一種加氣混凝土砌塊及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種加氣混凝土砌塊及其制備方法。該加氣混凝土砌塊由脫硫灰渣、硅質(zhì)校正原料、石灰、水泥、及鋁粉組成，所述加氣混凝土砌塊中各種物料的干基重量百分比為：脫硫灰渣40%～65%，硅質(zhì)校正原料為10%～35%，石灰10%～20%，水泥5%～15%，鋁粉為0.1～0.2%。本發(fā)明將加氣混凝土砌塊中脫硫灰渣的摻量為40%～65%，砌塊中固廢的利用率高，產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性好，生產(chǎn)的加氣混凝土砌塊性能優(yōu)良。而且，其在制備過程中原料不需要經(jīng)過烘干處理，保持正常的澆筑和靜停溫度，降低生產(chǎn)成本和提高企業(yè)效益，制備過程不產(chǎn)生二次污染，具有綠色、環(huán)保的特點。
【專利說明】一種加氣混凝土砌塊及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固體廢棄物資源化利用領(lǐng)域，尤其涉及一種加氣混凝土砌塊及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國不斷加強SO2污染的控制，越來越多的燃煤電廠或冶煉行業(yè)采用脫硫工藝處理排放煙氣。干法、半干法脫硫工藝具有占地面積小、運行效率高、維護費用低、無廢酸廢水排放等優(yōu)點，在我國鋼鐵、火力發(fā)電等行業(yè)得到廣泛應用。
[0003]脫硫灰渣是干法、半干法脫硫產(chǎn)生的固體廢棄物，歐洲對脫硫灰的研究較早，目前已經(jīng)基本上實現(xiàn)全部資源化利用，主要用于建筑工業(yè)回填，少量用于土壤修復、路基材料和水泥工業(yè)中。根據(jù)美國煤燃燒協(xié)會(ACAA)對脫硫灰的分類統(tǒng)計表明，美國90%脫硫灰已經(jīng)資源化利用，其中半數(shù)以上用于煤礦回填區(qū)域用于廢物穩(wěn)定和固化。
[0004]我國脫硫工作開展較晚，對脫硫灰的綜合利用研究尚處于起步階段，由于脫硫灰含有大量亞硫酸鈣和游離鈣，并且化學成分極其不穩(wěn)定，以脫硫灰替代天然石膏作緩凝劑生產(chǎn)水泥，或者替代粉煤灰水泥制品，都對水泥或制品的質(zhì)量造成嚴重影響，難以利用。目前我國脫硫灰主要采用堆放或填埋的方式處理，不但占用大量土地，而且造成環(huán)境污染，因此急需解決脫硫灰的資源化利用問題。
[0005]加氣混凝土砌塊，以其輕質(zhì)、隔音、保溫、抗震的優(yōu)越性能，已成為我國大力推廣的新型環(huán)保的建筑圍護材料。粉煤灰加氣混凝土砌塊的原料主要是粉煤灰，約占70%。由于我國近年來基礎設施建設不斷加快，粉煤灰作為優(yōu)質(zhì)摻合料在商品混凝土中大量使用，使很多地區(qū)都出現(xiàn)了粉煤灰短缺、價格不斷攀升的情況，導致加氣混凝土企業(yè)生產(chǎn)成本增加，因此急需開發(fā)出新的廉價原料`及配套生產(chǎn)技術(shù)。因此利用脫硫灰渣制備加氣混凝土砌塊，不但能消納固廢，而且能獲得優(yōu)質(zhì)的建筑材料。
[0006]目前我國關(guān)于脫硫灰渣制備加氣混凝土砌塊的相關(guān)文獻和專利并不多見，近期公布的專利有以下幾個:
[0007]上海寶田新型建材有限公司《一種含燒結(jié)脫硫灰的蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊及其制備方法》(CN103304262)，涉及的制備方法對脫硫灰并沒有進行任何特殊處理，所以只能采用10%~25%的脫硫灰制備加氣混凝土砌，粉煤灰仍然是其主要原料(占40~55%)。
