【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种煤矸石化学脱碳改性活化技术，以及使用脱碳改性煤矸石制备蒸压加气混凝土技术。
技术介绍
1、进入新世纪以来，许多勤劳智慧的人士根据废物利用和保护环境的利好，或为节能减排改善建筑功能等政策，采用新型的工艺技术，甚至引进国外的生产技术和设备，制造出一批又一批新型节能建筑材料。例如：空心砖、灰砂砖、(废料掺合)混凝土砖、轻质混凝土砌块、加气混凝土砌块、轻质复合保温砌块、复合板材、eps保温板、酚醛板、xps挤塑板、聚氨酯板、发泡水泥、岩棉板、泡沫玻璃等等百花齐放的新型建筑材料。
2、不可否认，许多新型建材为废弃物的综合利用、为节能减排甚至推动现代建筑技术的发展作出过重要贡献。但同时有些材料存在吸水性大、易燃、易老化、易剥落、导热系数大等弊端，给国民经济和人民生命财产带来了重大损失，成为新型节能材料的诟病。
3、据统计，目前我国建筑总面积达到600多亿平方米，每年还以20亿平方左右的速度发展。而建筑能耗已占全社会终端能耗的27.5％，还不包括在建材生产和建筑施工过程中的能耗，因此建筑节能是国家的重要抓手，也是重要的国策。
4、建筑节能是指在建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工及使用过程中，满足同等需要或达到相同目的的条件下，尽可能降低能耗。通常是通过提高建筑墙体、门窗、屋面等围护结构的保温性、密封性，经降低采暖、空调等设施的能耗，达到改善居室环境和节约能源的目的。
5、但短期节能目的达到了，建筑全寿命周期的节能效果综合评价切不容忽视，其中“健康、舒适、美观、耐久、安全、经济、
6、显然，蒸压加气混凝土生态建材是最具备这一综合特征的优秀新型生态材料。
7、蒸压加气混凝土是公认的绿色生态墙体材料，具有质轻、隔热、保温、隔音、防火、抗渗、抗震、环保、耐久、经济、施工便捷等优点，在墙体革新和节能建筑领域具有无可替代的作用。
8、蒸气加压混凝土是以硅质材料和钙质材料为主要原料，掺加发气剂，通过原料制备、配料浇注、发气静停、切割成型、蒸压养护、分拣包装等工艺制成的多孔硅酸盐制品，其典型特征是制品中的气孔由化学反应形成。
9、我们把用于生产蒸压加气混凝土的原材料分成四大类：即基本材料，发气材料、调节材料和结构材料。其中基本材料是形成蒸压加气混凝土的主体材料，合计占产品总重量的95％以上，包括硅质材料(主要成份是sio2)和钙质材料(主要成份是cao)两大类。而硅质材料的来源一般是石英砂，占产品重量的55～65％。钙质材料的来源主要是水泥、石灰，占产品重量的30％以上。
10、由于砂是不可再生的矿产资源，不仅成本居高不下，而且受到国家的严格管控。而煤矸石中一般无机质sio2和al2o3总含量在70％以上，有的超过90％。其中sio2含量一般在50％以上，有的则达到80％。可见将煤矸石作为硅质材料，用于蒸压加气混凝的生产是具备先天条件的。因此，开发煤矸石代替硅质材料，不仅为节能、节土、利废、环保找到了一条有效途径，还为蒸压加气混凝土生产企业降低成本、提高效益找到了一条可持续发展之路。
11、但与其它具有火山灰活性的矿物(包括电厂粉煤灰)相比，组成煤矸石的矿物往往结晶较好，化学分子排列有序度较高，排列紧密，其化学结构比较稳定。因此，原始煤矸石的火山灰活性很低。同时，由于煤矸石中一般都含有可燃碳，为煤矸石的直接利用造成了一定的障碍。其中一类、二类煤矸石含碳量≤6％(低热值均在420kca l以下)；而三类煤矸石含碳量为6％～20％，介于二类和四类煤矸石之间；四类煤矸石含碳量≥20％，发热量较高(低热值≥1400kca l/kg)。
12、正因为上述原因，目前对于煤矸石在蒸压加气混凝土领域的利用和研究，一般选用自燃后的煤矸石，或者采用燃烧法对煤矸石进行预处理。
13、煤矸石经过自燃后，其含碳量问题基本已经得到解决，原料的活化问题也有一定的改善。有资料显示，我国有237座煤矸石矿山曾发生过自燃，目前仍有134座矸石山也有不同程度的自燃。但是煤矸石的自燃，不仅白白浪费了宝贵的煤炭资源，燃烧过程中排出的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物及烟尘等，严重污染了大气环境，危害矿区人民的身体健康。同时，自燃煤矸石有较大的区域性、特定性和不完全性。因此有研究者将自燃煤矸石制备蒸压加气作为特定对象之一进行了如下研究。
