐固硫渣的處理方法。它主要是利用沸騰爐燃煤固硫渣作為膨脹組分和強(qiáng)度組分，另外加入一定量的天然二水石膏和工業(yè)石灰按配合比例制成的。本發(fā)明與已有技術(shù)相比，在膨脹性能相同的前提下，具有更好的耐久性。由于原材料來(lái)源廣泛、易得、價(jià)廉、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，能源消耗少，因此具有投資少、見(jiàn)效快的特點(diǎn)、并有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。文檔編號(hào)C04B22/14GK1061581SQ9010932公開日1992年6月3日申請(qǐng)日期1990年11月23日優(yōu)先權(quán)日1990年11月23日發(fā)明者陳恩義,廉慧珍申請(qǐng)人:清華大學(xué)