專利名稱：抗海水水泥的制作方法
技術領域：
本發明是一種水泥，特別是一種對于海水具有優異耐腐蝕性能的 抗海水水泥。
背景技術：
在海洋環境下，海水對混凝土的侵蝕作用主要由以下幾個因素引
起海水中so4「、 cr、 Mg2+離子的化學侵蝕作用；在干濕條件下鹽
類在混凝土中結晶；海浪的機械磨損和沖擊；混凝土內鋼筋的銹蝕以 及凍融循環等破壞作用。為此要求抗海水水泥同時具有抗侵蝕、抗凍 融、抗沖刷、耐磨等性能。目前我國在港口、碼頭、海洋工程上主要 使用的是普通硅酸鹽水泥和少量抗硫酸鹽水泥，這類水泥的抗滲性、 耐磨性、致密性較差，因此其抗海水侵蝕、耐海水的沖刷和抗凍融性 能不能完全滿足海洋工程的技術要求，以致于造成工程質量不高，使 用壽命較短，給國民經濟建設帶來了較大的損失。
發明內容
本發明的目的是為了克服現有普通硅酸鹽水泥抗海水侵蝕、耐海 水沖刷和抗凍融性能差的缺陷，發明一種摻入有硅鋁質活性混合材及 微膨脹組分和侵蝕成分的抗海水水泥。
本發明是按如下的方式來實現的
所述抗海水水泥的配方各組分按質量的百分比如下 水泥熟料 40-55%; 石膏 3-5%; 錳渣 12-15%; 粉煤灰 12-15%; 礦渣 12-15% 活性Si02 2%_5%;耐蝕成分 2%_5%;
微膨脹組分 2%-5%。
所述水泥熟料為硅酸鹽水泥熟料，其須滿足以下條件
熟料28天強度》55. 0Mpa;
熟料中C3A《水泥熟料質量的8. 0%， C3A是一種水泥熟料礦物; 熟料中MgO《水泥熟料質量的5. 0%。 所述石膏須滿足以下條件
石膏中的S03的含量^石膏重量的32. 0%。
所述錳渣須滿足以下條件
質量系數大于等于L2 Cg綠2。3
Si02+MnO+Ti02 二氧化鈦含量小于等于錳渣質量的10%;
二氧化錳含量小于等于錳渣質量的4%; 松散容重小于等于1. 2%;
最大粒度小于等于50mm。
所述粉煤灰須滿足以下條件
細度45um方孔篩篩余不大于25%;
需水量不大于105%;
燒失量不大于8%; 含水量不大于1%;
三氧化硫不大于3%;
活性指數28天不小于70%。
所述礦渣須滿足以下條件
質量系數大于等"==。3
Si02+MnO+Ti02
二氧化鈦含量％小于等于10%;
二氧化錳含量%小于等于4%; 松散容重小于等于1. 2%;
最大粒度小于等于10mm。 所述活性Si02采用燒黏土。
所述耐蝕成分采用上虞瓷石或硅鋁質活性混合材。 所述微膨脹組分為膨脹劑。所述抗海水水泥的制作工藝如下
將水泥熟料、石膏、耐蝕成分、活性硅及錳渣先入輥壓機預擠壓 粉碎，然后再與粉煤灰、礦渣、微膨脹組分入磨混合粉磨，出磨后進
入均化庫進行空氣混合攪拌，倒庫入散裝、包裝庫出廠。 所述抗海水水泥的的技術要求如下-
水泥中S03《水泥質量的4. 0%;水泥細度為0. 08mm方孔篩篩余 《10%;比表面積》360mVKg;初凝不早于1小時，終凝不遲于10小 時。
本發明的積極效果如下本發明的生產工藝簡便，免除了耐侵蝕
混凝土現場施工時的各種繁瑣的摻合料混拌工作；本發明不僅可以較 大量的利用工業廢渣(如錳礦渣、粉煤灰、工業氟石膏)，降低生產 成本，變廢為寶，而且具有較高的早期強度；由于引入的活性Si02 與水泥水化生成的Ca(0H)2和水化硅酸鈣C-S-H填充水泥石的空隙， 從而提高了水泥的耐蝕性能；由于摻入適量的微膨脹組分和侵蝕成 分，所以提高了水泥石結構的致密性，從而提高其抗侵蝕能力；由于 提高了水泥粉磨細度，以增加混合材活性和改善水泥石的孔結構，進 一步提高了水泥的耐侵蝕性能；本發明具有高強、致密、抗滲、抗海 水侵蝕、耐海水沖刷等優良性能，特別適用于地下、港口、碼頭以及 其它受硫酸鹽等侵蝕介質腐蝕的工程。
