一种粉煤灰活性激发剂及大掺量高钙粉煤灰水泥的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种粉煤灰活性激发剂及大掺量高钙粉煤灰水泥，属于建材与固体废 弃物资源化利用技术领域。
【背景技术】
[0002] 粉煤灰是燃煤电厂中磨细煤粉在锅炉内燃烧后收集到的细粒粉尘。鉴于我国"富 煤、贫油、少气"的能源特点，使得煤炭成为最主要的一次能源。随着煤炭产量和燃煤电厂数 量迅速增加，粉煤灰产量也激增。2013年，全国粉煤灰产量达4. 6亿吨，占总工业固体废物 的14. 8%。粉煤灰的大量堆存不仅侵占大量土地，还会对环境造成严重影响，如粉尘飞扬引 起大气污染，粉煤灰中有毒重金属对土壤的破坏等。
[0003] 水泥生产需要消耗大量不可再生的天然矿物资源，如石灰石、粘土等。伴随水泥行 业的飞速发展，而传统钙质原料、硅质原料及校正原料毕竟有限，水泥需求的剧增与传统矿 物资源的紧缺造成了供需矛盾。目前，解决办法就是往水泥中添加活性混合材，通过增加混 合材来降低熟料含量，且水泥各项指标又能达到GB175-2007《通用硅酸盐水泥》中规定要 求。粉煤灰作为常见的活性混合材，可与水泥水化后的Ca(011)2发生火山灰反应，生成C-S-H 等胶凝性物质，因而被广泛用于水泥行业中。将粉煤灰应用到水泥中去，不仅解决了堆存、 污染问题，还可实现其附加值，对保护环境和资源循环利用具有双重意义。
[0004] 粉煤灰虽能发生火山灰反应，但反应速度较慢，从而导致掺粉煤灰体系早期强度 降低明显。GB175-2007《通用硅酸盐水泥》中规定粉煤灰硅酸盐水泥中粉煤灰的掺量为 20% -40%，但实际工业生产中很少能达到40%的，掺量过高会使体系强度下降十分明显。 这是由于：一方面，粉煤灰中钙含量较低，不能充分提供形成胶凝产物所需的钙；更重要的 一方面是，粉煤灰相对水泥熟料而言，反应活性差很多，在没有外界激发的作用下反应速度 十分缓慢。目前水泥行业多是将粉煤灰和熟料一起粉磨，但二者的易磨性不一样，同时粉磨 时，粉煤灰受机械力活化效果有限，反应活性也有限。此外，虽有学者对粉煤灰的化学激发 进行研宄，但激发剂的选配不够合理，激发剂激发效果并不显著。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种粉煤灰活性激发剂。
[0006] 本发明的另一个目的在于提供一种粉煤灰掺量达到50% -75%的大掺量高钙粉 煤灰水泥，本发明通过物理粉磨、化学药剂复合激发粉煤灰的活性，制得的粉煤灰掺量在 50% -75%的大掺量高钙粉煤灰水泥，其各项性能均满足GB175-2007《通用硅酸盐水泥》中 规定要求。
[0007] 本发明一种粉煤灰活性激发剂，所述激发剂包括下述组分，按质量百分比组成：
[0008]消石灰 30-60%，
[0009]氢氧化钠 20-40%，
[0010]硫酸钠 20-40%。
[0011] 本发明一种大掺量高钙粉煤灰水泥，包括下述组分按质量百分比组成：
【主权项】
1. 一种粉煤灰活性激发剂，所述激发剂包括下述组分，按质量百分比组成： 消石灰 30-60%， 氢氧化钠20-40 %， 硫酸钠 20-40%。
2. -种大掺量高钙粉煤灰水泥，包括下述组分按质量百分比组成： 硅酸盐水泥熟料 15-45%， 二水石膏 3-5%， 硅灰 2-5%， 粉煤灰 50-75%， 粉煤灰活性激发剂1. 5-3%，各组分质量百分之和为100%。
3. 根据权利要求2所述的一种大掺量高钙粉煤灰水泥，其特征在于：所述粉煤灰中CaO 的质量百分含量彡10%。
4. 根据权利要求2所述的一种大掺量高钙粉煤灰水泥，其特征在于：所述硅酸盐水泥 熟料28d抗压强度多52. 5MPa。
5. 根据权利要求2所述的一种大掺量高钙粉煤灰水泥，其特征在于：所述硅酸盐水泥 熟料与二水石膏的粒度均为过80um方孔筛筛余小于2% ;其比表面积均多400m2/kg。
6. 根据权利要求2所述的一种大掺量高钙粉煤灰水泥，其特征在于：所述硅灰和粉煤 灰粉的粒度均为过80um方孔筛筛余小于1. 5%，其比表面积均彡450m2/kg。
7. 根据权利要求2所述的一种大掺量高钙粉煤灰水泥，其特征在于：所述硅酸盐水泥 熟料与二水石膏混合粉磨或单独粉磨至比表面积彡400m 2/kg。
8. 根据权利要求2所述的一种大掺量高钙粉煤灰水泥，其特征在于：所述硅灰与粉煤 灰粉磨混合粉磨或单独粉磨至比表面积彡450m 2/kg。
9. 如权利要求2-8任意一项所述的一种大掺量高钙粉煤灰水泥的制备方法，按设计的 水泥组分配比称取各组分，混合均匀； 所述组分配比按质量百分比计为： 硅酸盐水泥熟料15-45 %，二水石膏3-5 %，硅灰2-5 %，粉煤灰50-75 %，粉煤灰活性激 发剂 1. 5-3%。
10. 根据权利要求9所述的方法，制备得到的大掺量高钙粉煤灰水泥性能指标满足 GB175-2007《通用硅酸盐水泥》的规定。
【专利摘要】一种粉煤灰活性激发剂及大掺量高钙粉煤灰水泥，所述激发剂由消石灰、氢氧化钠与硫酸钠组成，大掺量高钙粉煤灰水泥包括硅酸盐水泥熟料、二水石膏、硅灰、粉煤灰、粉煤灰活性激发剂；本发明通过物理粉磨、化学药剂复合激发粉煤灰的活性，制得的粉煤灰掺量在50％-75％的大掺量高钙粉煤灰水泥，其各项性能均满足GB175-2007《通用硅酸盐水泥》中规定要求，适于工业化应用，实现废弃物大规模资源化利用。可有效降低粉煤灰大量堆存对环境造成的影响及粉煤灰中有毒重金属对土壤的破坏，节约土地资源。
【IPC分类】C04B7-26
【公开号】CN104876459
【申请号】CN201510249664
【发明人】易龙生, 冯泽平, 齐莉娜, 赵伟
【申请人】中南大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月15日