商砼废水湿磨制备低熟料水泥浆的方法技术

本发明专利技术公开一种商砼废水湿磨制备低熟料水泥浆的方法，将矿渣、减水剂加商砼废水在湿磨制成浆状料，浆状料与二水磷石膏、水泥熟料、电石渣、消泡剂及商砼废水在均料机中混合制得低熟料水泥浆。本发明专利技术使用商砼废水替代水，商砼废水中的固体起到水化产物的晶核诱导，降低粘度，提高和易性的作用；加矿渣、电石渣湿磨工艺，激发矿渣的潜在活性，电石渣促进生成水化硅酸钙；二水磷石膏激发矿渣活性。本发明专利技术制得的低熟料水泥浆利废率≥80％，胶砂3d、28d抗压强度，抗折强度高，1d膨胀率≥0％，28d收缩率≤0.085％，28d碳化深度≤1mm，不仅能降低水泥熟料用量，还能使矿渣、商砼废水等工业废料得到充分利用，可节能减排。

Preparation of low clinker cement slurry by wet grinding of Shang concrete waste water

The invention discloses a method for preparing low clinker cement slurry by wet grinding of commercial concrete waste water. The slag, water reducer and commercial concrete waste water are made into slurry in wet grinding, and the slurry is mixed with two water phosphogypsum, cement clinker, carbide slag, defoaming agent and commercial concrete wastewater to produce low clinker cement slurry. The invention uses the commercial concrete wastewater to replace water, and the solid in the commercial concrete wastewater is induced by the crystal nucleus of the hydrated product to reduce the viscosity, increase and ease the activity; the slag and the carbide slag wet grinding process can stimulate the potential activity of the slag, and the carbide slag promotes the formation of hydrated calcium silicate; two water phosphogypsum activates the slag activity. The low clinker cement slurry yields more than 80%, 3D, 28d compressive strength, high flexural strength, 1D expansion rate more than 0%, 28d shrinkage less than 0.085%, 28d carbonization depth less than 1mm, not only can reduce the amount of cement clinker, but also make full use of industrial waste waste, such as slag and commercial concrete waste water, and energy saving and emission reduction.

