一種用工業固體廢渣生產建築幹砂漿的工藝方法
2023-07-13 21:50:56
專利名稱：一種用工業固體廢渣生產建築幹砂漿的工藝方法
技術領域：
本發明涉及建築材料，尤其涉及用工業固體廢渣生產建築幹砂漿的工藝方法。
背景技術：
建築幹砂漿亦稱預混(幹)砂漿，它是在工廠經準確配料和均勻混合而製成的砂漿半成品，到施工現場只需加水攪拌即可使用。幹混砂漿的生產與應用，是建築業和建材業的一次新技術革命，是未來材料發展的一個主要方向。砂漿是各類建築和構築工程中應用十分廣泛的材料，以其薄層發揮粘結、裝飾、防護和襯墊等作用。以粘結功能為主的砂漿主要有砌築砂漿、牆地磚粘貼砂漿、勾縫砂漿、錨固砂漿等；以裝飾修效果為主的砂漿主要有各種抹面砂漿、內外牆膩子、彩色裝飾砂漿等； 以起防護作用為主的有防水砂漿、各種耐蝕砂漿、地面自流平砂漿、耐磨砂漿、絕熱保溫砂漿、吸聲砂漿、修復砂漿、防黴砂漿、屏蔽砂漿等。傳統砂漿在施工現場拌制使用，需要佔用一定的場地，而且粉塵對場地會造成一定的環境汙染，同時材料露天堆放在土地上，導致雜質較多，含泥量大，配料計量不準確，和易性難控制，骨科篩分隨意性大，導致砂漿空隙率偏高、幹縮率大、抗滲性差、最終導致外牆的抹灰出現空鼓、裂縫和滲透等問題發生。相比而言，幹混砂漿所有配料在生產車間按照精確的計量、充分混合均勻後，到工地現場按照確定的水灰比加水攪拌即可。它克服了配料計量不準確、汙染環境、含水泥量超標等眾多問題。同時通過摻加不同的化學外加劑可以改善和優化產品性能。如強塑性、加速和推遲凝固、稠度、溶解度、發泡性、潤滑性、強度、耐腐蝕、不褪色、密封性、抗裂抗滲性等，基本可滿足新型牆體材料的要求。目前建築幹砂漿主要以水泥為主要膠結料與乾燥篩分處理的細集料、礦物摻合料、加強材料和外加劑按一定比例混合而成的混合物。生產建築幹砂漿所採用都是工業原材料，成本較高，對消化固體工業廢渣沒有起到作用。
發明內容
針對上述現有技術中生產建築幹砂漿所存在的問題，本發明提供了一種用工業固體廢渣生產建築幹砂漿的方法，既可節約工業原料，降低材料成本，又可解決固體工業廢渣對環境的危害。本發明要解決的技術問題所採取的技術方案是所述用固體工業廢渣生產建築幹砂漿的工藝方法是所述建築幹砂漿由膠凝劑、廢型砂和有機高分子材料組成，所述膠凝劑由活性劑、脫硫石膏、水泥熟料和礦渣組成，所述活性劑由含氧化鋁廢渣、石灰渣和鹼金屬硫酸鹽廢渣組成，所述礦渣為高爐水渣或高爐水渣與粉煤灰混合物，所述脫硫石膏為煙氣脫硫石膏，所述廢型砂為鑄造型砂廢棄物、所述有機高分子材料為可分散乳膠粉，並按下述工藝方法製備而成
(1)先將l_50%wt的含氧化鋁廢渣、l-50%wt的鹼金屬硫酸鹽和2-90%wt的石灰渣分別破碎篩分成粒度小於5mm，再將其混合製成活性劑，(2)將高爐水渣或重量比為80 99 1 20的高爐水渣和粉煤灰分別破碎篩分混合後製成礦渣，
(3)再將重量比為4 4 8^30 84飛2的活性劑、脫硫石膏、水泥熟料、礦渣加入球磨機進行研磨，使其表面積達到42(T500 Hf /g。製成膠凝劑，
(4)再將廢型砂破碎烘乾篩分為2(Γ100目作為建築幹砂漿的骨料，
