利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复合水泥.pdf

《利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复合水泥.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复合水泥.pdf（9页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010427466.5 (22)申请日 2020.05.19 (71)申请人 张红卫 地址 050501 河北省石家庄市灵寿县青同 镇南青同村 (72)发明人 张红卫 (51)Int.Cl. C04B 11/30(2006.01) C04B 7/24(2006.01) C04B 7/26(2006.01) (54)发明名称 一种利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复 合水泥 (57)摘要 本发明公开了一种利用电石渣与粉煤灰作 为混合材的复合水泥， 属于水泥生产技术领域， 由如下重。

2、量份的物质组成： 610份改性电石渣、 8 12份粉煤灰、 1215份矿渣、 6570份硅酸盐水泥 熟料、 36份石膏。 本发明在水泥中添加了特殊处 理的电石渣和粉煤灰作为混合材， 充分利用了废 弃物质， 降低了水泥成本， 保护了自然环境， 同时 因改性电石渣和粉煤灰的配伍使用， 有效的提升 了水泥的综合强度及耐候性能， 延长了水泥的寿 命。 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 CN 111517684 A 2020.08.11 CN 111517684 A 1.一种利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复合水泥， 其特征在于， 由如下重量份的物 质组成： 610份改性电石渣、 812份粉煤灰、 1。

3、215份矿渣、 6570份硅酸盐水泥熟料、 36份石 膏。 2.根据权利要求1所述的一种利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复合水泥， 其特征在 于， 由如下重量份的物质组成： 8份改性电石渣、 10份粉煤灰、 14份矿渣、 68份硅酸盐水泥熟料、 5份石膏。 3.根据权利要求1所述的一种利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复合水泥， 其特征在 于， 所述的改性电石渣的制备方法包括如下步骤： （1） 先将电石渣放入到真空干燥箱内进行干燥处理， 12h后取出备用； （2） 向步骤 （1） 处理后的电石渣均匀雾化喷覆钛酸酯偶联剂水溶液， 完成后将电石渣取 出备用； （3） 将步骤 （2） 处理后的电石渣投入到。

4、反应釜内， 然后向反应釜内加入硝酸铝、 聚乙二 醇、 聚脲甲醛、 硬脂酸锌、 稀土， 然后不断进行搅拌处理， 同时还对反应釜进行变温加热处 理， 先控制反应釜内的温度为110120， 保温处理58min后， 再将反应釜内的温度升至200 220， 保温处理1520min后， 再将反应釜内的温度升至330360， 保温处理2530min后， 最终将反应釜内的温度降至2224取出即得。 4.根据权利要求3所述的一种利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复合水泥， 其特征在 于， 步骤 （1） 中所述的干燥处理时控制真空干燥箱内的气压为110Pa、 温度为8085。 5.根据权利要求3所述的一种利用电石渣与。

5、粉煤灰作为混合材的复合水泥， 其特征在 于， 步骤 （2） 中所述的钛酸酯偶联剂水溶液中钛酸酯偶联剂的质量分数为1015%； 所述的钛 酸酯偶联剂水溶液的雾化喷覆量是电石渣总质量的1216%。 6.根据权利要求3所述的一种利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复合水泥， 其特征在 于， 步骤 （3） 中所述的硝酸铝的加入量是电石渣总质量的1520%、 聚乙二醇的加入量是电石 渣总质量的46%、 聚脲甲醛的加入量是电石渣总质量的35%、 硬脂酸锌的加入量是电石渣 总质量的0.20.4%、 稀土的加入量是电石渣总质量的0.030.05%。 7.根据权利要求6所述的一种利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复合水泥。

6、， 其特征在 于， 所述的稀土为硝酸镧、 硝酸铈、 硝酸镱中的任意一种。 8.根据权利要求1所述的一种利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复合水泥， 其特征在 于， 所述的粉煤灰选用混凝土公司的粉煤灰。 9.根据权利要求1所述的一种利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复合水泥， 其特征在 于， 所述的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石膏均选用水泥厂的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石膏； 所 述的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石膏的颗粒粒径均不大于15mm。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111517684 A 2 一种利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复合水泥 技术领域 0001 本发明属于水泥生产技术领域， 具体涉及一种利。