【技术实现步骤摘要】
商砼废水湿磨制备低熟料水泥浆的方法
本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种商砼废水湿磨制备低熟料水泥浆的方法。
技术介绍
随着我国工业化和现代化的不断发展，为满足基础设施与城镇化建设的需要，每年生产建筑材料需要的消耗很大，生产水泥不仅需要大量的自然资源作为支持，而且还要排放大量CO2、烟尘、粉尘等颗粒物。现如今各领域正在以空前的速度和规模开发利用自然资源，能源短缺的现象已经逐渐出现。因此提高资源利用率，推动现有资源的重复利用，对于解决生态环境破坏，能源消耗严重具有重要意义。低熟料水泥是指在胶凝材料中增加其他矿物混合材料的掺量，以降低水泥熟料的用量，使用合适的制备技术使其力学性能与耐久性能达到要求。低熟料水泥满足资源再利用与生态保护的要求，可以解决在建筑材料领域中的循环利用保护生态环境的问题。商砼废水是在预拌混凝土生产过程中清洗混凝土搅拌机、运输车、泵车等产生的大量废水，其pH基本大于9。清洗需要消耗大量洁净水。矿渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣，经水淬并磨细后形成磨细粒化高炉矿渣粉。磷石膏是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣,其主要成分为二水硫酸钙，此外还含有异硫氰甲烷、3-甲氧基正戊烷、2-乙基-1等有机物杂质与可溶性磷、氟等杂质。电石渣是电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣，利用电石渣可以代替石灰石制水泥、生产生石灰用作电石原料、生产化工产品、生产建筑材料及用于环境治理等。湿磨方法是利用水作为介质对粉体颗粒进行球磨处理。在湿法粉磨过程中，水分的存在使粒子表面能降低，防止产生凝聚现象，也可使被粉碎颗粒的破坏强度降低，有利于粉碎过程的进行，得到粒径更小的粉体颗粒，有利于促进粉体颗粒在水化进程中更容易被水化产物包裹；在球磨过程中，因离子溶出使浆体材料呈碱性环境，其碱性大小接近于水泥浆料，使得材料颗粒表面由多聚体向低聚体转化，材料可“预水化”；同时将材料的粒径分布降低至微米级，使得不同尺度材料优化匹配，提高了原材料混合物拌和性能、均匀度、流变性能与稳定性。国内已有利用矿渣、粉煤灰、磷渣、硅灰制备低熟料水泥的方法，如CN101948255B公布了一种低熟料用量、高折压比复合水泥的制备方法，由矿渣、硅灰或高钙粉煤灰、水泥熟料、低钙粉煤灰、炉渣或钢渣、尾矿、煤矸石或石灰石组成；CN106977122A公布了一种低熟料高磷渣水泥复合胶凝材料的制备方法，由水泥熟料、磷渣、偏高岭土、钢渣、粉煤灰、石灰石、石膏组成。也有利用商砼废水的方法，如CN102512855公开了一种商砼搅拌站中的废水收集利用方法及装置，包括冲洗场、收集废水的主管或主沟、支管或支沟、至少一个沉淀池、多级连通管、阀门、水泵及储水罐。在冲洗场冲洗搅拌车后，废水通过漏水钢架流入支管或支沟，在主管或主沟处汇合后进入沉淀池，经过沉淀后的废水利用水泵通过出水管道进入储水罐，需要使用时，打开阀门，通过出水管道排出，和清水以一定配比调配用作混凝土拌合用水。但未有如何将商砼废水代替水制备水泥的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现状，旨在提供一种利用商砼废水及工业固体废弃物为原料，生产成本低，力学性能符合要求基于湿磨工艺的低熟料水泥浆的制备方法。本专利技术目的的实现方式为，商砼废水湿磨制备低熟料水泥浆的方法，具体步骤如下：1)取矿渣100份、减水剂0.13-0.8份按水固比0.5加商砼废水湿磨至平均粒径3-8μm，制成浆状料；所述减水剂为聚羧酸系减水剂与聚丙烯酰胺按质量比7:3或9:1复配而成；2)将步骤1)所得浆状料加消泡剂0.012-0.016份、电石渣10-25份、水泥熟料10-25份、经水处理的重量份数为2-5份的二水磷石膏按水固质量比0.35-0.5加商砼废水，于均料机中混合搅拌制浆，制得低熟料水泥浆；所述消泡剂为B-346减水型消泡剂。本专利技术使用商砼废水替代水、加电石渣及湿磨工艺，通过球磨和浆体碱性的提高以激发矿渣的潜在活性，商砼废水中的固体起到水化产物的晶核诱导，降低粘度，提高和易性的作用，水中的钙离子起到补充钙相减少碳化；电石渣补充钙相生成钙硅比较高的水化硅酸钙，有一定渗透性，防止水化产物包裹未反应矿渣阻碍水化进程；加入二水磷石膏改善收缩性能，利用硫酸根和氢氧根的共同作用激发矿渣活性；加入消泡剂消除减水剂造成浆体含气量过多的不利影响。