本發明屬于節能環保領域。
技術背景
生產熟料的過程是水泥行業消耗資源和排放污染物最重要的部分，不僅需要消耗大量的石灰石、粘土、煤炭等自然資源和能源，還要排放大量的CO2、SO2、NOX等有害氣體，所以減少水泥熟料用量是水泥行業節能減排的重要途徑。生態水泥就是利用各種廢棄物，包括各種工業廢料、廢渣以及城市生活垃圾等作為原料、燃料制造水泥。這是發展循環經濟，保障國家環境安全的重大戰略措施。目前的生態水泥，主要指少熟料水泥，一般是由礦渣粉和粉煤灰在石膏以及氧化鈣、水玻璃等堿性激發劑的共同作用下制備而成的，存在兩個方面的問題，一是大量氧化鈣的引入，容易引起無熟料水泥安定性不良，二是隨著各類堿的價格上漲，這類水泥的生產成本也較高。
赤泥是制鋁工業提取氧化鋁時排出的污染性廢渣，一般平均每生產1噸氧化鋁，附帶產生1.0～2.0噸赤泥。中國作為世界氧化鋁生產大國，每年排放的赤泥高達3000萬噸。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面積的堆場堆放，占用了大量土地，也對環境造成了嚴重的污染。磷石膏磷石膏是磷化工中濕法制造磷酸時排出的廢渣，每生產1噸磷酸(以P2O5計)產生約4.5～5.5噸的副產磷石膏，目前我國磷石膏每年的產生量約7600萬噸，同時我國還存在約2.5億噸的磷石膏歷史堆存。大量的磷石膏的堆積既占用土地，又浪費資源，其中含有的可溶性磷、可溶性氟等物質容易對周邊環境造成污染。與此同時，鋼渣、堿渣、硫酸鋁渣等工業廢渣也存在占用土地、污染環境的問題。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種以不同種類工業廢渣為主要原料的建筑環保型水泥，為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：
一種建筑環保型水泥，由以下重量百分比的原料組成：
鋼渣粉：20％-30％
磷石膏：2％-8％
堿渣：2％-5％
赤泥：10％-20％
沸石粉：10％-20％
硫酸鋁渣：2％-4％
縮合磷酸鋁：0.2％-0.5％
重金屬離子固化劑：1％-2％
激發劑：1％-2％
余量為礦粉。
所述鋼渣粉的比表面積為400m2/kg-550m2/kg。
所述磷石膏含水量≤10％，SO3含量≥40％。
所述堿渣是指氨堿法制堿過程中排放的堿性廢渣，成份主要為碳酸鈣。
所述沸石粉是由天然沸石粉磨至比表面積500m2/kg-600m2/kg得到的，所述沸石是指斜發沸石或者絲光沸石。
所述硫酸鋁渣是利用鋁土礦生產硫酸鋁所排出的廢渣。
所述重金屬離子固化劑是由硫化鈉、碳酸鈉和草酸按照1-5:1-5:1的質量比組成。
優選的，所述重金屬離子固化劑是由硫化鈉、碳酸鈉和草酸按照3:3:1的質量比組成。
所述激發劑由硫代硫酸鈉、高錳酸鉀、五甲基二乙烯三胺按照4-8:1-2:1的質量比組成。
優選的，所述激發劑由硫代硫酸鈉、高錳酸鉀、五甲基二乙烯三胺按照6:2:1的質量比組成。
所述礦粉滿足GB/T18046-2008《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉》中S95級礦粉要求。
本發明中的堿渣一方面可與鋼渣粉、磷石膏等反應生成絡合物CaSiO3·CaCO3·Ca(OH)2·nH2O，另一方面其中的堿性物質可保證體系的堿度，為水化反應提供條件。赤泥中含有的β-C2S、無定型鋁硅酸鹽具有潛在的水硬活性，游離堿可提供一定堿度，保證體系水化反應。具有很多空洞和孔道，能夠增加水泥安定性、抑制生態水泥的堿骨料反應，還對固體廢棄物中的重金屬離子有一定的固化作用。硫酸鋁渣主要成分為二氧化硅和三氧化二氯，具有改善水泥性能，消化鋼渣中游離氧化鈣，改善水泥安定性，提高水泥早起強度的作用。縮合磷酸鋁具有粘結固化作用，提高體系強度，激發劑可促進體系的水化反應。
本發明有益效果：本發明的建筑環保型水泥主要以鋼渣、赤泥、堿渣、硫酸鋁渣、磷石膏為原料，不但主要原料利用工業廢渣，而且主要激發劑也利用工業副產品，根據鋼渣粉、礦渣粉、磷石膏、赤泥、硫酸鋁渣等化學成分、礦物組成的不同特點，取長補短、優勢互補、合理搭配，充分利用外加劑和不同混合材之間的協同效應，在各種原料的協同作用下，生產建筑環保型水泥。