具體實施例方式
本發明有如下兩種實施方案。 一.第一實施例的配方各組分按質量的百分比如下
硅酸鹽水泥熟料50%;
石膏4%;
錳渣12%;
粉煤灰12%;
礦渣12%;
活性Si02:4%;
硅鋁質活性混合材4%;
膨脹劑2%。二.第二實施例的配方各組分按質量的百分比如下:硅酸鹽水泥熟料45%;
石膏5%;
錳渣14%;
粉煤灰:14%;
礦渣14%;
活性Si02 :4%;
上虞瓷石-2%;
膨脹劑》2%。
本發明抗海水的特性機理如下一.抗侵蝕性能
水泥抗硫酸鹽、氯化物等鹽類侵蝕性能的優劣與水泥熟料的礦物組成有關，也與水泥細度、環境中侵蝕介質濃度以及是否含有可以抵消侵蝕介質的離子存在有關。水泥受硫酸鹽腐蝕的機理主要分以下三
個方面l)水中含有SO廣時，可以提高Ca(0H)2的溶解度，從而使硬化體結構疏松，導致水泥石強度的下降；2)在混凝土空隙中生成無定形氫氧化鎂沉淀和二水石膏結晶，大大降低了 Ca(0H)2的濃度，導致水泥石的分解，使水泥混凝土結構破壞；同時由于Na2S04的作用生成CaSOo因離子的作用使CaSO^溶解度降低，析出二水石膏，結晶而引起體積膨脹，造成水泥混凝土結構的破壞；3)生成硫鋁酸鈣晶體，當水中S042—濃度較高時，在飽和的石灰溶解中和水化鋁酸鹽作用生成水化硫鋁酸鈣晶體，產生體積膨脹，使已硬化的水泥石結構產生較大的應力而崩潰。氯化物主要是滲入水泥混凝土內部，對鋼筋進行銹蝕，從而產生破壞。因此，針對以上海工混凝土的侵蝕作用機理，在配制抗海水水泥時采取了以下技術措施1)摻入一定量的硅鋁質活性混合材。活性混合材的摻入，對改善水泥的抗侵蝕性能非常有利。這主要是由于引入的活性Si02與水泥水化生成的Ca(0H)2反應，生成水化硅酸鈣C-S-H填充水泥石的空隙，從而提高水泥的耐蝕性能。2)摻入適量的微膨脹組分和侵蝕成分，以提高水泥石結構的致密性，從而提高其抗侵蝕能力。3)適當提高水泥粉磨細度，以增加混合材活性和改善水泥石的孔結構，以提高水泥的耐侵蝕性能。200810146927.0 二.膨脹性能
抗海水水泥具有一定的微膨脹性能，提高了水泥石結構的致密性，從而提高其抗侵蝕能力。這也從另一方面解釋了抗海水水泥不通用硅酸鹽水泥具有更優良的抗侵蝕能力。
三. 耐磨性能
抗海水水泥的耐磨性能與道路水泥相當(道路水泥要求水泥磨損
量《3.6Kg/m2)。因此，抗海水水泥具有較高的抗沖刷性能，也有利于提高其抗侵蝕能力。
四. 抗海水水泥的孔結構
抗海水水泥的水泥石結構中<20 nm的無害孔達到48. 32%，比基準水泥多10.51%， 20-50 nm的中害孔達到50.19%,比基準水泥少8.99%，因此從微觀結構上說明了抗海水水泥的抗滲性、抗侵蝕性以及混凝土的耐久性均優于基準水泥。
五. 抗海水水泥的水化產物
將抗海水水泥按標準養護成型，對抗海水水泥3天的水化產物進行了XRD衍射分析，從衍射分析看出，水化3天后，抗海水水泥即形成了較多的鈣礬石，出現了明顯的鈣砜石的特征峰，f丐砜石的早期形成，不僅有利于水泥強度的早期發揮，更有利于形成致密的水泥石結構，因此，與硅酸鹽水泥相比，抗海水水泥具有較高的早期強度和優良的抗滲能力和抗侵蝕能力。
