《礦渣基生態(tài)水泥》一書從硅酸鹽水泥水化硬化機理出發(fā),提出了礦渣基生態(tài)水泥的水化硬化模型。根據(jù)此模型,以礦渣為基本原料,通過與鋼渣、磷石膏、脫硫石膏、廢棄混凝土等其他工業(yè)廢渣或少量硅酸鹽水泥熟料復合,制備出了幾種具有較好性能的新型生態(tài)水泥新品種,以替代通用硅酸鹽水泥作為建筑材料使用,不但可消納大量工業(yè)廢棄物,而且符合國家節(jié)能、減排、降耗的經濟發(fā)展方向,對資源的合理化利用和我國水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展均具有重要意義。
本書所介紹的礦渣基生態(tài)水泥品種中,既有適用于現(xiàn)有水泥廠的技術改造,以節(jié)能減排、降低成本為目的生態(tài)水泥新品種,如:分別粉磨礦渣水泥、礦渣少熟料水泥、石灰石鋼渣礦渣水泥、廢棄混凝土鋼渣礦渣水泥等。也有適用于制品廠、小粉磨站等企業(yè),以大量消納工業(yè)廢棄物為目的生態(tài)水泥新品種,如:過硫磷石膏礦渣水泥、過硫脫硫石膏礦渣水泥、石灰石石膏礦渣水泥、廢棄混凝土石膏礦渣水泥、礦山充填材料等。
其中,礦渣少熟料水泥,不加堿,不含氯離子,所用原料多為工業(yè)廢渣。生產32.5等級水泥時,熟料摻量僅需15%左右,生產成本可下降20~40元/噸;生產42.5等級水泥時,熟料摻量僅需25%左右,生產成本可下降30~50元/噸;生產52.5等級水泥時,熟料摻量僅需35%左右,生產成本可下降40~60元/噸;所產水泥的性能指標均可優(yōu)于相應國家標準。
過硫磷石膏礦渣水泥以磷石膏和礦渣粉為主要原料,添加2%左右的熟料粉(或普通水泥),即可制備出磷石膏摻量高達45%以上,28d抗壓強度達42.5等級以上的水硬性膠凝材料,并可輕易配制出C30等級以上的混凝土及其制品。生產過程中,磷石膏不需烘干或煅燒,無廢氣、無廢水、無粉塵排放,有利于環(huán)保;生產工藝簡單、成本低,產品具有水硬性,用途廣泛;產品中磷石膏摻量高,可大量資源化利用磷石膏。
礦山充填材料可適用于各種礦山尾礦砂的固化膠結,與一般的水泥類礦山膠結料相比,生產成本可下降50%以上,而且其性能超過42.5普通硅酸鹽水泥。
《礦渣基生態(tài)水泥》一書中的許多技術秘密均為首次公開,既有較高的經濟價值,也有一定的理論意義。
《礦渣基生態(tài)水泥》一書從硅酸鹽水泥水化硬化機理出發(fā),提出了礦渣基生態(tài)水泥的水化硬化模型。根據(jù)此模型,以礦渣為基本原料,通過與鋼渣、磷石膏、脫硫石膏、廢棄混凝土等其他工業(yè)廢渣或少量硅酸鹽水泥熟料復合,制備出了幾種具有較好性能的新型生態(tài)水泥新品種,以替代通用硅酸鹽水泥作為建筑材料使用,不但可消納大量工業(yè)廢棄物,而且符合國家節(jié)能、減排、降耗的經濟發(fā)展方向,對資源的合理化利用和我國水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展均具有重要意義。
本書可供從事水泥和制品的生產、科研、設計單位,以及需要處理固廢的工礦企業(yè)工程技術人員閱讀參考,也可作為高等學校無機非金屬材料工程、硅酸鹽工程專業(yè)的教學和參考用書。
我國是世界上最大的水泥生產與消費國。水泥工業(yè)消耗了大量的能源和資源,同時排放出了大量的顆粒污染物和CO2,NOx廢氣,這些顆粒污染物和廢氣加劇了溫室效應和霧霾的產生,如果這種情況不改善,資源、能源和環(huán)境都將無法承受。同時,隨著經濟的發(fā)展、人口的增加,城市化進程的加快,固體廢棄物產量日益增多,種類日益復雜,包括土壤污染、堆場安全等,已經引起了諸多社會問題和環(huán)境問題。
