專利名稱：一種用于水泥和混凝土中的改性粉煤灰及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新材料、環(huán)保節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于水泥和混凝土中的改性粉煤灰及其制備方法，為鋼鐵企業(yè)燒結(jié)干法脫硫副產(chǎn)物一干法脫硫灰等固體廢棄物的資源化利用提供了一條有效途徑。
背景技術(shù)：
中國鋼鐵行業(yè)是僅次于電力行業(yè)的第二大二氧化硫排放行業(yè)，其中燒結(jié)工序中產(chǎn)生的二氧化硫又占全行業(yè)二氧化硫排放總量的90%。為完成國家“十二五”節(jié)能減排的目標(biāo)，鋼鐵行業(yè)在“十二五”末將全面實(shí)施燒結(jié)煙氣脫硫。隨著燒結(jié)煙氣脫硫的加快推進(jìn)，燒 結(jié)脫硫副產(chǎn)物的發(fā)生量迅速增加，特別是干法脫硫產(chǎn)生的脫硫灰副產(chǎn)物一干法脫硫灰含有大量的亞硫酸鈣不穩(wěn)定相和成分復(fù)雜的含鐵粉塵，由于缺乏利用技術(shù)面臨著處置利用的難題。在歐美國家，針對電廠煙氣干法脫硫副產(chǎn)物的處理利用已開展多年的研究，擁有比較成熟的技術(shù)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，主要用于礦井回填、土地復(fù)墾、道路路基建設(shè)等方面。如美國俄亥俄州已經(jīng)利用電廠干法脫硫副產(chǎn)物為路基材料，建設(shè)了多條不同等級(jí)的高速公路。而針對燒結(jié)干法脫硫副產(chǎn)物的處置利用少見報(bào)道。在國內(nèi)，無論是電廠煙氣干法脫硫副產(chǎn)物還是燒結(jié)干法脫硫灰，其處置利用研究工作則還剛起步，燒結(jié)干法脫硫灰基本上采取填埋或堆置方式處理。為了避免在解決大氣SO2污染的同時(shí)因脫硫副產(chǎn)物得不到及時(shí)有效處置利用而引發(fā)新的二次污染，迫切需要研究開發(fā)燒結(jié)干法脫硫灰的利用技術(shù)途徑。粉煤灰是燃煤電廠產(chǎn)生的工業(yè)廢棄物。粉煤灰具有火山灰活性已作為一種活性礦物摻合料在混凝土制備中得到應(yīng)用，但由于其早期活性低，在混凝土膠凝材料中大多充當(dāng)非活性填料，大大制約其高效利用。燒結(jié)脫硫灰是一種高鈣高硫型固廢物，筆者研究發(fā)現(xiàn)其具有硫酸鹽礦物激發(fā)作用，在粉煤灰中添加少量燒結(jié)脫硫灰可有效提高粉煤灰摻合料的強(qiáng)度活性。經(jīng)檢索，未見有關(guān)燒結(jié)脫硫灰用于粉煤灰摻合料的技術(shù)文獻(xiàn)和燒結(jié)脫硫灰改性粉煤灰礦物摻合料的設(shè)計(jì)及制備技術(shù)的相關(guān)專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于利用燒結(jié)干法脫硫灰激發(fā)粉煤礦物灰摻合料的強(qiáng)度活性，并提出一種制備燒結(jié)干法脫硫灰改性粉煤灰的方法，以制備出性能優(yōu)于GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的高性能混凝土礦物摻合料。本發(fā)明可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種用于水泥和混凝土中的改性粉煤灰，其特征在于，原料組成為F類粉煤灰或C類粉煤灰95wt% 99wt%，燒結(jié)干法脫硫灰lwt%-5wt%。 所述的F類粉煤灰或C類粉煤灰指標(biāo)符合GB/T 1596-2005-2008《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》要求所述F類粉煤灰細(xì)度不大于25. 0%，需水量比不大于105%，燒失量不大于8. 0%,含水量不大于I. 0%,三氧化硫不大于3. 0%,游離氧化鈣不大于I. 0%,安定性不大于5. Omm ;所述C類粉煤灰細(xì)度不大于25. 0%，需水量比不大于105%，燒失量不大于8. 0%，含水量不大于I. 0%，三氧化硫不大于3. 0%，游離氧化鈣不大于4. 0%，安定性不大于5. 0mm。
所述燒結(jié)干法脫硫灰為燒結(jié)煙氣干法脫硫工藝產(chǎn)生的含硫酸鹽物質(zhì)的脫硫副產(chǎn)物，其主要化學(xué)成分為:Si02 I. 0wt% 14. 5wt%、CaO 28. 5wt% 50. 5wt%、MgO0. 5wt% 2. 5wt%>Al2O3 0. 5wt% 10wt%和 SO3 2. 0wt% 5wt%,含水量不大于 Iwt 比表面積不小于400m2/kg。本發(fā)明所述改性粉煤灰的制備方法為將F類粉煤灰或C類粉煤灰和燒結(jié)脫硫灰按照以下比例混合F類粉煤灰或C類粉煤灰95wt% 99wt%,燒結(jié)干法脫硫灰lwt%_5wt%。上述方法制得的改性粉煤灰其各項(xiàng)指標(biāo)仍符合GB/T 1596-2005-2008《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》要求細(xì)度不大于25. 0%，需水量比不大于105%，燒失量不大于8. 0%，含水量不大于I. 0%，三氧化硫不大于3. 0%，游離氧化鈣不大于4. 0%，安定性合格，強(qiáng)度活性指數(shù)不小于78%。上述技術(shù)方案的采用使得本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)勢本發(fā)明的改性粉煤灰較普通粉煤灰28天活性指數(shù)有較大提高；細(xì)度要求可適當(dāng)降低，可有效降低粉煤灰粉磨能耗。