[发明专利]一种石灰激发大掺量工业废渣低碳水泥及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石灰激发大掺量工业废渣低碳水泥及其制备方法。本发明的石灰激发大掺量工业废渣低碳水泥，其特征在于，按重量份数包括以下组分：水泥熟料10‑40份，粉煤灰1‑35份，矿粉20‑45份，石灰3‑10份，石膏3‑7份，激发剂1‑4份。按比例将水泥熟料和石膏混合和进行共同粉末，待达到细度要求后，将其与粉煤灰、矿渣、石灰、激发剂进行混合和均化。利用本方法制备出的复合硅酸盐水泥具有水泥熟料用量少，生产过程碳排放量和能耗低，早期强度高，后期强度增进率大等优点。

技术领域：

本发明涉及一种石灰激发大掺量工业废渣低碳水泥及其制备方法，硅酸盐水泥制备技术领域。

背景技术：

我国是世界水泥生产大国，2017年中国水泥产量为23.2亿吨，约占全世界水泥产量的60％。然而，水泥生产是高能耗高污染产业，这主要是因为水泥生产过程中需要高温煅烧(约1450℃)。因此，每生产一吨的水泥的会排放0.8-1吨的CO₂，消耗约5500MJ的能量。同时水泥生产过程带来的粉尘及噪音污染也会对生态环境产生负面影响。而且目前水泥生产会消耗大量的高品位的石灰石和黏土，对不可再生自然资源的过渡消耗日益严重。与此同时，矿渣、钢渣、粉煤灰、煤矸石、赤泥等工业固体废弃物仍未得到充分利用。以粉煤灰为例，目前我国的粉煤灰年排放量约为6亿吨，然而其利用率仅有70％，大量的粉煤灰仍只能采用集中堆放的形式进行处理，占用了大量土地资源并带来严重的粉尘污染。目前最为有效的利用这些工业废弃物的方法就是将这些工业废弃物作为辅助胶凝材料掺入水泥基材料当中，这不仅提高了工业废弃物的利用率，还可以改善水泥基材料的性能。

我国硅酸盐水泥标准GB175-2007中规定，含有硅酸盐水泥及两种或两种以上的混合材料制备的水泥即称为复合硅酸盐水泥，因此该种水泥较普通硅酸盐水泥相比具有较低的能耗的碳排放。但目前我国复合硅酸盐水泥中的水泥或水泥熟料的掺量普遍在40-70％(质量分数，下同)，这主要是由于在水泥中作为混合材的工业废弃物其活性普遍较低，在低水泥熟料掺量条件下，复合硅酸水泥中的混合材无法得到充分激发和水化，难以满足水泥的强度要求。因此现有复合硅酸盐水泥制备方法及其专利中水泥熟料掺量仍相对较高且生产工艺较为复杂，同时往往需要较高掺量的化学激发剂，难以进一步实现低能耗和低碳排放的要求。因此新型低碳低能耗的水泥急需研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种石灰激发大掺量工业废渣低碳水泥及其制备方法，与目前市场上的常规复合硅酸盐水泥相比，该新型石灰激发大掺量工业废渣低碳水泥碳排放量耗降低了约60-70％，生产能耗降低了约50-60％。同时生产成本较目前市场上的常规复合硅酸盐水泥降低了约30％-40％，较好的解决了以上问题。

上述的目的通过以下技术方案实现：

一种石灰激发大掺量工业废渣低碳水泥，按重量份数包括以下组分：

水泥熟料5-25份，

粉煤灰20-35份，

矿粉30-50份，

石灰6-12份，

石膏5-9份，

激发剂1-4份。

所述的石灰激发大掺量工业废渣低碳水泥，所述的水泥熟料的粒度需满足比表面积350-500m²/kg，且硅酸盐水泥熟料3d抗压强度应大于等于30MPa，硅酸盐水泥熟料28d抗压强度应大于等于52.5MPa。

所述的石灰激发大掺量工业废渣低碳水泥，所述的粉煤灰粒度需满足比表面积350-450m²/kg，且烧失量≤8％，活性指数≥70％。

所述的石灰激发大掺量工业废渣低碳水泥，所述的矿粉粒度需满足比表面积350-450m²/kg。