以石灰厂废料为原料的绿色生态水泥及其生产方法
【专利摘要】本发明公开了一种以石灰厂废料为原料的绿色生态水泥及其生产方法，其包含以下重量份数的原料：石灰厂废料45-60份；水泥熟料35-50份；复合活化剂0.04-0.07份；早强剂1-3份；水泥熟料是硅酸盐水泥熟料；石灰厂废料为碎石、片石、煤渣、熟化石灰、石灰渣、焙烧粘土和粘土；按重量份数将上述原料烘干，配料、粉磨和均化从而得到绿色生态水泥。本发明的以石灰厂废料为原料生产绿色生态水泥的方法通过掺杂石灰厂废料，减低熟料在水泥的比重，不但降低产品成本，提高了水泥的性能，而且大幅减低二氧化碳的排放量。
【专利说明】W石灰厂废料为原料的绿色生态水泥及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种水泥的生产方法，尤其涉及W石灰厂废料为原料的绿色生态水泥 及其生产方法。
【背景技术】
[0002] cement-词由拉了文caementum发展而来，是碎石及片石的意思。水泥的历史最 早可追溯到古罗马人在建筑中使用的石灰与火山灰的混合物，该种混合物与现代的石灰 火山灰水泥很相似。用它胶结碎石制成的混凝±，硬化后不但强度较高，而且还能抵抗淡水 或含盐水的侵蚀。长期W来，它作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于建筑工程。1756年， 英国工程师J.斯米顿在研究某些石灰在水中硬化的特性时发现：要获得水硬性石灰，必须 采用含有粘±的石灰石来烧制；用于水下建筑的硕筑砂浆，最理想的成分是由水硬性石 灰和火山灰配成。该个重要的发现为近代水泥的研制和发展奠定了理论基础。1796年，英 国人J.帕克用泥灰岩烧制出了一种水泥，外观呈踪色，很像古罗马时代的石灰和火山灰 混合物，命名为罗马水泥。因为它是采用天然泥灰岩作原料，不经配料直接烧制而成的，故 又名天然水泥。具有良好的水硬性和快凝特性，特别适用于与水接触的工程。1813年，法 国的±木技师毕加发现了石灰和粘±按立比一混合制成的水泥性能最好。1824年，英国建 筑工人J.阿斯普下取得了波特兰水泥的专利权。他用石灰石和粘±为原料，按一定比例配 合后，在类似于烧石灰的立塞内锻烧成熟料，再经磨细制成水泥。因为水泥硬化后的颜色与 英格兰岛上波特兰地方用于建筑的石头相似，被命名为波特兰水泥。它具有优良的建筑性 能，在水泥史上具有划时代意义。1907年，法国比埃利用铅矿石的铁机±代替粘±，混合 石灰岩烧制成了水泥。由于该种水泥含有大量的氧化铅，所W叫做"机±水泥"。1871年， 日本开始建造水泥厂。1877年，英国的克兰普顿发明了回转炉，并于1885年经兰萨姆改革 成更好的回转炉。1889年，中国河北唐山开平煤矿附近，设立了用立塞生产的唐山"细绵 ±"厂。1906年在该厂的基础上建立了启新洋灰公司，年产水泥4万吨。1893年，日本远 藤秀行和内海H贞二人发明了不怕海水的娃酸盐水泥。20世纪，人们在不断改进波特兰水 泥性能的同时，研制成功了一批适用于特殊建筑工程的水泥，如高铅水泥，特种水泥等。全 世界的水泥品种已发展到100多种，2007年水泥年产量约20亿吨。中国在1952年制订了 第一个全国统一标准，确定水泥生产W多品种多标号为原则，并将波特兰水泥按其所含的 主要矿物组成改称为砍酸盐水泥，后又改称为娃酸盐水泥至今。2007年中国水泥年产量约 11亿吨。
