[0001] 本申请涉及砌筑水泥技术领域，更具体地说，它涉及一种高掺量粉煤灰的低碱砌筑水泥及其制备方法。

[0002] 粉煤灰是煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，也是燃煤电厂排放的主要固体废弃物之一。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，排量较大。大量的粉煤灰如果不进行处理，不仅造成资源浪费，而且还造成环境污染，同时对人体和生物存在安全隐患。因此，如何实现粉煤灰的回收利用，已然成为实现可持续发展所要解决的问题之一。目前，部分研究者将粉煤灰应用于水泥中，获得掺杂粉煤灰的水泥，从而解决粉煤灰回收利用的问题。然而，申请人在实际应用中发现，在水泥熟料中添加少量粉煤灰，例如粉煤灰的添加量为水泥熟料总重的30％以下，能够提高水泥的强度，但是，粉煤灰的添加量较多时，例如粉煤灰的添加量为水泥熟料总重的50％以上，反而降低水泥的强度，影响水泥的使用。

[0029] 为使本申请更加容易理解，下面将结合实施例来进一步详细说明本申请，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本申请的应用范围。本申请中所使用的原料或组分若无特殊说明均可以通过商业途径或常规方法制得。

[0030] 制备例制备例1
一种改性硫酸钙晶须，其采用以下方法制备：
在搅拌速率为400r/min、温度为65℃下，在1000g的水中加入1000g的异丙醇、30g的乳化剂，搅拌处理2min。加入100g的硫酸钙晶须，搅拌处理5min。加入5g的壳聚糖、5g的辛烯基琥珀酸淀粉钠、1g的三偏磷酸钠，搅拌处理4h。然后进行过滤，采用500g的质量浓度为
30％的乙醇水溶液洗涤1次，采用500g的水洗涤1次，烘干至恒重，获得改性硫酸钙晶须。

[0031] 其中，乳化剂为吐温80、司盘60两种，且吐温80、司盘60的重量配比为2:1；硫酸钙晶须为无水硫酸钙晶须，且硫酸钙晶须的平均长度为30μm、平均直径为2μm；壳聚糖、辛烯基琥珀酸淀粉钠均选自江西华豫源生物科技有限公司。

[0032] 制备例2一种改性硫酸钙晶须，其采用以下方法制备：
在搅拌速率为400r/min、温度为60℃下，在700g的水中加入1300g的异丙醇、40g的乳化剂，搅拌处理2min。加入100g的硫酸钙晶须，搅拌处理5min。加入4g的壳聚糖、6g的辛烯基琥珀酸淀粉钠、0.5g的三偏磷酸钠，搅拌处理5h。然后进行过滤，采用500g的质量浓度为
30％的乙醇水溶液洗涤1次，采用500g的水洗涤1次，烘干至恒重，获得改性硫酸钙晶须。

[0033] 其中，乳化剂为吐温80、司盘60两种，且吐温80、司盘60的重量配比为2:1；硫酸钙晶须为无水硫酸钙晶须，且硫酸钙晶须的平均长度为30μm、平均直径为2μm；壳聚糖、辛烯基琥珀酸淀粉钠均选自江西华豫源生物科技有限公司。

[0034] 制备例3一种改性硫酸钙晶须，其采用以下方法制备：
在搅拌速率为400r/min、温度为70℃下，在1300g的水中加入700g的异丙醇、20g的乳化剂，搅拌处理2min。加入100g的硫酸钙晶须，搅拌处理5min。加入6g的壳聚糖、4g的辛烯基琥珀酸淀粉钠、1.5g的三偏磷酸钠，搅拌处理3h。然后进行过滤，采用500g的质量浓度为
30％的乙醇水溶液洗涤1次，采用500g的水洗涤1次，烘干至恒重，获得改性硫酸钙晶须。

