專利名稱：早強(qiáng)高強(qiáng)利廢的水泥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑水泥。
背景技術(shù)：
長期以來，人們所使用的硅酸鹽水泥為人類的建筑事業(yè)作出了重大貢獻(xiàn)。在科學(xué)與技術(shù)飛速發(fā)展的今天，未來的建筑業(yè)向高層次、大跨度的方向發(fā)展，對于建筑結(jié)構(gòu)型的水泥基材提出了更高的強(qiáng)度和耐久性的要求，然而硅酸鹽水泥的強(qiáng)度和耐久性難以滿足現(xiàn)代化建筑業(yè)的高要求。近幾十年來，世界各國的水泥研究工作者雖經(jīng)艱苦努力，并未能使硅酸鹽水泥的性能有較大幅度的提高，因?yàn)楣杷猁}水泥含有三大有害物質(zhì)(1)游離子氧化鈣；(2)氧化鎂；(3)三氧化硫，同時，硅酸鹽水泥的水化產(chǎn)物Ca(OH)2易與CO2、SO3反應(yīng)而產(chǎn)生腐蝕，而水化碳酸鈣及水化硫酸鈣的形成和相變?nèi)菀渍T發(fā)破壞作用，而且這些產(chǎn)物的溶解度較高，導(dǎo)致水泥的耐久性不好，也可以說硅酸鹽水泥的潛力在極大程度上已耗盡。為了提高混凝土的強(qiáng)度，水泥研究工作者不得不尋求其它出路，于是出現(xiàn)了新型有機(jī)膠結(jié)材混凝土和有機(jī)無機(jī)復(fù)合膠結(jié)材混凝土，這些混凝土不但價格昂貴，而且施工工藝也較復(fù)雜，尤其是其性能并未能滿足六大指標(biāo)的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對硅酸鹽水泥的性能在某些建筑領(lǐng)域還難以滿足工程需求的問題，提供一種六大指標(biāo)能達(dá)到高性能而且節(jié)能利廢的早強(qiáng)高強(qiáng)利廢的水泥。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明包括工業(yè)礦渣、堿金屬激發(fā)劑和緩凝劑，堿金屬激發(fā)劑的重量為工業(yè)礦渣的40-70％，緩凝劑的重量為工業(yè)礦渣的0-25％；所述工業(yè)礦渣中有40-100％重量百分含量的高爐水淬礦渣，其余為經(jīng)煅燒以后具有活性的灰和渣；所述堿金屬激發(fā)劑的組成為，SiO23-9％、Na2O2-8％、H2O83-95％；所述緩凝劑為氟化鉀，緩凝劑可以與工業(yè)礦渣混磨，也可以外摻。
本發(fā)明中工業(yè)礦渣的基材是高爐水淬礦渣，當(dāng)工業(yè)礦渣采用100％的高爐水淬礦渣時水泥的性能最好，為了利廢可以摻入其它廢棄的爐渣、鋼渣作為細(xì)骨料，使用效果很好。前述高爐水淬礦渣的化學(xué)成份中堿性系數(shù)(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)≥0.6，活性系數(shù)Al2O3/SiO2≥0.25。
如果用于生產(chǎn)特快硬早強(qiáng)型水泥，本發(fā)明中緩凝劑的用量為工業(yè)礦渣重量的0％，即水泥中不加緩凝劑；而緩凝劑的常用量為工業(yè)礦渣重量的3.5-15％。
本發(fā)明中工業(yè)礦渣的研磨細(xì)度比表面積一般為300-400m2/kg。
本發(fā)明中緩凝劑的研磨細(xì)度比表面積一般為300-400m2/kg。
本發(fā)明水泥的生產(chǎn)工藝為一磨。
本發(fā)明的技術(shù)效果詳述如下1.本發(fā)明節(jié)能、利廢，把多種暫未利用的工業(yè)廢渣有效地利用起來我國工業(yè)廢渣累計堆放已達(dá)65億噸之多，與世界發(fā)達(dá)國家利用工業(yè)廢渣的差距還很大，雖然這些廢棄的工業(yè)渣活性很差或無活性，但摻入水淬礦渣內(nèi)作為細(xì)骨料使用效果很好，如攀枝花鋼廠的煉鐵、煉鋼渣由于含鈦量過高，未被硅酸鹽水泥使用，但用于本發(fā)明中經(jīng)試驗(yàn)用堿激發(fā)后強(qiáng)度仍可達(dá)到70Mpa左右，變廢為寶已成現(xiàn)實(shí)。