本专利技术制得的低熟料水泥浆利废率≥80％，3d抗压强度≥28MPa，28d抗压强度≥45MPa，3d抗折强度≥5MPa,28d抗折强度≥6.5MPa，1d膨胀率≥0％，28d收缩率≤0.6％，28d碳化深度≤1mm，不仅能降低水泥熟料用量，还能使矿渣，商砼废水等其它工业废料得到充分利用，节能减排。具体实施方式本专利技术将矿渣、减水剂加商砼废水在湿磨机中混合研磨制成浆状料，浆状料与二水磷石膏、水泥熟料、电石渣、消泡剂及商砼废水在均料机中混合制得低熟料水泥浆，浆状料与二水磷石膏、水泥熟料、电石渣、消泡剂及商砼废水在均料机中混合制得低熟料水泥浆。所用的商砼废水，8％≤固含≤12％，pH≥9。当固含小于8％时，商砼废水中未水化水泥微粉和细砂的数量不足以充分发挥晶核作用，无法有效吸引钙离子和羟基；当掺量大于12％时，会增大砂率，并产生更多的界面过渡区，影响硬化强度。本专利技术要求商砼废水pH≥9，当pH过小，浆体碱性不足，会对矿渣水化活性产生不利影响。所述减水剂为由武汉华轩科技股份有限公司生产的KH-5型聚羧酸系减水剂。KH-5型聚羧酸系减水剂与聚丙烯酰胺按质量比7:3或9:1复配而成；复配的KH-5型聚羧酸系减水剂中有效固含量为40％。所用的矿渣由黑色冶金工业的工业废渣经湿磨后所得，所述矿渣碱性系数＞1，质量系数≥1.2，其平均粒径为3-8μm。所用的二水磷石膏是在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，其主要成分：CaSO4·2H2O，硫酸根与C-A-H(水化铝酸钙)结合产生钙矾石使灌浆材料达到微膨胀的效果。二水磷石膏用水预处理是用水洗，洗去异硫氰甲烷、3-甲氧基正戊烷、2-乙基-1等有机物杂质与可溶性磷、氟，经过水洗后的二水磷石膏pH值为5.0-6.5。所述二水磷石膏为硫酸钙。所用的水泥熟料为硅酸盐水泥熟料，比表面积≥350m2/kg；所用电石渣，比表面积≥950㎡/kg。本专利技术利用商砼废水替代水，其作用是为湿磨矿渣的活性激发提供一定碱度，促进Si-O键断裂，破坏表面的玻璃体结构，进而OH-向内部扩散，促使矿渣分散溶解，此时矿渣中的SiO2与OH-等离子反应生成C-S-H凝胶。同时，在湿磨过程中，矿渣断裂的Si-O键在水中与水分子作用，Si键合OH-，O吸附H+，使矿渣玻璃体表面键合羟基，削弱相邻的Si-O键；而M(金属离子)-O键断裂后，M离子转入液相，在水中生成金属羟基络离子，增大胶凝材料的pH值，进一步促进Si-O键断裂，在矿渣粒子表面形成一层多孔的高硅膜，使粒子表面的聚合度降低，矿渣浆料在溶液中水化硬化。此时二水磷石膏的硫酸根在碱性环境下消耗溶液中的钙、铝离子生成水化硫铝酸钙，加速矿渣水化进程。矿渣潜在活性通过碱激活、机械激活和硫酸盐激活三重作用下得到激发。商砼废水中存在未水化的水泥粉料和细砂，可以在胶凝材料的水化过程中充当晶核，为矿渣提供一个中心，在胶凝材料的水化过程中使钙离子和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.商砼废水湿磨制备低熟料水泥浆的方法，其特征在于：具体步骤如下：1)取矿渣100份、减水剂0.13‑0.8份按水固比0.5加商砼废水湿磨至平均粒径3‑8μm，制成浆状料；所述减水剂为聚羧酸系减水剂与聚丙烯酰胺按质量比7:3或9:1复配而成；2)将步骤1)所得浆状料加消泡剂0.012‑0.016份、电石渣10‑25份、水泥熟料10‑25份、经水处理的重量份数为2‑5份的二水磷石膏按水固质量比0.35‑0.5加商砼废水，于均料机中混合搅拌制浆，制得低熟料水泥浆；所述消泡剂为B‑346减水型消泡剂。

【技术特征摘要】
1.商砼废水湿磨制备低熟料水泥浆的方法，其特征在于：具体步骤如下：1)取矿渣100份、减水剂0.13-0.8份按水固比0.5加商砼废水湿磨至平均粒径3-8μm，制成浆状料；所述减水剂为聚羧酸系减水剂与聚丙烯酰胺按质量比7:3或9:1复配而成；2)将步骤1)所得浆状料加消泡剂0.012-0.016份、电石渣10-25份、水泥熟料10-25份、经水处理的重量份数为2-5份的二水磷石膏按水固质量比0.35-0.5加商砼废水，于均料机中混合搅拌制浆，制得低熟料水泥浆；所述消泡剂为B-346减水型消泡剂。2.根据权利要求1所述的商砼废水湿磨制备低熟料水泥浆的方法，其特征在于：步骤1)所用的商砼废水，8％≤固含≤12％，pH≥9。3.根据权利要求1所述的商砼废水湿磨制备低熟料水泥浆的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺行洋，马梦阳，苏英，王迎斌，曾三海，杨进，陈顺，张明，张晨，卢敏，彭凯，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42