如果能把處理固體廢棄物與水泥生產相結合,一方面可以解決固體廢棄物(固廢)綜合利用問題,另一方面對于減少我國粉塵、氮氧化物、三氧化硫、二氧化碳等的排放量,阻止大面積霧霾天氣的形成,減少土地污染、提高土地利用率,將具有極其重要的現(xiàn)實意義。因此,研究以固體廢棄物為主要原料的生態(tài)水泥新品種,對于固體廢棄物的綜合利用、水泥工業(yè)的節(jié)能減排,具有十分重大的意義。
生態(tài)水泥就是利用各種廢棄物,包括各種工業(yè)廢棄物、廢渣以及城市生活垃圾等作為原、燃材料,在生產和使用過程中,相對而言具有較好生態(tài)環(huán)境協(xié)調性的水泥。研發(fā)生態(tài)水泥,將使水泥工業(yè)成為具有環(huán)境凈化功能的產業(yè),變污染產業(yè)為綠色產業(yè),造福于人類。
所謂礦渣基生態(tài)水泥,就是以礦渣為主要成分的一類生態(tài)水泥的總稱。
本書匯聚了作者三十多年來的科學研究成果,從硅酸鹽水泥水化硬化機理出發(fā),提出了礦渣基生態(tài)水泥的水化硬化模型。根據(jù)此模型,以礦渣為基本原料,通過與鋼渣、磷石膏、脫硫石膏、廢棄混凝土等其他工業(yè)廢渣或少量硅酸鹽水泥熟料復合,制備出了幾種具有較好性能的新型生態(tài)水泥新品種,以替代通用硅酸鹽水泥作為建筑材料使用,不但可消納大量工業(yè)廢棄物,而且符合國家節(jié)能、減排、降耗的經濟發(fā)展方向,對資源的合理化利用和我國水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展均具有重要意義。
本書所介紹的礦渣基生態(tài)水泥品種中,既有適用于現(xiàn)有水泥廠的技術改造,以節(jié)能減排、降低成本為目的生態(tài)水泥新品種,如:分別粉磨礦渣水泥、礦渣少熟料水泥、石灰石鋼渣礦渣水泥、廢棄混凝土鋼渣礦渣水泥等。也有適用于制品廠、小粉磨站等企業(yè),以大量消納工業(yè)廢棄物為目的生態(tài)水泥新品種,如:過硫磷石膏礦渣水泥、過硫脫硫石膏礦渣水泥、石灰石石膏礦渣水泥、廢棄混凝土石膏礦渣水泥、礦山充填材料等。許多技術細節(jié)均為首次公開,既有較高的經濟價值,也有一定的理論意義。
本書可供從事水泥和制品的生產、科研、設計單位,以及需要處理固廢的工礦企業(yè)工程技術人員閱讀參考,也可作為高等學校無機非金屬材料工程、硅酸鹽工程專業(yè)的教學和參考用書。
必須指出的是,由于水泥與混凝土科學本身還處于發(fā)展之中,在理論上還很不完善,讀者要分辨地閱讀本書所介紹的一些理論觀點,并且在實踐中檢驗它、發(fā)展它。還要提到的是,本書試驗所得到的一些數(shù)據(jù),都是在不同原料、不同條件下取得的,在書中引用這些數(shù)據(jù)是為了說明某些原理和規(guī)律。希望讀者在實際工作中,不要生搬書中的數(shù)據(jù),而是要根據(jù)實際情況運用書中闡明的基本原理和規(guī)律,并且通過進一步的試驗來解決生產實際問題。請讀者注意,水泥與混凝土科學的原理和規(guī)律是通過試驗建立的,而把這些原理和規(guī)律運用到某一具體的生產實踐,還要通過試驗,認識這一特點是十分重要的。
作者對在本書出版和科研過程中,參與部分科學試驗及提供了支持的人員表示感謝:福建三明水泥廠黃玉國;吉林交通水泥廠張國泰;云南昆鋼水泥廠李唯;山西交城卦山水泥有限公司呂恩元;云南宜良蓬萊水泥廠蘇繼富;華新水泥股份公司李葉青、盧九松、肖漢英、曹中海;武漢理工大學黃!、水中和、趙前、萬惠文、陳偉、李福洲、劉金軍;研究生張育才、武秋月、師華東、殷曉川、徐軍、龍安、嚴沖、王浩杰、貝格杜(BEGUEDOU
