[发明专利]配制蒸汽加气混凝土用砌筑砂浆与抹面砂浆的方法

说明书

技术领域

本发明属于水泥制备的技术领域，尤其涉及使用烧结料或废料或废物作为砂浆、混凝土的技术领域。

背景技术

本发明是利用工业废弃物钢渣、粉煤灰与脱硫石膏，辅以少量的外加剂与激发剂形成一种新型的复合胶凝材料，利用该胶凝材料配制蒸汽加气混凝土用砌筑砂浆与抹面砂浆。

水泥是传统的凝胶材料，在为人类经济发展与社会进步做出巨大贡献的同时由于其高资源、高能源消耗以及造成的严重环境污染，越来越不符合当前可持续发展战略的要求，因此被称为“夕阳工业”。各国纷纷出台相应的措施限制水泥工业规模的发展，竞相赋予水泥技术以更高的科技含量，使它为人类造福的同时不至于给环境造成严重的负担。同时，各国也相继发展新型的绿色胶凝材料，以取代这种传统的胶凝材料。

钢渣是炼钢工业的废渣，其排放量约为钢产量的10％左右。我国年钢产量接近2亿吨，钢渣的年排放量达到了1600万吨以上。由于受其形成过程的影响，钢渣的化学成分、矿物组成波动大；钢渣中含有大量的铁和含铁元素的化合物，难以磨至理想的细度；由于其热力史因素，与水泥相比，钢渣的活性低，水化速度慢、早强低；钢渣含有部分游离CaO、MgO，这些物质在后期遇水发生化学反应产生体积膨胀；同时由于钢渣粉细度不够等原因，其当前利用率不到10％。

我国粉煤灰量大，综合利用率低，主要以贮存为主。每1万t粉煤灰贮存占地1334m²以上，到目前为止全国粉煤灰贮量达10亿t以上，占地面积超过480km²，由于电厂遍及全国各地，又多建于城市或市郊，因此不少贮存灰场占用了大量的可耕地，造成了资金和土地资源的浪费。更重要的是粉煤灰质轻，遇到多风季节会随意飞扬，其影响范围可达数公里，造成了严重的大气污染、土壤污染和水资源污染，对大气环境和电厂周围居民的生活环境和健康造成了很大影响。燃煤电厂、炼油厂等会向大气中排放大量的有害气体二氧化硫。

对燃煤电厂排放的二氧化硫采用脱硫净化工艺技术处理，即得脱硫石膏，我国的脱硫石膏综合利用率低。这些废渣的排放、堆积，不仅消耗大量人力、财力，而且污染环境。探索这些工业废弃物的应用具有重要的现实意义。

钢渣矿物组成包括橄榄石、硅酸二钙、硅酸三钙以及少量游离CaO、MgO等具有胶凝性能的成分，在适当的条件下可以和其他成分一起产生强度。脱硫石膏的化学成分是二水硫酸钙晶体(CaSO₄·2H₂O)，其经低温煅烧后失水变成硬石膏，在脱硫石膏粉煤灰为主的体系中除自身凝结产生强度外，还起到硫酸盐激发剂的作用，有一定的激发效果。其含有少量未反应的CaCO₃和部分可溶盐，如K⁺、Na⁺盐，这些杂质的存在都可以加速水化，激发活性。粉煤灰由大量硅铝玻璃体组成，具有火山灰活性，其和脱硫石膏的体系在水泥存在及硫酸盐等激发剂的激发作用下，能形成一定强度的胶结材。水泥加水后迅速水化，产生Ca(OH)₂，和碱性激发剂一起提高体系的碱度，破坏粉煤灰的玻璃体结构，使其中的SiO₂和Al₂O₃溶解出来。Ca(OH)₂与溶解出来的SiO₂和Al₂O₃反应生成水化硅酸钙C-S-H与水化铝酸钙。脱硫石膏中的硫酸根离子就与新生成的水化铝酸钙或Ca(OH)₂和活性Al₂O₃相作用生成水化硫铝酸钙。其主要水化产物为钙矾石和水化硅酸钙，其次还有水化铝酸钙(C₂AH₈)、水化铝硅酸钙(C₂ASH₈)等，这些水化产物交织在一起产生强度。

发明内容