[发明专利]一种新型低碳复合水泥

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型低碳复合水泥，特别是一种利用固结脱硫剂燃烧生成 的低碳固结性粉煤渣生产的水泥。

技术背景

我国的能源结构85％是燃煤结构，产生大量的二氧化硫有害气体和煤灰、 煤渣。大部分煤灰、煤渣得不到综合利用，其堆存和存放会占用耕地，浸出的 有害元素和扬尘会对周围生态环境造成严重危害，因此必须对粉煤灰进行综合 利用。为此人们做了大量研究，将燃烧后的煤灰和煤渣用于水泥生产，既可以 减少环境污染，又可以降低水泥成本。

专利申请CN91107132.6公开了一种复合水泥及其掺加剂，该复合水泥中掺 加了粉煤灰，但该发明并没有解决生产出来的水泥韧性及脆性比较差，从而使 混凝土抗裂性能差、容易裂缝的难题，该发明也没有指明能否改善水泥的后期 强度。

专利ZL99109932公开了一种由水泥熟料、石膏、混合料和激发剂配制的复 合水泥，其混合料由矿渣和粉煤灰制成，激发剂主要成份为氢氧化钙和碳酸钙， 各物料的重量配比为：525号硅酸盐水泥熟料23～45％；混合料为42～66.5％， 其中：矿渣为混合料总重量的40～60％，粉煤灰为混合料总重量的60～40％； 石膏4～5％；激发剂6～10％，其中：氢氧化钙为60％，碳酸钠为40％。此专 利虽然对水泥强度及抗折抗压强度等性质有所提高，但其缺点为掺入的粉煤灰 含量不高，对粉煤灰的利用不足，对环境污染治理的效果不明显；使用的激发 剂比例过高，从而使成本提高。

专利申请CN200710057165.2公开了一种用于循环流化床锅炉的脱硫剂及 其制备方法和使用方法，以及一种粉煤灰低热水泥的制备方法。其脱硫剂的重 量百分比组成为：生石灰70～95％，萤石1～10％，锌渣1～10％，硅锰铁渣1～ 10％，钛渣1～10％。其水泥的重量百分比组成：改性粉煤灰42～81％，强度为 50～65Mpa的水泥熟料15～50％，碱性激发剂3～9％，高炉矿渣0～20％，石 膏1～5％。其改性粉煤灰是通过该发明的脱硫剂燃烧而成的，因其脱硫剂没有 降低粉煤灰含碳量的效果，所以该发明中粉煤灰的含碳量较高。虽然该发明的 水泥中改性粉煤灰的掺入量有所提高，但因粉煤灰的高碳仍不能使其全部的应 用于水泥生产，因而对粉煤灰的利用仍然不足，不利于环境污染的治理和成本 的降低。同时，使用的激发剂比例较高，从而使成本提高。

发明内容

针对目前利用煤灰和煤渣生产水泥的缺陷，本发明提供了一种低碳粉煤渣 生产的水泥，本水泥利用了使用固结脱硫剂脱硫燃烧形成的固结性粉煤渣，由 于此种粉煤渣含碳量低、品质高可全部用于水泥的生产，从而克服了目前粉煤 灰只有25～50％可以用于水泥生产的难题，从而节约了成本，解决了粉煤灰堆 积对环境的污染，为企业取得良好的经济效益。

固结性粉煤渣是利用固结性脱硫剂燃烧生成的煤灰和煤渣，粉煤渣是高硅、 高铝、低钙的硅酸盐玻璃体，其结构牢固，活性差，必须将Si-O键和Al-O键 断裂，才能提高粉煤渣活性，反应形成新的水硬性和气硬性水化产物。而Si-O 键的断裂，主要受碱度影响。同时，硫酸盐激活作用也可以促进粉煤渣玻璃体 的解体，使粉煤渣活性的提高，加速对水硬性和气硬性胶凝物质的形成。这种 经过解体作用的粉煤渣可生产32.5^#、42.5^#水泥，该水泥可用于建筑工程、水利 工程、公路建设，也可做优质高强混凝土。

本发明使用的固结粉煤渣是通过以下配方的固结脱硫剂燃烧后形成，固结 脱硫剂的配方为：生石灰60～95、硅灰石1～8、氯化钙1～6、页岩1～10、石 盐1～8；优选为生石灰78～94、硅灰石1.5～6、氯化钙1.5～4、页岩1.5～7、 石盐1.5～5。本发明中使用的固结粉煤渣通过钙硫比2～9∶1，优选为3～7∶1 烧结而成。因其脱硫燃烧后的粉煤灰含碳量仅为3～5％，而且品质高，从而可 以全部用于水泥生产。

本发明的粉煤渣低碳复合水泥由利用固结脱硫燃烧生成的低碳粉煤渣、水 泥熟料、矿渣、石膏、激发剂和生石灰配制而成。

以下各组分的重量以重量份计。

本发明的粉煤渣低碳复合水泥含固结性粉煤渣60～85，水泥熟料12～30， 矿渣5～15，石膏1～8，激发剂0.4～2和生石灰3～15。

本发明的优选方案为：固结性粉煤渣70～80，水泥熟料15～25，矿渣10～ 12，石膏1～5，激发剂1～1.6和生石灰3～10。