[发明专利]一种电石渣及芒硝激发的地聚物砌块的制备方法

说明书

本发明提供一种电石渣及芒硝激发的地聚物砌块的制备方法，根据粉煤灰地聚物制备过程的原理，该方法原料主要包括工业固废电石渣、芒硝、粉煤灰、脱硫灰、水，采用球磨、筛分、混合、搅拌、成型、养护工序制成。本发明中采用电石渣和芒硝等固废代替传统的液碱和水玻璃溶液做激发剂来激发粉煤灰中硅铝物质，一方面可以减少水泥的使用，减少CO₂的排放，另一方面得到的地聚物砌块具有良好的性能，满足砌块的要求，显著降低了生产地聚物砌块的成本，降低激发剂的使用和运输成本，同时实现了固废电石渣和芒硝的循环利用。制备所得地聚物砌块具有良好的使用性能。

技术领域

本发明属于建筑材料制备和固体工业固废回收利用领域，尤其涉及一种电石渣及芒硝激发的地聚物砌块的制备方法。

背景技术

随着我国快速发展，城市化进程加快，急需大量建筑材料，地质聚合物(Geopolymer)，简称地聚物，是一种使用铝硅酸盐在碱性环境中反应制备所得的一种粘合剂。这种材料具有优良的机械性能和耐酸碱、耐火、耐高温的性能。地聚物的生产原料来源广泛、耗能低、污染低、工艺简单，是一种可持续发展的绿色材料。传统的地聚物多以粉煤灰作为铝源和硅源，采用水玻璃与液碱活化作为碱性激发剂与其反应以产生强度。使用水玻璃和液碱进行生产时成本较高，并且液碱的运输过程也存在风险大和成本高的缺点。

电石渣是一种主要成分为氢氧化钙的工业固废，每产生1吨电石要排放约1.2吨电石渣，每年全国排放量约3100万吨。电石渣较高的氢氧化钙含量和碱性使其具备了一定的回收利用价值，但目前电石渣的回收利用技术还不成熟，难以进行大规模的消化利用。芒硝是氯碱工业和盐湖生产产生的一种副产物，目前市场上呈现供大于求的局面，一些地区大量芒硝只能进行堆存。这两种固废的储存不仅占用土地，也会引起环境污染，因而亟待寻找这类废渣的利用途径。

发明内容

本发明目的在于，提供一种电石渣及芒硝激发的地聚物砌块的制备方法，根据粉煤灰地聚物制备过程的原理，该方法原料主要包括工业固废电石渣、芒硝、粉煤灰、脱硫灰、水，采用球磨、筛分、混合、搅拌、成型、养护工序制成。本发明中采用电石渣和芒硝等固废代替传统的液碱和水玻璃溶液做激发剂来激发粉煤灰中硅铝物质，一方面可以减少水泥的使用，减少CO₂的排放，另一方面得到的地聚物砌块具有良好的性能，满足砌块的要求，显著降低了生产地聚物砌块的成本，降低激发剂的使用和运输成本，同时实现了固废电石渣和芒硝的循环利用。制备所得地聚物砌块具有良好的使用性能。

本发明所述的一种电石渣及芒硝激发的地聚物砌块的制备方法，该方法按下列步骤进行：

a、原料的前处理：将原料为质量分数60-90％的粉煤灰和质量分数5％-10％的脱硫石膏分别进行研磨，筛分得到粒径150-350目粗细的粉煤灰，除杂，干燥备用；

b、激发剂的前处理：将激发剂为质量分数5％-15％的电石渣和质量分数0％-10％的芒硝中的一种或多种分别进行研磨，筛分，除杂、干燥，再加入添加剂为质量分数0-5％的氢氧化钠、碳酸钠、石灰、水玻璃中的一种或几种混合均匀；

c、将步骤a处理的原料和步骤b处理的激发剂加入所占干物料重量的20％-40％的水进行混合搅拌，得到地聚物胶凝材料，然后放入模具中，振动两分钟，得到地聚物半成品，再将得到的半成品置于养护箱中，温度25-90℃，湿度50-100％，养护时间3-28天，脱模，得到地聚物砌块。

步骤a中所述的粉煤灰质量分数为70-90％。

步骤c中温度40-70℃，湿度80％-100％。

本发明所述的一种电石渣及芒硝激发的地聚物砌块的制备方法，该方法相对传统地聚物砌块制备技术的优势在于使用工业废弃物代替了价格较高的氢氧化钠和水玻璃做激发剂，有效的降低了原材料成本。并且用固体激发剂代替液体激发剂能够有效提升原材料的运输效率，降低运输成本。此外该方法对电石渣和芒硝等工业废弃物能够实现大规模的无害化处理，因此，本发明所述技术具有很好的推广利用前景。