7、用电石渣与粉煤灰作为混合材的 复合水泥。 背景技术 0002 水泥是加水拌合成塑性浆体， 能胶结砂、 石等材料， 既能在空气中硬化， 又能在水 中硬化的粉末状水硬性胶凝材料。 水泥的种类很多， 分为通用水泥、 专用水泥及特种水泥三 大类， 其中， 复合水泥就是通用水泥的品种之一。 水泥加水拌和后具有较好的可塑性， 水泥 硬化后可获得较高的强度， 且水泥的耐久性较好。 因此， 水泥不但大量应用于工业与民用建 筑， 还广泛应用于交通、 城市建设、 农林、 水利及海洋等工程， 且新型的水泥基复合材料还应 用于核工业、 宇航工业及其它新型工业的建设， 为保证国家建设计划的顺利进行起着十分 重要的作用，。

8、 具有十分广泛的应用前景。 0003 水泥生产的主要原料有石灰石、 粘土与铁粉， 由于水泥生产规模的不断扩大， 这些 天然原料矿山的资源不断被开发利用而逐渐减少， 就迫切需要有新的原料资源加以替代。 0004 电石渣是化工厂生产乙炔与聚氯乙烯等生产过程中排出的工业废渣， 其主要成分 为Ca(OH)2， 目前电石渣的主要利用途径有三个方面： 第一是用于生产建筑材料， 第二是生 产化工产品， 第三是用于环境治理。 近年来， 有人进行利用电石渣作原料经过高温煅烧制备 水泥的研究， 但生产工艺复杂， 燃料消耗与热耗较高， 废气排放量较大， 增加了生产成本。 0005 粉煤灰是指燃煤电厂中磨细煤粉在锅炉。

9、中燃烧后从烟道排出、 被收尘器收集的物 质， 是我国目前排放量最大的燃煤副产品之一， 其比表面积为2500-7000cm2/g， 主要成分为 SiO2， Al2O3及Fe2O3， 它是一种典型的具有潜在活性的火山灰质材料， 粉煤灰作为水泥、 混凝 土掺合料用于水泥、 烧结砖与其它新型建筑材料的生产以及土木、 水利和海洋等工程领域 是目前国内外粉煤灰利用的主要途径， 目前鲜少见到利用电石渣与粉煤灰作为混合材制备 复合水泥的报道。 此外， 即便有些水泥中添加了上述原料成分， 但其在性能上普遍存在短 板， 强度、 耐候性等均无法很好的满足使用要求， 需要不断进行改进。 发明内容 0006 本发明的目。

10、的是提供一种利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复合水泥， 能够有效 的利用废料， 同时又能增强水泥的整体性能。 0007 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案实现的： 一种利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复合水泥， 由如下重量份的物质组成： 610份改性电石渣、 812份粉煤灰、 1215份矿渣、 6570份硅酸盐水泥熟料、 36份石 膏。 0008 优选的， 由如下重量份的物质组成： 8份改性电石渣、 10份粉煤灰、 14份矿渣、 68份硅酸盐水泥熟料、 5份石膏。 0009 进一步的， 所述的改性电石渣的制备方法包括如下步骤： 说明书 1/6 页 3 CN 111517684 A 3 （1） 。

11、先将电石渣放入到真空干燥箱内进行干燥处理， 12h后取出备用； （2） 向步骤 （1） 处理后的电石渣均匀雾化喷覆钛酸酯偶联剂水溶液， 完成后将电石渣取 出备用； （3） 将步骤 （2） 处理后的电石渣投入到反应釜内， 然后向反应釜内加入硝酸铝、 聚乙二 醇、 聚脲甲醛、 硬脂酸锌、 稀土， 然后不断进行搅拌处理， 同时还对反应釜进行变温加热处 理， 先控制反应釜内的温度为110120， 保温处理58min后， 再将反应釜内的温度升至200 220， 保温处理1520min后， 再将反应釜内的温度升至330360， 保温处理2530min后， 最终将反应釜内的温度降至2224取出即得。 001。

12、0 进一步的， 步骤 （1） 中所述的干燥处理时控制真空干燥箱内的气压为110Pa、 温度 为8085。 0011 进一步的， 步骤 （2） 中所述的钛酸酯偶联剂水溶液中钛酸酯偶联剂的质量分数为 1015%； 所述的钛酸酯偶联剂水溶液的雾化喷覆量是电石渣总质量的1216%。 0012 进一步的， 步骤 （3） 中所述的硝酸铝的加入量是电石渣总质量的1520%、 聚乙二醇 的加入量是电石渣总质量的46%、 聚脲甲醛的加入量是电石渣总质量的35%、 硬脂酸锌的 加入量是电石渣总质量的0.20.4%、 稀土的加入量是电石渣总质量的0.030.05%。 0013 进一步的， 所述的稀土为硝酸镧、 硝酸。

