[发明专利]胶凝材料及其应用

说明书

本申请公开了胶凝材料及其应用。胶凝材料，包含70％～90％配合料A和10％～30％配料B；其中，所述合料A成分包含10％～30％的碱渣和70％～90％的矿渣，所述配料B包含70％～80％原状磷石膏和20％～30％的热活化磷石膏。本技术方案中，原状磷石膏、热活化磷石膏能够相互协同，以提高凝胶强度。

技术领域

本申请涉及固废利用的技术领域，尤其涉及胶凝材料及其应用。

背景技术

碱渣是氨碱法生产纯碱过程中产生的碱性废渣，呈碱性，碱渣的化学成分以CaO为主，占总量66.5％，SO₃和SiO₂总量高达20％，其矿物成分以碳酸钙、硫酸钙等钙盐形式存在。

现在碱渣的资源化利用程度很低，故有效利用碱渣，变废为宝，具有明显的社会效益和经济效益，前景广阔。

矿渣是在高炉炼铁过程中的副产品，我国是钢铁大国，每年高炉炼铁产生的矿渣达亿吨，矿渣的化学成分有CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgO、MnO、Fe₂O₃等氧化物和少量硫化物，矿渣化学成分SiO₂、CaO和Al₂O₃含量分别为33.9％、38.6％和15.3％，以硅酸盐和硅铝酸盐的熔融物为主。矿渣的化学成分与水泥的化学成分基本相同，只不过CaO含量较低，而SiO₂含量偏高，另外，在CaO含量较高的碱性矿渣中还含有硅酸二钙等成分，所以矿渣本身具有微弱水硬性。矿渣相关的胶凝材料应用广泛，可高效利用固体废物实现绿色循环经济，具有明显的社会效益和经济效益，在回填矿山采空区上前景很好。

磷石膏是磷肥产业采用湿法磷酸工艺中产生的固体废弃物，磷石膏主要成分为二水硫酸钙(CaSO₄·2H₂O)，此外还含有少量其他杂质，呈弱酸性，粘性较强。磷石膏中所含的氟化物、游离磷酸、磷酸盐等杂质是影响磷石膏资源化利用和导致环境污染的主要因素。

利用碱渣，矿渣等固体废物制备胶凝材料的文献资料较多，学者喻光勇等以脱硫石膏、碱渣和矿渣作为主要原料，配入一定比例的粉煤灰及适量的激发剂，制出的胶凝材料达到了复合32.5水泥的工程标准。研究发现，掺入大约15％的脱硫石膏时，胶凝材料的抗压强度最好；矿渣的掺入量越多，所制得的胶凝材料强度越好由于碱渣、矿渣和脱硫石膏均属于副产物，来源广泛、成本较低，应用于胶凝材料的制备，具有一定的成本优势。

以上相关技术中，凝胶材料的强度有待提升。

发明内容

有鉴于此，本申请提供胶凝材料及其应用，能够提高强度。

本申请提供一种胶凝材料，包含70％～90％配合料A和10％～30％配料B；其中，所述合料A成分包含10％～30％的碱渣和70％～90％的矿渣，所述配料B包含70％～80％原状磷石膏和20％～30％的热活化磷石膏。

应当说明的是，此处热活化磷石膏是指将原状磷石膏进行热处理以活化所得，鉴于热活化的操作过程已为本领域技术人员所了解，在此略述。热活化的温度优选为260～500℃。

可选地，还包含减水剂，所述减水剂比配合料A的0.5％～2％。

可选地，水占比配合料A质量的25％～35％。

第二方面，本申请提供一种如上述胶凝材料的应用，应用于回填矿山采空区的注浆。