活化废渣复合粉和将其用于水泥、混凝土和免烧砖及制法制造技术

活化废渣复合粉及其在水泥、混凝土及免烧砖中的应用，其特征是活化废渣复合粉由如下成分按重量配比构成：酸化沸石岩１０－２０％、有色金属盐废渣铅渣或铜渣１０－２０％、碳酸盐废渣石粉５％、磷酸盐废渣磷石膏５％、石灰渣１０％、粉煤灰基材４０－６０％。本发明专利技术在建材中进一步提高了废渣的用量，减少生产水泥所用熟料和混凝土的水泥用量，节约煤、电消耗、节省矿产资源，增加水泥和混凝土产量，提高质量，改善性能，降低成本。也为建材产品免烧砖提供了质优价廉的新型胶凝材料，节约了水泥用量，取代了化学外加剂。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及建筑材料。更具体地说，是一种可以作为水泥混合材、并作为混凝土及水泥制品掺合料的复合粉及其应用。
技术介绍
在传统技术中，生产325#水泥，作为工业废渣的混合材的用量只能在20-30％之间，而生产425#水泥，其混合材的用量不能超过20％。若是超标准增加废渣用量、势必带来水泥强度的大幅度下降，水泥性能也将发生显著的变化，影响正常使用。现行的混凝土生产，一般只能用10％干排粉煤灰作掺合料，超过10％的用量，混凝土等级随之下降。近些年，为了保证混凝土的使用性能，采用化学外加剂，但外加剂价格高，工艺控制难度大。超量使用外加剂不仅带来成本的增加，更主要的问题是其产生的有害反应将导致工程安全事故的发生，危害难以估量。现行建材产品行业更是渴望得到成本低廉、质量优良的胶凝材料，使得免烧水泥废渣砖能早日代替粘土烧砖、更替代传统的秦砖汉瓦的生产方式。但至今一直困扰的成本，质量等问题没有从根本上解决。目前，全国烧砖企业11万个，占用土地500万亩，耗煤6000万吨，不仅在全国，就是在全球也是能源消耗和二氧化碳污染的三大户之一。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题包括提供一种活化废渣复合粉及其在水泥、混凝土及免烧砖中的应用。其应用包括以该活化废渣复合粉为混合材的水泥、以该活化废渣复合粉为掺合料的混凝土、以该活化废渣复合粉为掺合料的免烧砖及免烧砖的制备方法。以期在建材中进一步提高废渣用量，减少生产水泥所用熟料和混凝土的水泥用量，节约煤、电消耗、节省矿产资源，增加水泥和混凝土产量，提高质量，改善性能，降低成本。也为建材产品免烧砖提供质优价廉的新型胶凝材料，节约水泥用量，取代化学外加剂。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是本专利技术活化废渣复合粉的特点是由如下成份构成酸化沸石岩10-20％、有色金属盐废渣铅渣或铜渣10-20％；碳酸盐废渣石粉0-5％、磷酸盐废渣磷石膏0-5％、石灰渣0-10％、粉煤灰基材40-60％。以上各成份物料经磨机过磨即制得活化废渣复合粉。本专利技术中以上述活化废渣复合粉为混合材的水泥，其特点是按重量单位，活化废渣复合粉占40-60％，水泥熟料占40-60％。以上各物料中的粗料在磨机中过磨，细料经选粉机分选出即为水泥成品。本专利技术中以上述活化废渣复合粉为掺合料的混凝土，其特点是按重量单位，以活化废渣复合粉20-40％，水泥60-80％的用量配备废渣水泥，废渣水泥与砂、石、水按常规比例。将活化废渣复合粉与水泥成品复合后，制得废渣水泥，废渣水泥再与砂、石、水经搅拌为混凝土产品。本专利技术中以上述活化废渣复合粉为掺合料的免烧砖，其特点是按重量单位，活化废渣复合粉占50-60％，水泥占5-10％，砂、石占30-45％。各物料均匀拌合，压制成型，自然干燥，即得免烧砖。本专利技术中各物料的作用具体体现在1、本专利技术采用酸化沸石岩作早强激发剂。酸化沸石岩是用沸石岩碎石处理化工厂废酸水后剩留矿物，或者用千分之一稀酸水处理的沸石岩。因沸石是吸附剂材料，又是分子筛，具有处理各金属废水、吸附放射性废料，防扩散，富集某些金属元素，特别是某些重金属元素的效果。沸石系火山灰凝灰岩，含有大约为65％的二氧化硅、15％的三氧化二铝、3％的三氧化二铁、3％的氧化钙和2％左右的氧化镁。由于沸石含有丰富的潜在活性的硅和铝，与水泥水化产物中的部分Ca(OH)2及硫酸盐形成水化硅酸钙和水化铝酸钙及钙矾石，是水泥生产中优质材料。但其早期强度如同粉煤灰等火山灰质混合材一样，强度随掺量增加而呈下降趋势。