13、铈、 硝酸镱中的任意一种。 0014 进一步的， 所述的粉煤灰选用混凝土公司的粉煤灰。 0015 进一步的， 所述的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石膏均选用水泥厂的矿渣、 硅酸盐水泥 熟料和石膏； 所述的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石膏的颗粒粒径均不大于15mm。 0016 本发明水泥中添加的电石渣富含Ca(OH)2 ， 添加的粉煤灰颗粒较细， 具有潜在的 火山灰活性的特点， 两者复配使用后能够有效的提升水泥的强度， 并能缩短水泥的凝结时 间， 为了进一步增强电石渣的添加使用品质， 对电石渣进行了特殊了改性处理， 其中先将电 石渣干燥处理， 因电石渣含有大量的水分， 干燥完全后便于后续的加工处理， 接着。

14、雾化喷覆 钛酸酯偶联剂水溶液在电石渣上， 利用钛酸酯偶联剂增强了电石渣的表面活性， 便于改性 进程； 随后利用硝酸铝、 聚乙二醇、 聚脲甲醛、 硬脂酸锌、 稀土与电石渣进行混合， 制成了一 种增强的复合材料， 此复合材料具有大量的孔洞结构， 其表层多数孔洞为微米级， 此结构能 更好的与粉煤灰掺杂融合， 在水泥中起到了增强组织强度和稳定性的作用， 从而实现了两 者配伍的增强作用； 最终制得的水泥综合性能得到有效的提高。 0017 本发明相比现有技术具有以下优点： 本发明在水泥中添加了特殊处理的电石渣和粉煤灰作为混合材， 充分利用了废弃物 质， 降低了水泥成本， 保护了自然环境， 同时因改性电石渣。

15、和粉煤灰的配伍使用， 有效的提 升了水泥的综合强度及耐候性能， 延长了水泥的寿命， 提高了水泥的市场竞争力， 具有很好 的经济效益和推广价值。 附图说明 0018 图1是本发明耐候性稳定性试验测试对比数据图。 具体实施方式 0019 实施例1 说明书 2/6 页 4 CN 111517684 A 4 一种利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复合水泥， 由如下重量份的物质组成： 6份改性电石渣、 8份粉煤灰、 12份矿渣、 65份硅酸盐水泥熟料、 3份石膏。 0020 所述的改性电石渣的制备方法包括如下步骤： （1） 先将电石渣放入到真空干燥箱内进行干燥处理， 1h后取出备用； 所述的干燥处理时 控制。

16、真空干燥箱内的气压为110Pa、 温度为80； （2） 向步骤 （1） 处理后的电石渣均匀雾化喷覆钛酸酯偶联剂水溶液， 完成后将电石渣取 出备用； 所述的钛酸酯偶联剂水溶液中钛酸酯偶联剂的质量分数为10%； 所述的钛酸酯偶联 剂水溶液的雾化喷覆量是电石渣总质量的12%； （3） 将步骤 （2） 处理后的电石渣投入到反应釜内， 然后向反应釜内加入硝酸铝、 聚乙二 醇、 聚脲甲醛、 硬脂酸锌、 稀土， 然后不断进行搅拌处理， 同时还对反应釜进行变温加热处 理， 先控制反应釜内的温度为110， 保温处理5min后， 再将反应釜内的温度升至200， 保 温处理15min后， 再将反应釜内的温度升至33。

17、0， 保温处理25min后， 最终将反应釜内的温 度降至22取出即得； 所述的硝酸铝的加入量是电石渣总质量的15%、 聚乙二醇的加入量是 电石渣总质量的4%、 聚脲甲醛的加入量是电石渣总质量的3%、 硬脂酸锌的加入量是电石渣 总质量的0.2%、 稀土的加入量是电石渣总质量的0.03%。 0021 所述的稀土为硝酸镧。 0022 所述的粉煤灰选用混凝土公司的粉煤灰。 0023 所述的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石膏均选用水泥厂的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石 膏； 所述的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石膏的颗粒粒径均不大于15mm。 0024 实施例2 一种利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复合水泥， 由如下重量。

