脱硫石膏基水硬胶凝材料及其制备方法[0002]脱硫石膏是火力发电厂烟气湿法脱硫产生的工业废弃物，由于我国电网中75%的电力都是由燃煤发电产生，势必造成脱硫石膏堆积的压力。在以往的应用中，都是将脱硫石膏添加到水泥中来调节水泥的凝结时间，但其用量都较低。另外，脱硫石膏由于工艺的不稳定性及脱硫过程中杂质的混入，造成颜色灰暗，影响了作用石膏板的应用，相对于天然廉价的石膏也没有竞争优势。因此，大掺量高效低能耗的处理脱硫石膏不仅是保护环境的需要，也是推动能源行业绿色化发展的重要举措。[0003]矿渣是冶炼生铁的过程中产生的，是钢铁行业的重要环节，每生产I吨的钢铁大约产生0.5吨的矿渣。矿渣是高炉炼铁高温急速冷却剩余的玻璃体的残渣，里面含有丰富的二氧化硅，三氧化二铝，氧化镁，氧化钙，氧化铁等成分，活性较高。在过去的应用中，一般添加到水泥中降低成本，同时可以缓慢增加混凝土的后期强度，使混凝土的气孔率下降，抗渗透性增强。[0004]钢渣是钢铁厂冶炼过程中，由生铁转化为钢的过程中产生的废渣。钢渣里面有少量氢氧化钙和硅酸三钙，硅酸二钙等晶相成分。其重要用途也是在水泥行业中，用来生产无熟料钢渣水泥。[0005]熟料是水泥中的主要成分，水泥的水化就是熟料中的主晶相硅酸三钙，硅酸二钙，铝酸三钙，铁铝酸四钙综合反应的结果。现在的水泥熟料主要是由回转窑和立窑产生。
[0006]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提供一种脱硫石膏基水硬胶凝材料及其制备方法，该方法工艺简单，不用煅烧，能耗低，强度能达到32.5普通硅酸盐水泥标准，耐淡水和海水冲击性能都较普通硅酸盐水泥强。[0007]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:脱硫石膏基水硬胶凝材料，其由脱硫石膏，矿渣，水泥熟料，钢渣混合而成，各原料组分所占质量百分数为:脱硫石膏30%~58%,矿渣35%~55%，水泥熟料0%~25%，钢渣0%~30%。
[0008]按上述方案，所述的各原料组分所占质量百分数为:脱硫石膏35%~46%，矿渣40%~54%，水泥熟料1%~18%。
[0009]按上述方案，所述的各原料组分所占质量百分数为:脱硫石膏35%~46%，矿渣40% ~54%,钢渣 1% ~24%ο
[0010]按上述方案，所述的矿渣为生铁冶炼厂排出的高炉矿渣。
[0011]按上述方案，所述的钢渣为钢铁厂排出的废渣。
[0012]所述的脱硫石膏基水硬胶凝材料的制备方法，包括如下步骤:[0013]I)按各原料所占质量百分数为:脱硫石膏30%~58%，矿渣35%~55%，水泥熟料0%~25%，钢渣0%~30%，各原料所占质量百分数之和为100%，选取脱硫石膏、矿渣、水泥熟料、钢洛，备用；
[0014]2)将脱硫石膏粉磨至比表面积450~700 Hl2 /kg，矿渣粉磨至比表面积350~500m2 /kg,水泥熟料粉磨至比表面积大于450 m2 /kg,钢洛粉磨至比表面积大于450 m2 /kg,使之具有良好的颗粒级配效应，混合后即得到脱硫石膏基水硬胶凝材料；或将脱硫石膏、矿渣、水泥熟料、钢渣混合后，再粉磨至比表面积大于450 rtf /kg，得到脱硫石膏基水硬胶凝材料。
[0015]本发明所采用的脱硫石膏是一般火力发电厂烟气石灰湿法脱硫产生的，其主要成分是二水硫酸钙，其杂质可有亚硫酸钙，未燃尽的煤颗粒和烟灰颗粒等；矿渣是冶炼生铁的过程中产生的，是一种经高温冷却后的活性玻璃体，主要含有二氧化硅，三氧化二铝，氧化镁，氧化钙，氧化铁等成分；钢渣是钢铁厂冶炼过程中，由生铁转化为钢的过程中产生的废渣，钢渣里面有少量氢氧化钙和硅酸三钙，硅酸二钙等晶相成分。
[0016]与现有的技术相比，本发明具有以下优点: [0017]1.将脱硫石膏、矿渣、水泥熟料、钢渣按上述比例与水搅拌均匀后即具有水硬性，矿渣中的活性氧化铝，氧化钙，二氧化硅等在水泥熟料和钢渣的碱性激发下不断溶解，再结合脱硫石膏中溶解的硫酸根离子生成大量的钙矾石和硅酸钙水化产物，因此具有优异的耐水性能。
[0018]2.脱硫石膏、矿渣、水泥熟料、钢渣中除了水泥熟料为水泥产品外，其他原料都为工业固体废弃物，特别是脱硫石膏的堆积已经对环境造成不小的压力，而本发明中脱硫石骨的最闻用量可达58%。
[0019]3.本发明制作水硬胶凝材料的工艺简单，只需球磨原料，能耗低，其水化产物的早期强度可以达到32.5普通硅酸盐水泥的标准，后期强度可以达到42.5普通硅酸盐水泥的标准。
[0020]4.本发明制作的水硬胶凝材料的耐淡水和海水腐蚀的性能都要优于硅酸盐水泥。
[0021]下面结合实施例进一步说明本申请之发明，但实施例不应视作对本发明权利的限定。
[0022]实施例1:
[0023]将脱硫石膏、矿渣、水泥熟料和钢渣分别粉磨，测得脱硫石膏比表面积600 IIf /kg ；矿渣比表面积480 m2 /kg ;水泥熟料比表面积480 m2 /kg，钢渣比表面积480 m2 /kg封存备用，所述的矿渣为生铁冶炼厂排出的高炉矿渣，所述的钢渣为钢铁厂排出的废渣。
[0024]将以上所制脱硫石膏、矿渣、水泥熟料和钢渣按表1的配比混合均匀，制备成脱硫石膏基水硬胶凝材料。按照GB17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》测定试样的3天、7天、28天强度，标准稠度和凝结时间按照GB/T1364-2001《水泥标准稠度用水量凝结时间安定性》进行(下同)，结果见表1。
[0025]表1.固定水泥熟料用量的脱硫石膏基水硬胶凝材料的配比及其性能
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