利用高钙粉煤灰替代水泥生产墙体材料及其生产工艺

本发明涉及新型建筑材料及其制备方法，具体地说，本发明是 利用高钙粉煤灰替代水泥生产新型墙体材料的方法及其产品。

从已知文献报导中，表明胶凝材料中的游离氧化钙在水化时， 将发生固体体积的膨胀，并会在已凝固的材料中造成膨胀应力，严 重时可能造成材料结构的破坏。

游离CaO与水进行水化反应后固相的体积膨胀体积通过理论 计算，将增加如下：     Cao    H2O     Ca(OH)2     克分子量     56     18     74     密度(g/cm3)     3.32     1     2.23 克分子体积(cm3)     16.87     18     33.2     总体积     34.87  (原始)     33.2(最终) $\mathrm{\Delta V}=\frac{33.2-16.78}{16.78}\times 100=96.8\%$ 。

上述计算结果，符合“无水材料的体积加上进入水化产物中的 水的体积，应等于反应物的体积”的经验关系。说明游离CaO与水 反应后，其固相体积确实增加了96.8％。

如果直接将高钙粉煤灰加水与粘土拌合，则已固结的非烧结粘 土砖都可能发生开裂或崩溃现象。因此，利用高钙粉煤灰作固化剂 的技术关键，显然在于解决其游离CaO所引起的固体体积膨胀问 题。

目前虽然已有一些解决的途径，例如：在高钙粉煤灰中加入10 -15％的水，放置16小时以后，高钙粉煤灰中游离CaO中有一半左 右转变成Ca(OH)2，但由于工艺复杂且效果也不理想，因此，也有 其明显的缺点。

为此，本发明提供一种利用含有氯化钙的碱性工业废液，作为 高钙粉煤灰中游离氧化钙消解的活性激发剂，使高钙粉煤灰中的游 离氧化钙在短时间内变成Ca(OH)2，而残余的游离氧化钙已不足以 对生产的墙体材料造成固体体积膨胀的危害。

本发明的上述目的是通过以下方式实现的：一种墙体材料的生 产工艺，包括将55-65％重量的煤渣(最大粒径＜40mm)、35-45％重 量的高钙粉煤灰以及外加基于高钙粉煤灰重量2-3％的氯化钙和按 煤渣和高钙粉煤灰总重量计15-18％的水搅拌混合均匀(净拌时间2 分钟)，然后浇注和振动(振动时间30-60秒、振动频率1800-2300次 /分、振幅0.3-0.5mm)，再在50-60℃蒸汽养护静停5小时左右，然 后升温6小时，并在100℃恒温8小时，升温养护后，降温一小时 出料。

其特征在于所述的氯化钙为氯仿生产中产生的含8-12％重量 的氯化钙的碱性废液。

本发明的优点是明显的，高钙粉煤灰是火力发电厂的废渣，氯 化钙碱性水溶液是生产氯仿过程中产生的废水，利用高钙粉煤灰替 代水泥，利用氯仿生产中的废水迅速消解高钙粉煤灰中的游离氧化 钙，生产优质墙体材料，具有明显的经济效益、环境效益和社会效 益。

以下，将结合具体实施例，对本发明作进一步的详细说明，以 使本发明的优点更为明显。

实施例：粉煤灰硅酸盐砌块

             表1：各组分的重量百分数 原状高钙 粉煤灰 磨细高钙 粉煤灰 普通粉 煤灰 石灰 石膏 煤渣 氯化 钙*   水** 对比例1     30     13     2  55   33 例2     45  55  3   15.2 例3     45  55  3  16.2 例4     40  60  2.8 例5     40  60  2.8   15.8 *按高钙粉煤灰重量计的百分数； **按高钙粉煤灰与煤渣的总重量计的百分数。

实施例：承重粉煤灰砖

        表2：各组分的重量百分数 序号 磨细高钙粉煤灰     煤渣 氯化钙*     水** 例6     40     60     3     13.0 例7     40     60     3     12.5 *按高钙粉煤灰重量计的百分数； **按高钙粉煤灰与煤渣的总重量计的百分数。

实施例：承重粉煤灰空心砖

      表3：各组分的重量百分数 序号 磨细高钙粉煤灰     煤渣 氯化钙*     水** 例8     40     60     3     11.O 例9     40     60     3     11.0 *按高钙粉煤灰重量计的百分数； **按高钙粉煤灰与煤渣的总重量计的百分数。 注：磨细粉煤灰细度0.08mm，筛余2-4％。

实施例：2-9的操作工艺：

将上述配方的煤渣加入至高钙粉煤灰中，再添加上述配方的氯 化钙废液和水，净拌2分钟，混合料的工作度为5-15秒，然后进 行浇注和振动，振动频率为1800-2300次/分，振幅为0.3- 0.5mm，振动时间为30-60秒，然后进行蒸汽养护，升温6小时， 于100℃8小时，保温完毕，降温1小时，产品按照JC238-91标准 进行检测，其结果示于下表4、5和6中 (一)粉煤灰硅酸盐砌块    表4 序号     原材料 试件 外观 容重 kg/m3     强度Mpa 收缩值 mm/m 抗冻 性 备注 蒸养后 一天强度 人工碳化 后强度 对比 例1 普通粉煤灰、石灰、石膏、煤渣 好 1700     15.0     8.5  0.80 合格 例2 高钙粉煤灰、媒渣、氯化钙 好 1981     27.6 在二氧 化碳浓 度  为 60％以 上碳化 箱内经 三个月 未碳化 完  0.26 合格 原状高钙灰 例3 高钙粉煤灰、媒渣、氯化钙 好 1800     24.6 原状高钙灰 例4 高钙粉煤灰、煤渣、氯化钙 好 1832     22.3 原状高钙灰 例5 高钙粉煤灰、煤渣、氯化钙 好 1955     32.5  0.28 合格 磨细高钙灰     JC238-91 粉媒灰硅酸盐砌块标准 一等品     ≥13 ≥7.8  ≤0.75 合格 合格品     ≥10 ≥6.0  ≤0.90 合格

(二)承重粉煤灰砖

         表5 序号     原材料 试件 外观 容重 kg/m3 蒸养后 一天强度 Mpa     备注 例6 高钙粉煤灰、煤渣、氯化钙 好 1870  18.43     外形附 240×115×53mm 例7 高钙粉煤灰、煤渣、氯化钙 好 1890  19.04  240×115×53 标准 SC238-77粉煤灰砖的标准  ≥7.5  ≥10.0  ≥15.0 标准中砖的强度     分为三级

(三)承重粉煤灰空心砖

                   表6 序号     原料材 试件 外观 容重 kg/m3 蒸养后 一天强度 Mpa     备注 例8 高钙粉煤灰、煤渣、氯化钙 好 1475  15.46 例9 高钙分煤灰、煤渣、氯化钙 好 1445  11.52 标准     JC196-75 承重粘土空心砖标准  7.5  10  15  20 标准中空心砖 的强度分为四 级、上海要求 大干10Mpa

由上表可以看出，利用高钙粉煤灰替代石灰、石膏生产粉煤灰硅 酸盐砌块，承重粉煤灰砖和承重粉煤灰空心砖各项性能均符合国家 标准，粉煤灰硅酸盐砌块的强度、收缩值均优于采用普通粉煤灰，石 灰配制的粉煤灰硅盐砌块。利用高钙粉煤灰生产承重粉煤灰砖和承 重粉煤灰空心砖其性能均符合国家标准。