[发明专利]具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土及其制备方法。

背景技术

石膏资源丰富，特别是工业副产石膏，如磷石膏、脱硫石膏和氟石膏等，目前还得不到有效地利用，这不仅造成资源浪费，还造成环境污染。例如，磷石膏是磷化工企业的工业废渣，我国每年排放量已超过5000万吨，累计堆积磷石膏已超过2亿吨，目前利用率只有20％左右，大量堆积不但占用了大量土地，而且对环境造成严重污染，甚至构成安全隐患，加快对磷石膏的资源化利用已经刻不容缓。氟石膏是氟化钙用硫酸处理制取氢氟酸后残存的渣子再用石灰中和过量的硫酸所得的废渣，主要成分是二水石膏。此外，随着电厂和一些燃煤企业强制脱硫，我国近年来脱硫石膏年产生量已经达到1000万吨。目前，脱硫石膏利用率仅为7％左右，脱硫石膏作为环保副产品逐渐衍变成一种固体废弃物污染，急需解决。

矿渣是钢铁厂排出的工业废渣，资源丰富、价格低廉。其主要的化学成分是：二氧化硅(SiO₂)、三氧化二铝(Al₂O₃)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化锰(MnO)、氧化铁(FeO)等。目前主要用作水泥的混合材，掺量一般在20％～50％(质量百分比)，主要目的是为了降低水泥生产成本。

钢渣是炼钢过程中产生的废渣，数量约为钢产量的15％～20％，是仅次于高炉水渣之后的大宗冶金废渣，目前利用率仅约为10％，还无法进行有效利用。每年除用于对少量工程回填地基外，绝大部分都弃之钢铁厂周边。几十年来，已堆积成山，有的绵延10多公里，不仅侵占了大批土地良田，并造成了对空气、水质等的二次污染，严重地破坏了环境，给周边地区带来生态灾难。

“一种矿渣硫酸盐水泥及其制备方法”(专利号：ZL200810197319.2)给出了以磷石膏(或脱硫石膏或氟石膏)为主要原料制造矿渣硫酸盐水泥的方法，是由矿渣、石膏、石灰石和外加剂原料混合而成，各原料所占质量百分数为：矿渣20％～75％，石膏20％～70％，石灰石0.01％～40％，外加剂0.01％～10％。所述的外加剂为：硅酸盐水泥熟料、石灰、钢渣、氢氧化钙、强碱、强碱盐中的任意一种或任意二种以上的混合，任意二种以上混合时为任意配比。该发明可以大量利用工业副产石膏及工业废渣，工艺简单、成本低、能耗少、有利于环保。但是，该发明制造的水泥起砂和碳化性能较差，施工后水泥混凝土表面容易与空气中的二氧化碳反应而碳化，使混凝土表面强度降低，影响耐久性；而且，混凝土表面容易起砂，使混凝土表面砂粒脱落，影响混凝土的美观。此外，该发明还必须将磷石膏、脱硫石膏、氟石膏等石膏烘干并磨成粉体，需要耗费大量能源并增加生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗起砂和抗碳化性能好的石膏基混凝土及其制备方法，该方法工艺简单、成本低。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土，其特征在于它包括工业副产石膏、钢渣粉、矿渣粉、硅酸盐类水泥、砂子、石子和聚羧酸类外加剂组成，各原料所占质量份数为：工业副产石膏5.51～10.26份、钢渣粉0.10～1.10份、矿渣粉7.60～11.40份、硅酸盐类水泥0.00～0.90份、砂子27.00～32.00份、石子42.96～47.96份、聚羧酸类外加剂0.03～0.30份。

各原料所占质量份数最佳为：工业副产石膏7.70～9.41份，钢渣粉0.17～0.21份，矿渣粉8.55～10.45份，硅酸盐类水泥0.68～0.83份，砂子28.00～31.00份，石子44.96～45.96份，聚羧酸类外加剂0.21～0.26份。

上述具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土的制备方法(方法之一)，其特征在于它包括如下步骤：

1)将矿渣、钢渣分别烘干粉磨至比表面积大于280m²/kg(最佳400m²/kg～600m²/kg)，得到矿渣粉和钢渣粉，备用；

2)按各原料所占质量份数为：工业副产石膏5.51～10.26份、钢渣粉0.10～1.10份、矿渣粉7.60～11.40份、硅酸盐类水泥0.00～0.90份、砂子27.00～32.00份、石子42.96～47.96份、聚羧酸类外加剂0.03～0.30份，选取工业副产石膏、钢渣粉、矿渣粉、硅酸盐类水泥、砂子、石子和聚羧酸类外加剂，备用；选取水，备用；