[0008]煙臺大學《用垃圾焚燒爐渣和脫硫灰渣生產(chǎn)加氣混凝土的方法》(CN103387412)，提供一種用垃圾焚燒爐渣和固硫灰渣生產(chǎn)加氣混凝土的方法，原料質(zhì)量百分比為固硫灰渣35%~65%，硅酸鹽水泥5%~15%，生石灰10%~20%，垃圾焚燒爐渣10%~40%，利用了垃圾焚燒爐渣中少量的金屬鋁成分作為加氣混凝土的發(fā)氣劑制備加氣混凝土砌塊。所用固硫灰渣需要先經(jīng)過烘干和粉磨至80微米以下，制備料漿用60°C熱水，澆筑后需要在60°C環(huán)境下靜停。該專利雖然設計采用35%~60%的固硫灰渣制備加氣混凝，但固硫灰渣首先需要經(jīng)過烘干然后粉磨80微米以下處理，然后用60°C熱水制漿，澆筑之后的靜停溫度也為60°C，與常規(guī)制備方法相比需要添置烘干機，且制漿、靜停溫度均明顯提高。這不但增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本，而且較高的物料和環(huán)境溫度給工人的日常生產(chǎn)操作也帶來一定困難。
[0009]利用脫硫灰制備加氣混凝土的相關(guān)的文獻報道有:河北工程大學單俊鴻的研究表明，脫硫渣可以替代石膏和粉煤灰用于生產(chǎn)加氣混凝土，但對其摻量要加以限制，只能摻入15%，否則強度下降，難以生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。
[0010]河南理工大學劉素霞的研究發(fā)現(xiàn)，脫硫灰替代粉煤灰生產(chǎn)加氣混凝土砌塊，會造成靜停時間延長和砌塊強度降低，脫硫灰摻入量能達到干料質(zhì)量的35%，但普通粉煤灰仍需加入40%，才能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。
[0011]綜上所述，由于干法和半干法脫硫灰渣物理性質(zhì)復雜、化學成分不穩(wěn)定、活性低等問題，按常規(guī)方法在大量用于生產(chǎn)加氣混凝土砌塊時，產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和生產(chǎn)的穩(wěn)定性均受到嚴重影響。為提高脫硫灰渣在加氣混凝土砌塊中的摻量，必須進行原料組配和處理，并結(jié)合現(xiàn)有的生產(chǎn)條件實現(xiàn)工藝優(yōu)化，提出經(jīng)濟可行的解決方案，達到降低成本、提高質(zhì)量的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種加氣混凝土砌塊及其制備方法。脫硫灰渣在加氣混凝土砌塊中的摻量按干基重量計達40%~65%，根據(jù)GBl 1968《加氣混凝土砌塊》進行檢測，砌塊的干容重為B06級別，抗壓強度能夠達到A3.5強度級別的要求，該方法工藝簡單，成本低，能大量消納固廢。
[0013]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為:
[0014]一種加氣混凝土砌塊，其由脫硫灰渣、硅質(zhì)校正原料、石灰、水泥、及鋁粉組成，所述加氣混凝土砌塊中各種物料`的干基重量百分比為:脫硫灰渣40%~65%，硅質(zhì)校正原料為10%~35%，石灰10%~20%，水泥5%~15%，鋁粉為0.1~0.2%。
[0015]上述方案中，所述加氣混凝土砌塊中各種物料的干基重量百分比優(yōu)選為:脫硫灰渣50%~55%，硅質(zhì)校正原料20%~25%，所述脫硫灰渣和硅質(zhì)校正原料兩種物料之和為75% ;石灰15%，水泥9.9%，鋁粉0.1%。
[0016]上述方案中，所述脫硫灰渣為煙氣干法或者半干法脫硫的產(chǎn)物，化學組成由亞硫酸鈣、硫酸鈣、碳酸鈣、氫氧化鈣、氯化鈣、氟化鈣以及粉煤灰組成，SO3含量5%~25%，水分含量I~10%的粉狀物料。
[0017]上述方案中，所述硅質(zhì)校正原料為石英砂、尾礦砂、或石屑中的一種或者兩種以上的混合，所述娃質(zhì)校正原料中的SiO2的質(zhì)量百分含量大于70%。
[0018]上述方案中，所述石灰為活性CaO含量大于80%的生石灰或消石灰，粉磨至0.08mm方孔篩篩余〈15%。
[0019]上述方案中，所述水泥為32.5等級以上的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、或復合硅酸鹽水泥。