(5)再取重量比為30^60:38^68廣3，50 :10:2的膠凝劑、廢型砂、高分子材料進行充分混合製成建築幹砂漿。所述含氧化鋁廢渣優選鍛燒鋁釩土廢渣粉末、氧化鋁廢渣粉末。所述鹼金屬硫酸鹽廢渣是指無水硫酸鈉廢渣、無水硫酸鉀廢渣。所述高爐水渣由於具有潛在的水硬膠凝性能，可以作為優質的水泥原料；所述粉煤灰是從煤燃燒後的煙氣中收捕下來的細灰，粉煤灰是我國當前排量較大的工業廢渣之一，隨著電力工業的發展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加，大量的粉煤灰不加處理，就會產生揚塵，汙染大氣，若排入水系會造成河流淤塞，而其中的有毒化學物質還會對人體和生物造成危害；所述含氧化鋁廢渣優選煅燒鋁礬土廢渣和氧化鋁廢除渣，煅燒鋁礬土主要用於高鋁瓷質耐磨材料，工業陶瓷等，對三氧化二鋁含量要求比較高，對影響白度鐵含量有嚴格限制，往往煅燒後三氧化二鋁含量低和含鐵高的鋁礬土就廢棄，嚴重浪費煅燒燃料和影響環境；本發明優選在生成粘膠纖維等化纖或甲酸等產品過程，產生的大量工業廢渣硫酸鈉。此廢渣因純度偏低或含某些有氣味的雜質，影響其再其他領域使用，往往直接填埋或堆放影響環境。所述的脫硫石膏是燃煤電廠煙氣脫硫後產生含石膏成分的固體廢渣。燃煤電廠煙氣S02對大氣汙染嚴重，破壞生態環境和危害人體呼吸系統及心血管健康，加大癌症發病率，甚至影響人類基因造成遺傳疾病，這是人所共知的。煙氣脫硫採用的工業化比較成熟和應用廣泛是石灰石一石膏法脫硫工藝，而造成二次汙染的脫硫石膏大量堆放分解對氣候、 土壤、植物和人類健康帶來危害。如果石灰石一石膏法繼續作為未來煙氣脫硫主導工藝的話，脫硫石膏貽患必將成為繼二氧化硫、氮氧化物後的又一大汙染源。所述廢型砂是鑄造後不再作型砂使用的型砂，普通的水玻璃型砂含有矽酸鈉，導致土壤鹼性，會導致草燒死，魚不生長，由於大量廢棄汙染環境。本發明基本要點利用鹼金屬硫酸鹽廢渣的Na2S04 (K2S04)和CaO在本發明物水化過程發生化學反應生成含有NaOH (KOH)和CaS04活性劑，NaOH和CaS04可以激發高爐水渣或粉煤灰具有潛在的水硬膠凝性能，煅燒鋁礬土含有大量的活性氧化鋁，與Ca (OH) 2反應生成鋁酸鈣，迅速提高本發明物所述膠凝劑材料的早期抗壓和抗折等物理強度，脫硫石膏同樣含有CaS04，也能激發高爐水渣或粉煤灰具有潛在的水硬膠凝性能能和調整膠凝劑材料的凝結時間。代替水泥用於建築幹砂漿。本發明另一要點是在生產建築幹砂漿過程中用鑄造廢型砂代替普通建築用砂作為建築幹砂漿骨料。本發明充分利用固體工業廢渣，變廢為寶，不僅能確保建築幹砂漿的質量，降低建築幹砂漿生產成本，而且不需要消耗燃料，節約了能源，不但不會汙染環境，而且消化很多固體廢渣，對環境治理有非常大的作用，是一種新型的環保型建築幹砂漿。相關部分化學反應方程式如下HC00Na+H2S04=HC00H+Na2S04 Na2S04+Ca(OH)2=2NaOH+ CaS04。
具體實施例方式實施例一
第一步將煅燒鋁礬土廢渣、石灰渣、無水硫酸鈉廢渣破碎篩分，要求粒徑小於5mm。取煅燒鋁礬土廢渣粉末lkg、含無水硫酸鈉廢渣Ikg、石灰渣2kg混合均勻，配製成活性劑， 第二步取10. Okg乾燥的高爐水渣製成礦渣，