2.本發(fā)明在早強(qiáng)、高強(qiáng)、高抗?jié)B、高抗凍、低水化熱、抗化學(xué)腐蝕等六大指標(biāo)上達(dá)到了優(yōu)異的性能本發(fā)明的水泥一天的抗壓強(qiáng)度高達(dá)72Mpa，二十八天抗壓強(qiáng)度高達(dá)125Mpa；抗折強(qiáng)度一天高達(dá)7Mpa，二十八天高達(dá)12Mpa；抗?jié)B性能大于4Mpa；抗凍性能高達(dá)900次凍融循環(huán)；抗化學(xué)腐蝕，在2％的MgSO4溶液中浸泡一年，強(qiáng)度未下降，氯離子抗蝕系數(shù)K＞1，氯離子擴(kuò)散系數(shù)(D×109(cm2·s-1))，比525硅酸鹽水泥小一個數(shù)量級；水化熱三天30Kj/kg。六年膠砂試驗(yàn)檢測結(jié)果如下(試驗(yàn)方法為GB177-85)
以上數(shù)據(jù)足以說明本發(fā)明水泥早強(qiáng)、高強(qiáng)以及質(zhì)量的穩(wěn)定性和耐久性，因此適用于工業(yè)建筑、交通建筑、水工建筑、海洋建筑、軍事工程以及民用建筑的防水、防滲、防腐工程。我國公路交通路面大部分是水泥混凝土路面，近幾年來公路交通事業(yè)迅猛發(fā)展，高等級、次高等級公路長達(dá)近五萬公里，水泥路面的使用壽命一般可達(dá)三十年以上，近年來發(fā)現(xiàn)，新建路面出現(xiàn)過早損壞，在六、七十年代修建的水泥路面，現(xiàn)已接近或超過使用年限需要不同程度的修補(bǔ)，用普通水泥修補(bǔ)路面，由于普通水泥強(qiáng)度增長慢、養(yǎng)護(hù)期長，一旦進(jìn)行路面修補(bǔ)，需中斷交通時間較長，不僅影響經(jīng)濟(jì)效益，也引發(fā)因中斷交通而產(chǎn)生的社會問題，嚴(yán)重的還影響投資環(huán)境，而采用本發(fā)明的早強(qiáng)特快硬型水泥快速修補(bǔ)水泥混凝土路面，可以做到當(dāng)天破路面、當(dāng)天施工、當(dāng)天通車，這樣減少車輛阻塞，提高水泥混凝土路面的修補(bǔ)技術(shù)，改善投資環(huán)境，不僅具有好的經(jīng)濟(jì)效益，也獲得好的社會效益?？傊?，可以利用本發(fā)明水泥的多種特殊性能開發(fā)出系列產(chǎn)品來滿足市場的需求。
3.本發(fā)明與普通硅酸鹽水泥相比，具有生產(chǎn)工藝簡單、環(huán)保、質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝是“兩磨一燒”，一次生料磨，一次入窯煅燒，在煅燒過程中，向大氣排放灰塵和溫室效應(yīng)氣體CO2，污染大氣層；本發(fā)明的水泥只需“一磨”，減少“一磨一燒”，大幅度節(jié)約能源約70％，降低大氣污染，沒有溫室效應(yīng)氣體CO2向大氣層排放，保護(hù)了大氣臭氧層。
在生產(chǎn)原材料與水泥質(zhì)量方面(1)硅酸鹽水泥是石灰石作主要原材料，煅燒的熟料中含有游離氧化鈣，所謂游離氧化鈣就是不定型-破壞水泥結(jié)構(gòu)，游離氧化鈣在國家水泥標(biāo)準(zhǔn)中嚴(yán)格控制在1％以下，本發(fā)明的水泥不用熟料，不含有游離氧化鈣；(2)硅酸鹽水泥熟料中含有氧化鎂，氧化鎂在國家水泥標(biāo)準(zhǔn)中控制在5％以下，熟料中的氧化鎂是以方鎂石分子結(jié)構(gòu)存在于熟料之中，而本發(fā)明的水泥中氧化鎂是以方柱石分子結(jié)構(gòu)存在于礦渣之中，不含有方鎂石分子結(jié)構(gòu)的氧化鎂；(3)硅酸鹽水泥加入生石膏作緩凝劑，石膏含有三氧化硫，三氧化硫在國家水泥標(biāo)準(zhǔn)中控制在3.5％以下，而本發(fā)明的水泥不用石膏作緩凝劑，而是用無機(jī)水化物作緩凝劑，不含Cl-、SO42-；(4)4硅酸鹽水泥最高標(biāo)號725#，而大量生產(chǎn)的是425#和525#，水泥結(jié)構(gòu)隨使用時間的延長而降低，而本發(fā)明的水泥最高可達(dá)1125#，大量生產(chǎn)的是625#－825#，水泥結(jié)構(gòu)隨使用時間的延長各項(xiàng)技術(shù)性能都有不同程度的增長。