18、份的物质组成： 6份改性电石渣、 12份粉煤灰、 12份矿渣、 65份硅酸盐水泥熟料、 6份石膏。 0025 所述的改性电石渣的制备方法包括如下步骤： （1） 先将电石渣放入到真空干燥箱内进行干燥处理， 1h后取出备用； 所述的干燥处理时 控制真空干燥箱内的气压为110Pa、 温度为85； （2） 向步骤 （1） 处理后的电石渣均匀雾化喷覆钛酸酯偶联剂水溶液， 完成后将电石渣取 出备用； 所述的钛酸酯偶联剂水溶液中钛酸酯偶联剂的质量分数为15%； 所述的钛酸酯偶联 剂水溶液的雾化喷覆量是电石渣总质量的16%； （3） 将步骤 （2） 处理后的电石渣投入到反应釜内， 然后向反应釜内加入硝酸铝、 。

19、聚乙二 醇、 聚脲甲醛、 硬脂酸锌、 稀土， 然后不断进行搅拌处理， 同时还对反应釜进行变温加热处 理， 先控制反应釜内的温度为110， 保温处理5min后， 再将反应釜内的温度升至220， 保 温处理15min后， 再将反应釜内的温度升至330， 保温处理25min后， 最终将反应釜内的温 度降至22取出即得； 所述的硝酸铝的加入量是电石渣总质量的15%、 聚乙二醇的加入量是 电石渣总质量的6%、 聚脲甲醛的加入量是电石渣总质量的3%、 硬脂酸锌的加入量是电石渣 总质量的0.4%、 稀土的加入量是电石渣总质量的0.03%。 0026 所述的稀土为硝酸铈。 0027 所述的粉煤灰选用混凝土公司。

20、的粉煤灰。 0028 所述的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石膏均选用水泥厂的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石 膏； 所述的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石膏的颗粒粒径均不大于15mm。 说明书 3/6 页 5 CN 111517684 A 5 0029 实施例3 一种利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复合水泥， 由如下重量份的物质组成： 8份改性电石渣、 10份粉煤灰、 14份矿渣、 68份硅酸盐水泥熟料、 5份石膏。 0030 所述的改性电石渣的制备方法包括如下步骤： （1） 先将电石渣放入到真空干燥箱内进行干燥处理， 1.5h后取出备用； 所述的干燥处理 时控制真空干燥箱内的气压为110Pa、 温度为83； （。

21、2） 向步骤 （1） 处理后的电石渣均匀雾化喷覆钛酸酯偶联剂水溶液， 完成后将电石渣取 出备用； 所述的钛酸酯偶联剂水溶液中钛酸酯偶联剂的质量分数为12%； 所述的钛酸酯偶联 剂水溶液的雾化喷覆量是电石渣总质量的14%； （3） 将步骤 （2） 处理后的电石渣投入到反应釜内， 然后向反应釜内加入硝酸铝、 聚乙二 醇、 聚脲甲醛、 硬脂酸锌、 稀土， 然后不断进行搅拌处理， 同时还对反应釜进行变温加热处 理， 先控制反应釜内的温度为115， 保温处理7min后， 再将反应釜内的温度升至210， 保 温处理18min后， 再将反应釜内的温度升至350， 保温处理28min后， 最终将反应釜内的温 。

22、度降至23取出即得； 所述的硝酸铝的加入量是电石渣总质量的18%、 聚乙二醇的加入量是 电石渣总质量的5%、 聚脲甲醛的加入量是电石渣总质量的4%、 硬脂酸锌的加入量是电石渣 总质量的0.3%、 稀土的加入量是电石渣总质量的0.04%。 0031 所述的稀土为硝酸镧。 0032 所述的粉煤灰选用混凝土公司的粉煤灰。 0033 所述的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石膏均选用水泥厂的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石 膏； 所述的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石膏的颗粒粒径均不大于15mm。 0034 实施例4 一种利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复合水泥， 由如下重量份的物质组成： 10份改性电石渣、 12份粉煤灰、。

23、 15份矿渣、 70份硅酸盐水泥熟料、 6份石膏。 0035 所述的改性电石渣的制备方法包括如下步骤： （1） 先将电石渣放入到真空干燥箱内进行干燥处理， 2h后取出备用； 所述的干燥处理时 控制真空干燥箱内的气压为110Pa、 温度为85； （2） 向步骤 （1） 处理后的电石渣均匀雾化喷覆钛酸酯偶联剂水溶液， 完成后将电石渣取 出备用； 所述的钛酸酯偶联剂水溶液中钛酸酯偶联剂的质量分数为15%； 所述的钛酸酯偶联 剂水溶液的雾化喷覆量是电石渣总质量的16%； （3） 将步骤 （2） 处理后的电石渣投入到反应釜内， 然后向反应釜内加入硝酸铝、 聚乙二 醇、 聚脲甲醛、 硬脂酸锌、 稀土， 然。