[0020]上述方案中，所述鋁粉為鋁含量大于90%以上的鋁粉或者鋁粉膏。
[0021]加氣混凝土砌塊的制備方法，先將脫硫灰渣與硅質(zhì)校正原料采用濕法粉磨工藝制備成料漿，再與石灰、水泥、鋁粉攪拌，澆筑到模具中靜停、切割后在蒸壓釜中養(yǎng)護得到加氣混凝土砌塊，所述靜停環(huán)境溫度為25~45°C，靜停時間為2~3小時。
[0022]上述方案中，將脫硫灰渣與硅質(zhì)校正原料喂入濕法粉磨設備中制成料漿，料漿的粉磨細度為0.08mm方孔篩的篩余〈15%，料漿的水料比為0.55~0.65，所加入的水為常溫水；其具體步驟為將脫硫灰渣、硅質(zhì)校正原料和水按照設定比例加入濕法球磨機中粉磨制成料漿，固體物料配料比例按照砌塊的干基配合比計算配料，例如脫硫灰渣為50%、硅質(zhì)校正原料為25%時，脫硫灰渣與硅質(zhì)校正原料按照2:1喂料，濕法粉磨時的加水量按照水料比為0.55~0.65，料漿的粉磨細度控制為0.08mm方孔篩篩余〈15%。
[0023]上述方案中，所述蒸壓釜養(yǎng)護的壓力為1.0~1.5MPa，養(yǎng)護時間為6~10h。
[0024]本發(fā)明的原理為:本發(fā)明采用將脫硫灰渣與少量石英砂、尾礦或者石屑等校正原料混合濕法粉磨制漿的方法，脫硫灰渣在加氣混凝土中摻量能提高到40%~65%，而制漿水溫和靜停溫度與一般加氣混凝土生產(chǎn)過程相同，其原理為:
[0025](I)激發(fā)脫硫灰渣活性:粉磨過程中通過磨機中研磨體和石英砂尾礦、尾礦或者石屑等其他耐磨物料對脫硫灰渣的研磨作用，破壞了原來脫硫灰渣表面的脫硫產(chǎn)物覆蓋層，提高脫硫灰渣的水化活性，從而克服了原來加氣混凝土中使用脫硫灰渣造成胚體強度下降、切割破損率高，蒸壓后脆裂等產(chǎn)品質(zhì)量問題；
[0026](2)調(diào)整料漿化學組分: 脫硫灰渣中CaO含量高，而SiO2含量較低，通過原料組配加入SiO2含量>70%的石英砂、尾礦砂、石屑等校正原料，可提高料漿中SiO2含量，使砌塊中的硅鈣比更為合理，在蒸壓過程中通過水熱合成反應可形成更多的托勃莫來石結(jié)晶產(chǎn)物，從而提高了加氣混凝土砌塊的強度；
[0027](3)提高了原料適應性:采用濕法粉磨的工藝處理脫硫灰渣，工業(yè)化生產(chǎn)時對脫硫灰渣等原料的水分、細度適應性強，不但可以處理粉狀物料，也可以處理已經(jīng)板結(jié)的陳放灰，物料水分、粒度變化不影響生產(chǎn)，原料的適應性增強。
[0028](4)提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性:通過粉磨過程中調(diào)整和控制料漿的水分、細度，還可通過調(diào)整脫硫灰和校正原料比例來控制料漿的化學成分，大大減少了脫硫灰渣水分、細度、比表面積、化學成分等波動及其對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，提高了加氣混凝土砌塊生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。
[0029]本發(fā)明的有益效果為:
[0030]I)本發(fā)明將加氣混凝土砌塊中脫硫灰渣的摻量為40%~65%，砌塊中固廢的利用率高，產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性好，生產(chǎn)的加氣混凝土砌塊按照GB11968《加氣混凝土砌塊》檢測，干容重為B06，強度可達到A3.5等級合格品的要求。
[0031]2)本發(fā)明中除了可大量利用脫硫灰渣，還可再利用10%~35%的石屑、尾礦砂等固廢，大大拓寬了加氣混凝土企業(yè)的原料范圍，制備過程中各種原料都不需要經(jīng)過烘干處理，保持正常的澆筑和靜停溫度，降低生產(chǎn)成本和提高企業(yè)效益，制備過程不產(chǎn)生二次污染，具有綠色、環(huán)保的特點。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述，當然下述實施例不應理解為對本發(fā)明的限制。