第三步取第一步製成的活性劑0. ^cg,脫硫石膏0. ^cg,水泥熟料0. 5kg和第二步製成的礦渣4. Ikg加入試驗球磨機進行研磨，使其表面積達到42(T500 m2 /g並充分均化為32. 5 級建築膠凝劑。抽取本實施例1生產的膠凝劑實驗測試按32. 5級礦渣矽酸鹽水泥各項物理性能標準測其各項性能指標
取3. 6kg上述製成的建築膠凝劑與10. 8kg標準砂？、1. 8kg水做成兩組12個標準混凝土試塊。進行細度、S03含量、MgO含量、燒失量、初凝時間、終凝時間測定，將兩組12個標準混凝土試塊分兩組進行3天、觀天的各項性能測試結果如下
表1 (國家標準為礦渣32. 5水泥國家標準)
權利要求
1.一種用工業固體廢渣生產建築幹砂漿的工藝方法，其特徵在於所述建築幹砂漿由膠凝劑、廢型砂和有機高分子材料組成，所述膠凝劑由活性劑、脫硫石膏、水泥熟料和礦渣組成，所述活性劑由含氧化鋁廢渣、石灰渣和鹼金屬硫酸鹽廢渣組成，所述礦渣為高爐水渣或高爐水渣與粉煤灰混合物，所述脫硫石膏為煙氣脫硫石膏，所述廢型砂為鑄造型砂廢棄物，所述有機高分子材料為可分散乳膠粉，並按下述方法步驟製備而成(1)先將l-50%wt的含氧化鋁廢渣、l-50%wt的鹼金屬硫酸鹽和2-90%wt的石灰渣分別破碎篩分成粒度小於5mm，再將其混合製成活性劑，(2)將高爐水渣或重量比為80 99 1 20的高爐水渣和粉煤灰分別破碎篩分混合成礦渣，(3)再將重量比為4 4 8^30 84飛2的活性劑、脫硫石膏、水泥熟料、礦渣加入球磨機進行研磨，使其表面積達到42(T500 Hf /g，製成膠凝劑，(4)再將廢型砂破碎烘乾篩分為2(Γ100目作為建築幹砂漿的骨料，(5)再取重量比為30 60:38 68:1 3的膠凝劑、廢型砂、高分子材料進行充分混合製成建築幹砂漿。
2.根據權利要求1所述的一種用工業固體廢渣生產建築幹砂漿的工藝方法，其特徵在於所述含氧化鋁廢渣為鍛燒鋁釩土廢渣或氧化鋁廢渣。
3.根據權利要求1所述的一種用工業固體廢渣生產建築幹砂漿的工藝方法，其特徵在於所述鹼金屬硫酸鹽廢渣為無水硫酸鈉廢渣或無水硫酸鉀廢渣。
4.根據權利要求1所述的一種用工業固體廢渣生產建築幹砂漿的工藝方法，其特徵在於所述脫硫石膏是燃煤電廠煙氣脫硫後產生含石膏成分的固體廢渣。
全文摘要
本發明公開了一種用工業固體廢渣生產建築幹砂漿的工藝方法，所述建築幹砂漿由膠凝劑、廢型砂和有機高分子材料按比例混合形成，所述膠凝劑由活性劑、脫硫石膏、水泥熟料和礦渣組成，所述活性劑由含氧化鋁廢渣、石灰渣和鹼金屬硫酸鹽廢渣組成，所述礦渣為高爐水渣或高爐水渣與粉煤灰混合物，所述脫硫石膏為煙氣脫硫石膏，所述廢型砂為鑄造型砂廢棄物，所述有機高分子材料為可分散乳膠粉。本發明充分利用固體工業廢渣，變廢為寶，不僅能確保建築幹砂漿的質量，降低建築幹砂漿生產成本，而且不需要消耗燃料，節約了能源和工業原材料，不但不會汙染環境，而且消化很多固體廢渣，對環境治理有非常大的作用，是一種新型的環保型建築幹砂漿。
文檔編號C04B28/14GK102503338SQ201110351558
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月9日 優先權日2011年11月9日
發明者徐雄文, 熊仁裕 申請人:劉靜, 熊仁裕