14、煤矸石燃烧后，一方面消除了碳对产品质量的影响，另一方面可以将方解石、伊利石等矿物分解，增加了煤矸石的火山灰活性，一举两得的可以解决煤矸石综合利用中存在的碳含量问题及原料活性问题的弊端。但采用热活化的过程不仅需要消耗较高的能源，如果燃烧所产生的热能不能得到有效利用，将会造成能源的二次浪费。而且在高温煅烧的过程中会释放对人体有害和污染环境的化学物质，应用过程繁琐且不经济，加重碳排放压力，并不符合目前我国的发展趋势。故利用热活化煤矸石技术制备蒸压加气混凝土的研究只能停留在实验室之中，对应用于大工业化生产不仅不环保、不经济，而且还存在一定的技术风险。
15、北京科技大学、河北工程大学王长龙、乔春雨教授等利用煤矸石与铁尾矿制备蒸压加气混凝土的试验研究，优化方案中煤矸石的掺用量为20％(铁尾矿的掺用量为40％)，其方法是：(1)原材料的预处理：将煤矸石破碎至＜2mm后进行烘干处理，至含水率在1％以下，再利用sms 500mm×500mm实验室用球磨机，磨机的装量料为5kg，粉磨后煤矸石的细度为0.08mm方孔筛筛余8％以下，用cd-1400x马弗炉进行煅烧活化，煅烧温度为600℃，保温4h，煅烧煤矸石水淬冷却至常温。将铁尾矿烘干后利用sms 500mm×500mm实验室用球磨机，粉磨后煤矸石的细度为0.08mm方孔筛筛余7.5％以下。(2)配料制备：以煅烧后的煤矸石和细磨的铁尾矿为主要硅质原料，进行配料。最终的优化配料方案为(质量份数)：煤矸石/铁尾矿/石灰/石膏＝20/40/25/10/5，铝粉膏掺量为坯料总重的0.06％，水加入量为干料总量的0.60，浇注温度55℃，静停养护温度55℃。蒸压养护条件为：升温2h，恒温恒压8h(温度185℃，最高压力1.25mpa)，降温2h。制品符合《蒸压加气混凝土砌块》(gb 11968-2006)中a3.5,b06级合格品的要求。
16、哈尔滨工业大学丛昕彧等利用黑龙江省达连河镇某煤矿的自燃煤矸石，进行蒸压加气混凝土的实验，得出在抗压强度与干密度兼顾的条件下，煤矸石/生石灰/水泥/石膏的最佳配合比＝54/23/20/3，铝粉掺量为基体材料总量的1.3‰，此时基体材料的钙硅比为0.82。
17、上述相关技术中，采用燃烧法处理的煤矸石掺用量只有20％；采用自燃煤矸石掺用量虽然达到了54％，但由于自燃煤矸石存在不充分性、不均匀性等，不能适应工业化生产。因此在资源化利用中掺量较低，不能实现规模化应用。同时，使用燃烧法处理煤矸石本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种未燃煤矸石脱碳改性活化剂，其特征在于：所述未燃煤矸石脱碳改性活化剂包括：
2.如权利要求1所述的未燃煤矸石脱碳改性活化剂，其特征在于:
3.如权利要求1所述的未燃煤矸石脱碳改性活化剂，其特征在于：
4.一种未燃煤矸石脱碳改性活化方法，其特征在于：
5.如权利要求4所述的未燃煤矸石脱碳改性活化方法,其特征在于：
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9.一种未燃煤矸石制备的蒸压加气混凝土，其特征在于：
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【技术特征摘要】
1.一种未燃煤矸石脱碳改性活化剂，其特征在于：所述未燃煤矸石脱碳改性活化剂包括：
2.如权利要求1所述的未燃煤矸石脱碳改性活化剂，其特征在于:
3.如权利要求1所述的未燃煤矸石脱碳改性活化剂，其特征在于：
4.一种未燃煤矸石脱碳改性活化方法，其特征在于：
5.如权利要求4所述的未燃煤矸石脱碳改性活化方法,其特征在于：
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓明，李嘉洋，叶双翔，翟勇，李曈，叶炎灵，
申请(专利权)人：李晓明，
类型：发明
国别省市：
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