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明，以下實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在閱讀了本發(fā)明記載的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。本發(fā)明所采用的原材料C類粉煤灰(指標(biāo)符合GB/T 203-2008)、燒結(jié)干法脫硫灰(其含水量不大于1%，比表面積不小于400m2/kg)。實(shí)施例I :C類粉煤灰99wt%，28d活性指數(shù)77% ；燒結(jié)干法脫硫灰lwt%。將以上二種物料經(jīng)機(jī)械攪拌混合均勻后制成改性粉煤灰。參照GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》，檢驗(yàn)活性指數(shù)。測試結(jié)果見表I。實(shí)施例2 C類粉煤灰97wt%，28d活性指數(shù)77% ；燒結(jié)干法脫硫灰3wt%。將以上二種物料經(jīng)機(jī)械攪拌混合均勻后制成改性粉煤灰。參照GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》，檢驗(yàn)活性指數(shù)。測試結(jié)果見表I。實(shí)施例3 C類粉煤灰95wt%，28d活性指數(shù)77% ；燒結(jié)干法脫硫灰5wt%。
將以上二種物料經(jīng)機(jī)械攪拌混合均勻后制成改性粉煤灰。參照GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》，檢驗(yàn)活性指數(shù)。測試結(jié)果見表I。實(shí)施例4:F類粉煤灰99wt %，28d活性指數(shù)77% ；燒結(jié)干法脫硫灰lwt%。將以上二種物料經(jīng)機(jī)械攪拌混合均勻后制成改性粉煤灰。參照GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》，檢驗(yàn)活性指數(shù)。測試結(jié)果見表I。實(shí)施例5 F類粉煤灰95wt %，28d活性指數(shù)77% ；燒結(jié)干法脫硫灰5wt%。將以上二種物料經(jīng)機(jī)械攪拌混合均勻后制成改性粉煤灰。參照GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》，檢驗(yàn)活性指數(shù)。測試結(jié)果見表I。注對比樣I組成為C類粉煤灰IOOwt %，28d活性指數(shù)77% ；對比樣2組成為F類粉煤灰100wt%，28d活性指數(shù)75% ；表I改性粉煤灰性能試驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種用于水泥和混凝土中的改性粉煤灰，其特征在于，原料組成為F類粉煤灰或C類粉煤灰95wt% 99wt%,燒結(jié)干法脫硫灰lwt%_5wt%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于水泥和混凝土中的改性粉煤灰，其特征在于，所述的F類粉煤灰或C類粉煤灰指標(biāo)符合GB/T 1596-2005-2008《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》要求所述F類粉煤灰細(xì)度不大于25. 0%，需水量比不大于105%，燒失量不大于8. 0%，含水量不大于I. 0%,三氧化硫不大于3. 0%,游離氧化鈣不大于I. 0%,安定性不大于5. Omm,所述C類粉煤灰細(xì)度不大于25. 0%，需水量比不大于105%，燒失量不大于8. 0%，含水量不大于I.0%,三氧化硫不大于3. 0%,游離氧化鈣不大于4. 0%,安定性不大于5. 0mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于水泥和混凝土中的改性粉煤灰，其特征在于，所述燒結(jié)干法脫硫灰為燒結(jié)煙氣干法脫硫工藝產(chǎn)生的含硫酸鹽物質(zhì)的脫硫副產(chǎn)物，其主要化學(xué)成分為=SiO2L 0wt% 14. 5wt%、Ca0 28. 5wt% 50. 5wt%、MgOO. 5wt% 2. 5wt%、Al2030. 5wt%"l0wt%S032. 0wt% 5wt%,含水量不大于lwt%,比表面積不小于400m2/kg。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的改性粉煤灰的制備方法，其特征在于，將F類粉煤灰或C類粉煤灰和燒結(jié)脫硫灰按照以下比例混合F類粉煤灰或C類粉煤灰95Wt9T99wt%，燒結(jié)干法脫硫灰lwt%-5wt%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于水泥和混凝土中的改性粉煤灰及其制備方法，所述改性粉煤灰，原料組成為F類粉煤灰或C類粉煤灰95wt%~99wt%，燒結(jié)干法脫硫灰1wt%-5wt%，所得改性粉煤灰其細(xì)度不大于25.0%，需水量比不大于105%，燒失量不大于8.0%，含水量不大于1.0%，三氧化硫不大于3.0%，游離氧化鈣不大于4.0%，安定性合格，強(qiáng)度活性指數(shù)不小于78%。本發(fā)明的改性粉煤灰較普通粉煤灰28天活性指數(shù)有較大提高；細(xì)度要求可適當(dāng)降低，可有效降低粉煤灰粉磨能耗。
文檔編號(hào)C04B18/08GK102951862SQ201210414720
公開日2013年3月6日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者顧文飛, 徐兵, 周維, 黃曉鋒 申請人:上海寶田新型建材有限公司