[0003] 水泥无处不在，我们被水泥所包围。由于如火如茶的房地产建设，作为建筑基础用 料的水泥的需求W每年超过6%的速度增长，据报道，2010年世界各国共生产了 36亿吨的水 泥，若将其全部倾注于美国纽约州曼哈顿岛上，将堆积成一个高达14米的巨型石柱；并且 在2050年该个数据将会再提高10亿吨，那时全球水泥产量所堆积的巨石柱将会更高。可 W说，水泥是世界上人类使用的仅次于水的物质。
[0004] 水泥，在行业内有个代名词叫"高能耗行业"。英国《卫报》2010年公布的数据显 示，每生产I吨普通水泥，就释放出近I吨二氧化碳。水泥的生产占据了世界二氧化碳排放 量的5%，是全球航空业二氧化碳排放量的3-4倍。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种W石灰厂废料为原料的绿色生态水泥及其生产方法，利 用了更多的废弃材料，减低熟料在水泥的比重，从而大幅减低二氧化碳的排放量。
[0006] 本发明所采用的技术方案是： W石灰厂废料为原料生产绿色生态水泥的方法，其包含W下重量份数的原料：石灰厂 废料45-60份；水泥熟料35-50份；复合活化剂0. 04-0. 07份；早强剂1-3份； 所述的水泥熟料是娃酸盐水泥熟料，采用标号42. 5或52. 5。凡W娃酸巧为主的娃酸盐 水泥熟料，5% W下的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，统称为 娃酸盐水泥。国际上统称为波特兰水泥。娃酸盐水泥分两种类型，不惨加混合材料的称为 I型娃酸盐水泥，代号P ? I ;惨加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料 的称为II型娃酸盐水泥，代号P- II。
[0007] 娃酸盐水泥的细度采用比表面积测定仪检验，其比表面积应大于300 Hf Ag,否则 为不合格品。国家标准规定：娃酸盐水泥的初凝时间不早于45min，否则为不合格品；终凝 时间不迟于390min，否则为不合格品。娃酸盐水泥的体积安定性经检验必须合格，否则为不 合格品。娃酸盐水泥根据3d和28d的抗压强度分为H个强度等级即42. 5、52. 5、62. 5,每个 等级有两个类型即普通型与早强型(用R表示)。
[0008] 娃酸盐水泥的主要矿物组成是：娃酸H巧、娃酸二巧、铅酸H巧、铁铅酸四巧。 娃酸H巧决定着娃酸盐水泥四个星期内的强度；娃酸二巧四星期后才发挥强度作用，约一 年左右达到娃酸H巧四个星期的发挥强度；铅酸H巧强度发挥较快，但强度低，其对娃酸盐 水泥在1至3天或稍长时间内的强度起到一定的作用；铁铅酸四巧的强度发挥也较快，但强 度低，对娃酸盐水泥的强度贡献小。
[0009] 所述的石灰厂废料为碎石、片石、煤渣、熟化石灰、石灰渣、赔烧粘±和粘±。
[0010] 所述的复合活化剂是将娃酸轴、硫酸轴、与蔡賴酸轴甲酵缩合物混合，加入催化剂 H异丙醇胺和硫酸巧配制而成；其中娃酸轴、硫酸轴、蔡賴酸轴甲酵缩合物、H异丙醇胺、硫 酸巧加入的重量比为15:10:5:2:5。由于其惨量低，不影响水泥各种性能规定值，可提高粉 磨效率，水泥强度，还可提高水泥浆体的密实性，渗透性，使砂浆流动性好，粘结性强、不易 收缩、不易产生裂缝。
[0011] 所述的早强剂是按照木质素、糖蜜酒精废液干粉、CaO重量比为1:1:1，经配料、均 化和粉磨的工艺过程，制备而成。惨加早强剂后可W缩短水泥的凝结时间，提高了水泥同龄 期的水化程度。