本發明水泥的水硬性好、強度高。生產過程不經過生料制備和熟料燒成兩道工序，節約了大量粘土、石灰石、煤炭等天然能源和資源的消耗，避免了熟料煅燒過程中產生的粉塵、CO2、SO2、NOX等的排放，而且解決了工業廢渣的環境污染和土地占用問題，具有良好的環保效益。
具體實施方式
為了進一步了解本發明，下面結合實施例對本發明的優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特點和優點而不是對本發明專利要求的限制。
本發明所用原料的化學組成件下表1：
表1試驗用各類原料的化學成分分析
實施例1
一種建筑環保型水泥，由以下重量百分比的原料組成：鋼渣粉20％、磷石膏2％、堿渣2％、赤泥10％、沸石粉10％、硫酸鋁渣2％、縮合磷酸鋁0.2％、重金屬離子固化劑1％、激發劑1％、余量為礦粉；
所述鋼渣粉的比表面積為400m2/kg-550m2/kg；
所述磷石膏含水量≤10％，SO3含量≥40％；
所述沸石粉是由斜發沸石粉磨至比表面積500m2/kg-600m2/kg得到的；
所述重金屬離子固化劑是由硫化鈉、碳酸鈉和草酸按照3:3:1的質量比組成；
所述激發劑由硫代硫酸鈉、高錳酸鉀、五甲基二乙烯三胺按照6:2:1的質量比組成。
實施例2
一種建筑環保型水泥，由以下重量百分比的原料組成：鋼渣粉30％、磷石膏8％、堿渣5％、赤泥20％、沸石粉20％、硫酸鋁渣4％、縮合磷酸鋁0.5％、重金屬離子固化劑2％、激發劑2％、余量為礦粉；
所述鋼渣粉的比表面積為400m2/kg-550m2/kg；
所述磷石膏含水量≤10％，SO3含量≥40％；
所述沸石粉是由絲光沸石粉磨至比表面積500m2/kg-600m2/kg得到的；
所述重金屬離子固化劑是由硫化鈉、碳酸鈉和草酸按照1:5:1的質量比組成；
所述激發劑由硫代硫酸鈉、高錳酸鉀、五甲基二乙烯三胺按照4:2:1的質量比組成。
實施例3
一種建筑環保型水泥，由以下重量百分比的原料組成：鋼渣粉25％、磷石膏5％、堿渣3％、赤泥15％、沸石粉15％、硫酸鋁渣3％、縮合磷酸鋁0.3％、重金屬離子固化劑1.5％、激發劑1.8％、余量為礦粉；
所述鋼渣粉的比表面積為400m2/kg-550m2/kg；
所述磷石膏含水量≤10％，SO3含量≥40％；
所述沸石粉是由天然沸石粉磨至比表面積500m2/kg-600m2/kg得到的；
所述重金屬離子固化劑是由硫化鈉、碳酸鈉和草酸按照5:1:1的質量比組成。
所述激發劑由硫代硫酸鈉、高錳酸鉀、五甲基二乙烯三胺按照8:1:1的質量比組成。
實施例4
一種建筑環保型水泥，由以下重量百分比的原料組成：鋼渣粉21％、磷石膏6％、堿渣4％、赤泥16％、沸石粉17％、硫酸鋁渣2.8％、縮合磷酸鋁0.4％、重金屬離子固化劑1.2％、激發劑1.3％、余量為礦粉。
所述重金屬離子固化劑是由硫化鈉、碳酸鈉和草酸按照3:3:1的質量比組成。
所述激發劑由硫代硫酸鈉、高錳酸鉀、五甲基二乙烯三胺按照6:2:1的質量比組成。
實施例5
一種建筑環保型水泥，由以下重量百分比的原料組成：鋼渣粉26％、磷石膏5％、堿渣4％、赤泥13％、沸石粉14％、硫酸鋁渣3.5％、縮合磷酸鋁0.45％、重金屬離子固化劑1.8％、激發劑1.2％、余量為礦粉。
所述重金屬離子固化劑是由硫化鈉、碳酸鈉和草酸按照3:2:1的質量比組成。
所述激發劑由硫代硫酸鈉、高錳酸鉀、五甲基二乙烯三胺按照5:2:1的質量比組成。
性能測試
對實施例1-5得到的建筑環保型水泥進行性能測試，水泥標準稠度用水量、凝結時間測定按GB/T1346-2001《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》進行；水泥膠砂強度測定按GB/T17671-1999《水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)》進行，結果見下表2。
表2建筑環保型水泥性能