以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一、二、四的水泥由A、B、C三個組分組成，A組分為工業(yè)礦渣，為100％的寶鋼礦渣，研磨礦渣細(xì)度，比表面積為390m2/kg，礦渣中含有CaO 39.65％、SiO233.48％、Al2O316.09％、MgO 8.19％、MnO 0.89％、Fe2O31.40，其余為雜質(zhì)；B組分為堿金屬激發(fā)劑，其組成為，SiO25.46％、Na2O 4.48％、H2O 90.06％；C組分為緩凝劑氟化鉀，磨細(xì)后比表面積為350m2/kg。
實(shí)施例三中A組分工業(yè)礦渣中50％重量為寶鋼礦渣，50％重量為粉煤灰，其B組分的組成和C組分的組成與實(shí)施一相同。
實(shí)施例一至四中A、B、C三個組分在水泥中采用不同的含量，從而對水泥砂漿的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，見下表
本發(fā)明中B組分和C組分在水泥中的含量可根據(jù)不同的用途及情況來確定，如用于坡道施工時，其B組分的用量可采用A組分重量的40-50％；當(dāng)用于泵送混凝土?xí)r，則B組分的用量可采用A組分重量的60-70％；當(dāng)用于遠(yuǎn)距離運(yùn)輸混凝土或砂漿時，或在某些特殊情況時，C組分的用量可采用A組分重量的10-15％。
權(quán)利要求
1.一種早強(qiáng)高強(qiáng)利廢的水泥，其特征在于包括工業(yè)礦渣、堿金屬激發(fā)劑和緩凝劑，堿金屬激發(fā)劑的重量為工業(yè)礦渣的40-70％，緩凝劑的重量為工業(yè)礦渣的0-25％；所述工業(yè)礦渣含有40-100％重量百分含量的高爐水淬礦渣，其余為經(jīng)煅燒以后具有活性的灰和渣；所述堿金屬激發(fā)劑的組成為，SiO23-9％、Na2O2-8％、H2O83-95％；所述緩凝劑為氟化鉀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的早強(qiáng)高強(qiáng)利廢的水泥，其特征在于特快硬早強(qiáng)型水泥中，緩凝劑的用量為工業(yè)礦渣重量的0％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的早強(qiáng)高強(qiáng)利廢的水泥，其特征在于緩凝劑的常用量為工業(yè)礦渣重量的3.5-15％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的早強(qiáng)高強(qiáng)利廢的水泥，其特征在于所述高爐水淬礦渣的化學(xué)成份中，堿性系數(shù)(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)≥0.6；活性系數(shù)Al2O3/SiO2≥0.25。
全文摘要
本發(fā)明為一種早強(qiáng)高強(qiáng)利廢的水泥，包括工業(yè)礦渣、堿金屬激發(fā)劑和緩凝劑，堿金屬激發(fā)劑的重量為工業(yè)礦渣的40－70％，緩凝劑的重量為工業(yè)礦渣的0－25％，工業(yè)礦渣含有40－100％重量百分含量的高爐水淬礦渣，其余為經(jīng)煅燒以后具有活性的灰和渣，堿金屬激發(fā)劑的組成為，SiO
文檔編號C04B22/06GK1482087SQ02134700
公開日2004年3月17日 申請日期2002年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月11日
發(fā)明者李業(yè)成, 沈衛(wèi)平, 柳瑜, 朱偉新 申請人:深圳市恒富源投資有限公司