權利要求
1.一種抗海水水泥，其特征在于所述抗海水水泥的配方各組分按質量的百分比如下水泥熟料40-55％；石膏3-5％；錳渣12-15％；粉煤灰 12-15％；礦渣12-15％活性SiO2 2％-5％；耐蝕成分 2％-5％；微膨脹組分2％-5％。
2. 根據權利要求1所述的抗海水水泥，其特征在于所述水泥 熟料為硅酸鹽水泥熟料，其須滿足以下條件熟料28天強度>55. 0Mpa;熟料中C3A《水泥熟料質量的8. 0%;熟料中MgO《水泥熟料質量的5. 0%。
3. 根據權利要求1所述的抗海水水泥，其特征在于所述石膏須滿足以下條件石膏中的S03的含量》石膏重量的32. 0%。
4. 根據權利要求1所述的抗海水水泥，其特征在于所述錳渣 須滿足以下條件質量系數大于等于L2 C飼gO+順Si02+MnO+Ti02二氧化鈦含量小于等于錳渣質量的10%; 二氧化錳含量小于等于錳渣質量的4%; 松散容重小于等于1. 2%;最大粒度小于等于50mm。
5. 根據權利要求1所述的抗海水水泥，其特征在于所述粉煤 灰須滿足以下條件細度45um方孔篩篩余不大于25%;需水量不大于105%;燒失量不大于8%; 含水量不大于1%;三氧化硫不大于3%;活性指數28天不小于70%。
6.根據權利要求1所述的抗海水水泥，其特征在于所述礦渣 須滿足以下條件質量系數大于等于L2 eaQ+MgO+AL^Si02+MnO+Ti02 二氧化鈦含量％小于等于10%;二氧化錳含量%小于等于4%; 松散容重小于等于1. 2%;最大粒度小于等于10mm。
7. 根據權利要求1所述的抗海水水泥，其特征在于所述活性 Si02采用燒黏土；所述耐蝕成分采用上虞瓷石或硅鋁質活性混合材； 所述微膨脹組分為膨脹劑。
8. 根據權利要求1所述的抗海水水泥，其特征在于所述抗海 水水泥的制作工藝如下將水泥熟料、石膏、耐蝕成分、活性硅及錳渣先入輥壓機預擠壓 粉碎，然后再與粉煤灰、礦渣、微膨脹組分入磨混合粉磨，出磨后進 入均化庫進行空氣混合攪拌，倒庫入散裝、包裝庫出廠。
9. 根據權利要求1所述的抗海水水泥，其特征在于所述抗海 水水泥的的技術要求如下水泥中S03《水泥質量的4. 0%;水泥細度為0. 08mm方孔篩篩余 《10%;比表面積》360m7Kg;初凝不早于l小時，終凝不遲于10小 時。
全文摘要
本發明是一種水泥，特別是一種對于海水具有優異耐腐蝕性能的抗海水水泥。所述抗海水水泥的配方各組分按重量的百分比如下水泥熟料40-55％；石膏3-5％；錳渣12-15％；粉煤灰12-15％；礦渣12-15％；活性SiO<sub>2</sub>2％-5％；耐蝕成分2％-5％；微膨脹組分2％-5％。所述抗海水水泥的制作工藝如下將水泥熟料、石膏、耐蝕成分、活性硅及錳渣先入輥壓機預擠壓粉碎，然后再與粉煤灰、礦渣、微膨脹組分入磨混合粉磨，出磨后進入均化庫進行空氣混合攪拌，倒庫入散裝、包裝庫出廠。本發明具有高強、致密、抗滲、抗海水侵蝕、耐海水沖刷等優良性能，特別適用于地下、港口、碼頭以及其它受硫酸鹽等侵蝕介質腐蝕的工程。
文檔編號C04B7/26GK101659525SQ20081014692
公開日2010年3月3日 申請日期2008年8月27日 優先權日2008年8月27日
發明者王瑤法 申請人:浙江明峰水泥有限公司