[发明专利]一种利用花岗岩石粉和燃煤渣制备一体化胶凝材料的方法

说明书

本发明公开一种利用花岗岩石粉和燃煤渣制备一体化胶凝材料的方法，包括以下步骤：将花岗岩石粉和燃煤渣混合后粉磨，得到混合料A；将氢氧化钠、氧化钙、碳酸钠和/或碳酸氢钠、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝、硅酸钠混合均匀，配制成化学药剂H；将混合料A与化学药剂H混合均匀，随后在有氧气氛下焙烧，得到胶凝材料前驱粉体；将胶凝材料前驱粉体与水混合均匀，经成型养护，得到固化成型的胶凝材料。本发明通过将花岗岩石粉与燃煤渣共同活化，提高可溶性硅铝组分的含量，并通过配制化学药剂H实现水硬性胶凝材料的自我加速硬化和强度加速增长，在显著提高粉磨效率和早期强度的同时还能降低经济成本。

技术领域

本发明涉及胶凝材料的制备技术领域，尤其涉及一种利用花岗岩石粉和燃煤渣制备一体化胶凝材料的方法。

背景技术

胶凝材料，又称胶结料，其在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料，制成有一定机械强度的复合固体的物质。水泥作为胶凝材料的典型代表之一，随着全球经济的不断发展，需求量日益增加。但是，水泥的制备过程具有高能耗、高碳排放的缺点，急需要寻找更加环保的胶凝材料来部分或完全替代水泥。与制备普通硅酸盐水泥过程相比，碱激发胶凝材料的原材料处理方法简单，制备过程具有低能耗、低排放、低成本的特点。碱激发胶凝材料以工业固废为原料，在一定程度上已成为绿色环保胶凝替代材料之一。

花岗岩石粉是花岗岩石材在工业利用的过程中产生的粉末废料，若不经过收集、处理就随意排放，会对农作物的生长产生抑制，板结农田，使人和动物产生呼吸道疾病，危害极大。目前我国花岗岩石粉主要用于制造建筑用砖等小规模利用，仍然急需大规模、高消耗的利用技术。中国专利CN 108821758 A公开了一种用花岗岩石材废料制备的透水砖及其制备方法，但该方法中烧成温度达到了1000℃以上，能耗过高，极大限制了该应用的推广；而且花岗岩石粉只是简单的被用作填料，硅铝组分没有得到较好的利用。

燃煤渣是工业燃煤锅炉行业中煤在燃煤锅炉中燃烧后残余的废渣。随着工业燃煤锅炉行业的装机容量的递增，伴随产生了大量未燃尽的固体废渣，为节约资源，保护环境实现我国的可持续发展战略，必须考虑合理利用。目前，由于利用途径有限，许多未被利用的燃煤渣露天堆放。如果不进行资源化处理，不仅需要占用大量的土地，甚至会引起火灾，也给周边的环境带来了危害和安全隐患。如何大量消耗掉堆积的燃煤渣，成为当前固体废弃物资源化利用领域研究的重难点。中国专利CN 109694219 A公开了一种透水煤渣砖，但该利用方式的外加药剂种类繁多，而且燃煤渣只用作骨料起到结构支撑的作用，几乎不参与任何化学反应，因此很大程度上限制了燃煤渣的掺加量。

尽管花岗岩石粉和燃煤渣均含有较高的硅铝组分，但由于其大多稳定存在于各自的晶格结构中不具有碱激发活性，无法参与到硅铝组分的溶解、缩聚反应中去，仅作为填料使用，极大程度地限制了花岗岩石粉和燃煤渣的掺量。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种利用花岗岩石粉和燃煤渣制备一体化胶凝材料的方法，用以解决现有技术中花岗岩石粉或燃煤渣仅能作为少量填料使用的技术问题。

本发明的第一方面提供一种利用花岗岩石粉和燃煤渣制备一体化胶凝材料的方法，包括以下步骤：

将花岗岩石粉和燃煤渣混合后粉磨，得到混合料A；

将氢氧化钠K₁、氧化钙K₂、碳酸钠K₃和/或碳酸氢钠K₄、氢氧化钙K₅、氢氧化镁K₆、氢氧化铝K₇、硅酸钠K₈混合均匀，配制成化学药剂H；

将混合料A与化学药剂H混合均匀，得到混合料B，

将混合料B在有氧气氛下焙烧，得到胶凝材料前驱粉体；

将胶凝材料前驱粉体与水混合均匀，得到净浆；