酸化沸石岩的性质有了很大改变，长时间的废酸水浸渍，极大的疏解，裂化了原始的架状结构，其自身充满着的空腔、孔、笼、通道，吸附着丰富的其他金属矿物，在水泥水化体系中，具有增强、减水功能；其绝大部分被疏解，溶出的活性硅、铝，快速与水泥水化产物进行反应，使沸石早强慢的原始特性得到显著的改善。酸化沸石岩特有的吸水、保水性能使得矿物结构体系中储藏一定量的废酸水。这部分废酸水与水泥水化物中氢氧化钙快速生成硫酸钙，这时的硫酸钙颗粒很细，活性比外掺石膏高，因而与C3A反应生成水化硫铝酸钙的速度快得多。导致水泥凝结硬化和早期强度的提高。这部分还参与了对废渣复合粉中粉煤灰的激发与改性。酸化沸石岩其四面体结晶结构具有离子交换性能，可以把水泥和混凝土中的游离纳离子吸收并放出钙离子，从而缓解碱集料反应。酸化沸石岩既能改善混凝土拌合物的均匀性和易性，降低水化热，又能提高5-10Mpa的强度，抗涌性与耐久性。2、本专利技术以有色金属盐废渣，铅渣或铜渣，碳酸盐废渣石粉，和磷酸盐废渣磷石膏作减水、缓凝、耐久、增强剂，进一步对粉煤灰的火山灰质特性进生改善。长期以来，水泥在混凝土应用中，片面追求用火山灰质矿物作促凝促硬材料，只关注早强快硬，忽视、中强、后强和其耐久性能。铅渣和铜渣应用效果相近，都是经1700℃高温炉熔融，再经水淬急冷形成废渣。主要含有约40％硅、铁固熔体，20％钙、镁、铝，6％铜、铅、锌及其他有色金属盐矿物和0.54％的微量碱。实验和实践结果证明当在粉煤矿灰中掺加1/3的有色金属盐废渣、铜渣或铅渣，组成粉煤灰——有色金属废渣系统，水泥性能和质量指标都比单掺要好得多，经过反复比较，铅渣或单掺25％仍可生产425#水泥，单掺10-15％，水泥强度超过熟料强度，比掺钢矿渣生产水泥强度要提高10％-20％。具体应用中，生产425#水泥、由粉煤灰单掺20％提高到40％，废渣总掺量突破60％，熟料下降到40％。由于粉煤灰掺入量的扩大，需水量增强，后期强度因水化水干涸而影响强度发展，而有色金属盐废渣、铜盐、铅盐、锌盐减水率达15％，这部分保证了水化矿物的充分水化。由于粉煤灰掺入量的扩大，火山灰质材料促凝促硬特性行为，也同时得到有色金属盐废渣缓凝调节功能的有效改善。粉煤灰水泥贮存期由于有色金属盐废渣的掺入，能满足半年以上的工程要求。有色金属盐废渣的掺入改性，使高掺量粉煤灰生产的水泥结构密实、毛细孔、腔受到重金属元素的填充和睹截，抗硫酸盐能力、抗碳化能力、抗冻融能力、抗缄集料反应能力，抗冲击、冲刷及耐磨能力都得了大大的提高。3、本专利技术采用碳酸盐废渣——石粉，具有减水缓凝、耐久增强之作用。具体体现在a、碳铝酸钙的形成作用。石粉在水泥水化中与铝酸三钙反应，生成碳铝酸钙，水化早期生成物C3A·3CaCO3·32H2O·32H2O·后期为C3A·CaCO3·12H2O，从而改善水泥石物理机械性能。当熟料中C3A含量较高时，是掺石粉的最佳时机。当熟料中C3A含量不足时，是粉煤灰溶出的活性铝与石粉结合的最佳时机。b、石粉作为填充料。为C3S水化起到晶核作用。其晶体连生增加水泥石结构的致密性。试验证明，用石粉作填充料，强度比用石英作填充料要高25％-50％。c、石粉具有减水作用。以石粉极细颗粒为基本，可形成晶体连生结构，有利于改善粉煤灰高掺量需水过大，水泥石强度结构不够坚密坚实，提高耐久性能。d、石粉的缓凝作用。改善了粉煤煤灰的火山灰质材料促凝促硬性能，延长了水化诱导期，促进水泥矿物水化的完全充分，为强度持续增长建立了坚实基础。4、本专利技术采用的磷酸渣——磷石膏干燥后呈石灰状。磷石膏的主要成分是二水硫酸钙，少量的磷和氟作为杂质夹在其中。本专利技术用原质磷石膏复合到废渣粉中，较好解决了磷石膏具有30％含水率和微量磷、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活化废渣复合粉，其特征是由如下成份按重量配比构成：　　　　酸化沸石岩１０－２０％、有色金属盐废渣铅渣或铜渣１０－２０％、　　　　碳酸盐废渣石粉０－５％、磷酸盐废渣磷石膏０－５％、石灰渣０－１０％、　　　　粉煤灰基材４０－６０％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴发辉，吴卫东，吴晓飞，
申请(专利权)人：吴发辉，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]