[0012] 生产方法包括W下步骤： a. 干燥；石灰厂废料经皮带输送机送至立式烘干机进行烘干，烘干后石灰厂废料经提 升机送至石灰厂废料仓储存，含水量小于2. 5% ; b. 磨粉；将步骤a所得干燥的石灰厂废料用水泥磨机研磨，使其通过100目筛的通过 率达到95% W上，将得到的建筑垃圾和钢渣尾粉W及准备好的水泥熟料、复合活化剂和早 强剂按重量份数加入到水泥磨机中，向水泥磨机的内部喷射雾化水，使磨粉过程的温度控 制在90?12(TC，从水泥磨机磨头处出来的物料即水泥，用提升机输送入成品均化仓中，通 过均化仓底部产生的空气均化后经过包装，得到散装水泥。
[0013] 本发明的有益效果： 1、 本发明的W石灰厂废料为原料的绿色生态水泥及其生产方法，能有效利用石灰厂废 料，施工使用操作简便，易于控制质量，具有较好的经济和社会效益； 2、 本发明W石灰厂废料为原料的绿色生态水泥的复合活化剂是W娃酸轴、硫酸轴、与 蔡賴酸轴甲酵缩合物混合，加入催化剂H异丙醇胺和硫酸巧配制而成，其中娃酸轴、硫酸 轴、蔡賴酸轴甲酵缩合物、H异丙醇胺、硫酸巧加入的重量比为15:10:5:2:5,从而可W使水 泥产量提高15%?30%，同时具有助磨的效果； 3、 本发明W石灰厂废料为原料的绿色生态水泥的生产方法可W大幅度降低产品成本， 改善工作环境，并能明显改善水泥的性能，生产工艺简单，产品可W长期储存； 4、 本发明的W石灰厂废料为原料的绿色生态水泥加入了早强剂，按照木质素、糖蜜酒 精废液干粉、CaO重量比为1:1:1经配料、均化和粉磨的工艺过程制备而成的，能够加速水 泥水化、达到提高砂浆早期强度的效果。
【具体实施方式】
[0014] 石灰厂废料的主要成分为碎石、片石、煤渣、熟化石灰、石灰渣、未烧透的石灰石、 赔烧粘±和粘±。在石灰废料场不同地段，不同层面，选取五组试样，每组15千克。各组 过筛百分率如表1所示： 表1
【权利要求】
1. 以石灰厂废料为原料生产的绿色生态水泥，其特征在于：包含以下重量份数的原 料：石灰厂废料45-60份；水泥熟料35-50份；复合活化剂0. 04-0. 07份；早强剂1-3份； 所述的水泥熟料是硅酸盐水泥熟料； 所述的石灰厂废料为碎石、片石、煤渣、熟化石灰、石灰渣、未烧透的石灰石、焙烧粘土 和粘土。
2. 根据权利要求1所述的以石灰厂废料为原料生产的绿色生态水泥，其特征还在于， 所述的复合活化剂是将硅酸钠、硫酸钠、与萘磺酸钠甲醛缩合物混合，加入催化剂三异丙醇 胺和硫酸钙配制而成；其中硅酸钠、硫酸钠、萘磺酸钠甲醛缩合物、三异丙醇胺、硫酸钙加入 的重量比为15:10:5:2:5。
3. 根据权利要求1所述的以石灰厂废料为原料生产的绿色生态水泥，其特征还在于， 所述的早强剂是按照木质素、糖蜜酒精废液干粉、CaO重量比为1:1: 1，经配料、均化和粉磨 的工艺过程，制备而成。
4. 根据权利要求1所述的以石灰厂废料为原料生产的绿色生态水泥，其特征在于，生 产方法包括以下步骤： a. 干燥：石灰厂废料经皮带输送机送至立式烘干机进行烘干，烘干后石灰厂废料经提 升机送至石灰厂废料仓储存，含水量小于2. 5% ; b. 磨粉：将步骤a所得干燥的石灰厂废料用水泥磨机研磨，使其通过100目筛的通过 率达到95%以上，将步骤a得到的石灰厂废料以及准备好的水泥熟料、复合活化剂和早强剂 按重量份数加入到水泥磨机中，向水泥磨机的内部喷射雾化水，使磨粉过程的温度控制在 90?120°C，从水泥磨机磨头处出来的物料即水泥，用提升机输送入成品均化仓中，通过均 化仓底部产生的空气均化后经过包装，得到散装水泥。
【文档编号】C04B7/36GK104341114SQ201410504548
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】刘兴东, 伍远兰, 伍宇华 申请人:忻城县红运水泥有限责任公司