24、后不断进行搅拌处理， 同时还对反应釜进行变温加热处 理， 先控制反应釜内的温度为120， 保温处理8min后， 再将反应釜内的温度升至220， 保 温处理20min后， 再将反应釜内的温度升至360， 保温处理30min后， 最终将反应釜内的温 度降至24取出即得； 所述的硝酸铝的加入量是电石渣总质量的20%、 聚乙二醇的加入量是 电石渣总质量的6%、 聚脲甲醛的加入量是电石渣总质量的5%、 硬脂酸锌的加入量是电石渣 总质量的0.4%、 稀土的加入量是电石渣总质量的0.05%。 0036 所述的稀土为硝酸镱。 0037 所述的粉煤灰选用混凝土公司的粉煤灰。 0038 所述的矿渣、 硅酸盐水泥熟。

25、料和石膏均选用水泥厂的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石 说明书 4/6 页 6 CN 111517684 A 6 膏； 所述的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石膏的颗粒粒径均不大于15mm。 0039 对比实施例1 一种利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复合水泥， 由如下重量份的物质组成： 6份改性电石渣、 8份粉煤灰、 12份矿渣、 65份硅酸盐水泥熟料、 3份石膏。 0040 所述的改性电石渣的制备方法包括如下步骤： （1） 先将电石渣放入到真空干燥箱内进行干燥处理， 1h后取出备用； 所述的干燥处理时 控制真空干燥箱内的气压为110Pa、 温度为80； （2） 向步骤 （1） 处理后的电石渣均匀雾化喷覆钛。

26、酸酯偶联剂水溶液， 完成后将电石渣取 出备用； 所述的钛酸酯偶联剂水溶液中钛酸酯偶联剂的质量分数为10%； 所述的钛酸酯偶联 剂水溶液的雾化喷覆量是电石渣总质量的12%； 所述的粉煤灰选用混凝土公司的粉煤灰。 0041 所述的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石膏均选用水泥厂的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石 膏； 所述的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石膏的颗粒粒径均不大于15mm。 0042 本对比实施例1与实施例1相比， 在改性电石渣的制备中， 省去了步骤 （3） 的处理操 作， 除此外的方法步骤均相同。 0043 为了对比本发明效果， 对上述实施例1、 实施例2、 对比实施例1对应制得的复合水 泥试样， 参照。

27、GB/T17671-1999进行性能测试， 具体对比数据如下表1所示： 表1 由上表1可以看出， 本发明方法制得的改性电石渣能够有效的提升水泥的强度特性， 增 强了水泥的使用品质。 0044 对比实施例2 一种利用电石渣与粉煤灰作为混合材的复合水泥， 由如下重量份的物质组成： 8份电石渣、 10份粉煤灰、 14份矿渣、 68份硅酸盐水泥熟料、 5份石膏。 0045 所述的粉煤灰选用混凝土公司的粉煤灰。 0046 所述的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石膏均选用水泥厂的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石 膏； 所述的矿渣、 硅酸盐水泥熟料和石膏的颗粒粒径均不大于15mm。 0047 本对比实施例2与实施例3相比。

28、， 省去了对电石渣的改性处理操作， 用常规的电石 渣取代改性的电石渣， 除此外的方法步骤均相同。 0048 为了进一步对比本发明效果， 对上述实施例3、 实施例4、 对比实施例2对应制得的 复合水泥试样， 进行耐候性稳定性试验测试， 也即进行人工加速冻融试验， 具体是对各组制 说明书 5/6 页 7 CN 111517684 A 7 成的水泥试样进行一个周期内以-2015h+238h进行15次循环的处理； 每个周期处 理后再参照GB/T17671-1999进行性能测试， 具体对比数据如附图1中所示。 0049 由附图1中可以看出， 本发明制得的复合水泥在多个周期的人工加速冻融试验处 理后， 其抗压强度性能仍能保持很佳， 达40MPa以上， 仍能满足实际的使用性能要求， 具有很 强的耐候性及品质稳定性， 极具推广实用价值和市场竞争力。 说明书 6/6 页 8 CN 111517684 A 8 图1 说明书附图 1/1 页 9 CN 111517684 A 9 。