[0035] 其中，乳化剂为吐温80、司盘60两种，且吐温80、司盘60的重量配比为2:1；硫酸钙晶须为无水硫酸钙晶须，且硫酸钙晶须的平均长度为30μm、平均直径为2μm；壳聚糖、辛烯基琥珀酸淀粉钠均选自江西华豫源生物科技有限公司。实施例

[0036] 表1低碱砌筑水泥的原料用量(单位:×10g)实施例1
一种高掺量粉煤灰的低碱砌筑水泥，其原料及原料配比见表1所示。

[0037] 其中，低碱水泥熟料中C3S含量为53％、C2S含量为25％、C4AF含量为13％、C3A含量为5.5wt％、f‑CaO含量为0.8wt％、Na2O+0.658K2O含量为0.4wt％；粉煤灰为III级粉煤灰；可再分散乳胶粉为可再分散乳胶粉WWJF‑8020；脱硫石膏选自石家庄德泽矿产品有限公司；缓凝剂为葡萄糖、磷酸钠两种，且葡萄糖、磷酸钠的重量配比为2:1；早强剂为氯化钙、三乙醇胺两种，且氯化钙、三乙醇胺的重量配比为1:1；改性硼酸镁晶须采用制备例1的方法制备获得。

[0038] 一种高掺量粉煤灰的低碱砌筑水泥的制备方法，主要包括如下步骤：在搅拌速率为400r/min下，在低碱水泥熟料中加入粉煤灰、改性硼酸镁晶须、可再分散乳胶粉、脱硫石膏、缓凝剂、早强剂，搅拌处理3min，获得低碱砌筑水泥。

[0039] 实施例2一种高掺量粉煤灰的低碱砌筑水泥，其和实施例1的区别之处在于，低碱砌筑水泥的原料配比不同，其原料配比见表1所示。

[0040] 实施例3一种高掺量粉煤灰的低碱砌筑水泥，其和实施例1的区别之处在于，低碱砌筑水泥的原料配比不同，其原料配比见表1所示。

[0041] 实施例4一种高掺量粉煤灰的低碱砌筑水泥，其和实施例1的区别之处在于，低碱砌筑水泥的原料中，改性硼酸镁晶须的来源不同，且改性硼酸镁晶须采用制备例2的方法制备获得。

[0042] 实施例5一种高掺量粉煤灰的低碱砌筑水泥，其和实施例1的区别之处在于，低碱砌筑水泥的原料中，改性硼酸镁晶须的来源不同，且改性硼酸镁晶须采用制备例3的方法制备获得。

[0043] 对比例对比例1
一种高掺量粉煤灰的低碱砌筑水泥，其和实施例1的区别之处在于，低碱砌筑水泥的原料中，未添加改性硫酸钙晶须、可再分散乳胶粉。

[0044] 对比例2一种高掺量粉煤灰的低碱砌筑水泥，其和实施例1的区别之处在于，低碱砌筑水泥的原料中，将改性硫酸钙晶须等量替换为可再分散乳胶粉。

[0045] 对比例3一种高掺量粉煤灰的低碱砌筑水泥，其和实施例1的区别之处在于，低碱砌筑水泥的原料中，将改性硫酸钙晶须、可再分散乳胶粉等量替换为硫酸钙晶须。

[0046] 对比例4一种高掺量粉煤灰的低碱砌筑水泥，其和实施例1的区别之处在于，低碱砌筑水泥的原料中，将改性硫酸钙晶须等量替换为硫酸钙晶须。

[0047] 对比例5一种高掺量粉煤灰的低碱砌筑水泥，其和实施例1的区别之处在于，低碱砌筑水泥的原料中，改性硫酸钙晶须的制备方法中，将壳聚糖、辛烯基琥珀酸淀粉钠等量替换为3‑氨丙基三乙氧基硅烷。

[0048] 对比例6一种高掺量粉煤灰的低碱砌筑水泥，其和实施例1的区别之处在于，低碱砌筑水泥的原料中，改性硫酸钙晶须的制备方法中，将壳聚糖等量替换为辛烯基琥珀酸淀粉钠。