ESSOSSINAM)、杜保輝、韓亞、徐巍、楊杰、丁沙、陸建鑫、田素芳、陳飛翔、曾瀟、方周;武漢億勝科技有限公司歐小弟、李大志、萬齊才、馬章奇、陳世杰;中國建筑材料科學研究總院劉晨、鄭旭、王昕、王旭方、劉云;清華大學金峰、安雪暉、周虎、黃綿松、韓國軒、柳春娜;湖北省黃麥嶺磷化工有限公司張富榮、唐有運、高曄;湖北省大悟縣新富源水泥制品有限公司付全良等。特別感謝我的夫人劉順妮教授,在科研和成果產業(yè)化過程中的參與和支持。此外,對中國建材工業(yè)出版社的楊娜編輯,為提高本書質量付出的艱辛勞動,表示感謝。同時,也感謝廣大讀者對本書的支持和愛護。
限于作者的水平和條件,書中難免有疏漏、不當甚至是錯誤之處,懇請廣大師生和讀者提出寶貴意見,以便訂正。
林宗壽
2018年2月于武漢
1 緒論
1.1 我國水泥工業(yè)的發(fā)展概況
。保病∥覈喙I(yè)的污染物排放情況
。保场∥覈腆w廢棄物概況
。保础∩鷳B(tài)水泥的定義與意義
。保怠∩鷳B(tài)水泥發(fā)展狀況
參考文獻
2 礦渣基生態(tài)水泥制備基本理論
2.1 通用水泥生產工藝流程
。玻病⊥ㄓ盟嗟哪Y硬化機理
2.3 礦渣基生態(tài)水泥水化硬化模型
參考文獻
3 分別粉磨礦渣水泥
。常薄》謩e粉磨配制水泥的概念與優(yōu)勢
。常病》謩e粉磨礦渣水泥的性能
。常场》謩e粉磨礦渣水泥生產工藝技術
。常础∏蚰ズ土⒛サV渣粉的性能差異
3.5 分別粉磨礦渣水泥質量控制
參考文獻
4 礦渣少熟料水泥
。矗薄〔煌勰スに噷Ρ仍囼
4.2 粉磨細度對礦渣少熟料水泥性能的影響
。矗场〉V渣少熟料水泥組分配比的優(yōu)化
。矗础〉V渣少熟料水泥的水化
4.5 礦渣少熟料水泥的性能
。矗丁〉V渣少熟料水泥混凝土
。矗贰〉V渣少熟料水泥原料與要求
。矗浮〉V渣少熟料水泥生產工藝
。矗埂〉V渣少熟料水泥生產過程控制
參考文獻
5 石灰石鋼渣礦渣水泥
。担薄∈沂撛V渣無熟料水泥
。担病∈沂撛V渣少熟料水泥
。担场∈沂撛V渣水泥抗起砂性能
5.4 各種砌筑水泥的性能對比
6 過硫磷石膏礦渣水泥
。叮薄「耪
。叮病∵^硫磷石膏礦渣水泥組成與制備
。叮场∵^硫磷石膏礦渣水泥的水化硬化
。叮础∵^硫磷石膏礦渣水泥的性能
6.5 過硫磷石膏礦渣水泥混凝土配合比設計
。叮丁∵^硫磷石膏礦渣水泥混凝土性能與微觀結構
6.7 質量控制與技術要求
。叮浮∵^硫磷石膏礦渣水泥的應用
參考文獻
7 過硫脫硫石膏礦渣水泥
。罚薄∶摿蚴嗉捌鋺酶艣r
。罚病≡吓c試驗方法
7.3 過硫脫硫石膏礦渣水泥組分優(yōu)化
。罚础∵^硫脫硫石膏礦渣水泥的制備
7.5 過硫脫硫石膏礦渣水泥的水化硬化
參考文獻
8 石灰石石膏礦渣水泥
。福薄≡吓c試驗方法
。福病∈沂嗟V渣水泥組分優(yōu)化
。福场≡戏勰ゼ毝葘κ沂嗟V渣水泥性能的影響
。福础∈沂嗟V渣水泥的性能
8.5 石灰石水化作用與水化產物研究
。福丁∈沂嗟V渣水泥的水化硬化
參考文獻
9 廢棄混凝土再生水泥
。梗薄「攀
9.2 原材料與試驗方法
。梗场U棄混凝土石膏礦渣水泥的組分優(yōu)化
。梗础U棄混凝土鋼渣礦渣水泥的組分優(yōu)化
。梗怠U棄混凝土再生水泥的性能
。梗丁U棄混凝土再生水泥的水化硬化
參考文獻
10 礦山充填材料
。保埃薄「耪
。保埃病≡牧吓c試驗方法
。保埃场×资嗟V山充填材料
。保埃础×资嗔蜩F礦全尾砂充填材料
。保埃怠×资嚆~礦全尾砂充填材料
10.6 石膏礦渣膠結劑
參考文獻
附錄1 WGD-I型水泥抗裂抗起砂性能測定儀使用手冊
附錄2 中華人民共和國建材行業(yè)標準《制品用過硫磷石膏礦渣水泥混凝土》(JC/T23912017)
附錄A (規(guī)范性附錄)PSC漿濾液耗酸量試驗方法