[0033]實施例1:
[0034]脫硫灰渣取自廣東梅州梅縣發(fā)電廠，為含少量水分的粉狀固體，SO3含量為8.32% ；尾礦砂取自廣東梅縣南口鎮(zhèn)，為直徑為小于Imm的細砂狀固體，SiO2含量為82.60%。[0035]料漿制備:將脫硫灰渣、尾礦砂按照砌塊的干基配合比進行配料，在濕法球磨機中與常溫水粉磨制備成料漿，料漿水料比為0.58，細度為0.08mm篩余為12%。
[0036]將料漿與42.5普通硅酸鹽水泥(梅州塔牌水泥)和石灰按照設計比例在攪拌機內(nèi)攪拌120秒，待料漿溫度達到40°C后加入計量好的鋁粉再攪拌45秒，澆筑到模具中，在40°C環(huán)境中靜停2h后，脫模并切割，再置于1.2MPa的蒸壓釜中養(yǎng)護8小時，制得加氣混凝土砌塊。
[0037]將砌塊按照GB11968《蒸壓加氣混凝土砌塊》進行檢測，測定砌塊的干容重和抗壓強度。不同試樣的配合比和干容重、抗壓強度測定結(jié)果見表1所示。
[0038]表1不同砌塊的配合比與干容重、抗壓強度測定結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種加氣混凝土砌塊，其特征在于，其由脫硫灰渣、硅質(zhì)校正原料、石灰、水泥、及鋁粉組成，所述加氣混凝土砌塊中各種物料的干基重量百分比為:脫硫灰渣40%~65%，硅質(zhì)校正原料為10%~35%，石灰10%~20%，水泥5%~15%，鋁粉為0.1~0.2%。
2.如權(quán)利要求1所述的加氣混凝土砌塊，其特征在于，所述加氣混凝土砌塊中各種物料的干基重量百分比為:脫硫灰渣50%~55%，硅質(zhì)校正原料20%~25%，所述脫硫灰渣和硅質(zhì)校正原料兩種物料之和為75% ;石灰15%，水泥9.9%，鋁粉0.1%。
3.如權(quán)利要求1所述的加氣混凝土砌塊，其特征在于，所述脫硫灰渣為煙氣干法或者半干法脫硫的產(chǎn)物，化學組成由亞硫酸鈣、硫酸鈣、碳酸鈣、氫氧化鈣、氯化鈣、氟化鈣以及粉煤灰組成，SO3含量5%~25%，水分含量I~10%的粉狀物料。
4.如權(quán)利要求1所述的加氣混凝土砌塊，其特征在于，所述硅質(zhì)校正原料為SiO2質(zhì)量百分含量大于70%的石英砂、尾礦砂或石屑等一種或者兩種以上原料的混合。
5.如權(quán)利要求1所述的加氣混凝土砌塊，其特征在于，所述石灰為活性CaO含量大于80%的生石灰或消石灰，粉磨至0.08mm方孔篩篩余〈15%。
6.如權(quán)利要求1所述的加氣混凝土砌塊，其特征在于，所述水泥為32.5等級以上的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、或復合硅酸鹽水泥。
7.如權(quán)利要求1所述的加氣混凝土砌塊，其特征在于，所述鋁粉為鋁含量大于90%以上的招粉或者招粉膏。
8.如權(quán)利要求1所述的加氣混凝土砌塊的制備方法，其特征在于，先將脫硫灰渣與硅質(zhì)校正原料采用濕法粉磨工藝制備成料漿，再與石灰、水泥、鋁粉攪拌，澆筑到模具中靜停、切割后在蒸壓釜中養(yǎng)護得到加氣混凝土砌塊，所述靜停環(huán)境溫度為25~45°C。
9.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，將脫硫灰渣與硅質(zhì)校正原料喂入濕法粉磨設備中制成料漿，料漿的粉磨細度為0.08mm方孔篩的篩余〈15%，料漿的水料比為0.55~0.65，所加入的水為常溫水。
10.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述蒸壓釜養(yǎng)護的壓力為1.0~1.5MPa，養(yǎng)護時間為6~IOh0
【文檔編號】C04B28/10GK103755378SQ201310716501
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】黃赟, 鄒挺方 申請人:武漢理工大學, 梅縣金蔡蒸壓粉煤灰磚廠