[0049] 对比例7一种高掺量粉煤灰的低碱砌筑水泥，其和实施例1的区别之处在于，低碱砌筑水泥的原料中，改性硫酸钙晶须的制备方法中，将辛烯基琥珀酸淀粉钠等量替换为壳聚糖。

[0050] 性能检测分别取实施例1‑5、对比例1‑7获得的低碱砌筑水泥，并对低碱砌筑水泥进行以下性能检测，检测结果如表2所示。

[0051] 其中，采用GB/T 17671‑2021《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》，对低碱砌筑水泥的28d抗压强度、28d抗折强度进行检测。

[0052] 采用JC/T 951‑2005《水泥砂浆抗裂性能试验方法》，对低碱砌筑水泥的开裂指数进行检测。且，开裂指数越低，表明低碱砌筑水泥的抗开裂性越好。

[0053] 表2检测结果从表2中可以看出，本申请的低碱砌筑水泥，其具有较高的抗压强度和抗折强度，
28d抗压强度为53.64‑57.36MPa、28d抗折强度为10.93‑12.35MPa，表现出抗压强度高、抗折强度高的优点。而且其还具有较低的开裂指数，开裂指数为56‑91mm，表现出抗开裂性好的优点。本申请的低碱砌筑水泥，通过原料之间的相互配合，不仅实现粉煤灰的回收利用，减少环境污染，而且还具有优良的抗压强度、抗折强度以及抗开裂性，提高耐久性和使用寿命，满足市场需求。

[0054] 将对比例1‑4进行比较。对比例1低碱砌筑水泥的原料中，未添加硫酸钙晶须、可再分散乳胶粉；对比例2低碱砌筑水泥的原料中，添加可再分散乳胶粉；对比例3低碱砌筑水泥的原料中，添加硫酸钙晶须；对比例4低碱砌筑水泥的原料中，添加硫酸钙晶须、可再分散乳胶粉。由此可以看出，在低碱砌筑水泥原料中同时添加硫酸钙晶须、可再分散乳胶粉，且利用其之间的协同增效，能够提高抗压强度、抗折强度，并降低开裂指数。

[0055] 将对比例4‑5进行比较。对比例4低碱砌筑水泥的原料中，添加硫酸钙晶须；对比例5低碱砌筑水泥的原料中，添加改性硫酸钙晶须，且采用3‑氨丙基三乙氧基硅烷、三偏磷酸钠对硫酸钙晶须处理获得。由此可以看出，对硫酸钙晶须进行改性，增加硫酸钙晶须表面活性基团，能够增强其和可再分散乳胶粉之间的相互作用，提高使用效果。再结合对比例6‑7、实施例1。对比例6低碱砌筑水泥的原料中，添加改性硫酸钙晶须，且采用辛烯基琥珀酸淀粉钠、三偏磷酸钠对硫酸钙晶须处理获得；对比例7低碱砌筑水泥的原料中，添加改性硫酸钙晶须，且采用壳聚糖、三偏磷酸钠对硫酸钙晶须处理获得；实施例1低碱砌筑水泥的原料中，添加改性硫酸钙晶须，且采用壳聚糖、辛烯基琥珀酸淀粉钠、三偏磷酸钠对硫酸钙晶须处理获得。由此可以看出，在硫酸钙晶须表面接枝壳聚糖、辛烯基琥珀酸淀粉钠，且利用其之间的相互作用，能够进一步提高硫酸钙晶须的改性效果，增加抗压强度、抗折强度以及抗开裂性，使改性硫酸钙晶须表现出更优的使用效果。

[0056] 应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本申请，并不构成对本申请的任何限制。通过参照典型实施例对本申请进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本申请权利要求的范围内对本申请作出修改，以及在不背离本申请的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本申请涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本申请限于其中公开的特定例，相反，本申请可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。