專利名稱：一種中熱抗裂型硅酸鹽水泥的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種水泥，具體涉及一種用于水工混凝土的中熱抗裂型硅酸鹽水泥。
背景技術：
近幾年來，我國的大壩建設速度在不斷加快，但混凝土開裂問題，一直沒有得到很好的解決，就材料而言，水泥是影響混凝土開裂的最關鍵因素之一。水工混凝土(除泄洪消能建筑物混凝土外)具有體積較大、設計齡期較長、強度一般不高等特點，對混凝土抗裂性和耐久性要求高，因此要求水泥具有水化熱低且慢、有一定的補償收縮功能，特殊情況下，還應具有防堿骨料反應和抗硫酸鹽侵蝕的作用。
發明內容
為了解決現有技術中混凝土的開裂問題，本發明提供一種用于水工混凝土的中熱抗裂型硅酸鹽水泥。
本發明采用的技術方案如下:一種中熱抗裂型硅酸鹽水泥，其水泥熟料的礦物組成為:硅酸三鈣:35 55%、硅酸二鈣:15 35%、鋁酸三鈣:1 4%、鐵鋁酸四鈣:15 30%、游離氧化鈣:0.1 0.8% ;水泥中氧化鎂的含量為3.5 5.0%、堿含量不超過0.55%、三氧化硫含量不超過3.5%，以上百分數均為重量百分數。其中，鋁酸三鈣發熱量大、發熱速度快、需水量大、干縮大，體積穩定性差。對混凝土的抗裂不利，將現有技術中相應含量調整為I 4%。鐵鋁酸四鈣能提高混凝土的抗折強度和抗沖磨性能，并可增加水泥韌性，克服水泥脆性，有利于混凝土的抗裂，將其含量調整為15 30%。水泥中含有一定的MgO對改善混凝土的自身體積變形有利，利用方鎂石延滯性膨脹的特點對混凝土起到補償收縮的作用。因此水泥中MgO含量為3.5 5%。水泥中的堿含量既對活性骨料有影響，也對水泥的凝結硬化和混凝土的開裂都有影響，一般應控制在0.55%以內；在有堿活性骨料的大壩中，必須加以嚴格限制在0.5%以內，甚至更低。進一步地，所述中熱抗裂型硅酸鹽水泥的技術指標為:燒失量< 3wt%、比表面積(320m2/kg、初凝時間彡60min、終凝時間彡12h、安定性:合格、3天的抗壓強度無要求、7天的抗壓強度彡22MPa、28天的抗壓強度:42.5 52.5MPa、3天的抗折強度無要求、7天的抗折強度:彡4.0MPa、28天的抗折強度:彡7.5MPa、3天的水化熱彡241KJ/kg、7天的抗壓強度(283KJ/kg。水泥顆粒的比表面積對混凝土的抗裂性有十分重要的影響。比表面積增加，早期水化反應加快，提高了早期強度和水化熱，引起徐變松弛能力下降，彈性模量增加，收縮速度提高；同時，水泥的需水量大且消耗內部的水份快，自縮大，不利于抗裂。因此提出比表面積不大于340m2/kg。
大壩混凝土從澆筑到承受荷載有較長一段時間，設計齡期大都在90d、180d，有的長達365d，對早期強度要求不高，只要能滿足折模、不影響工程進度即可，因此對水泥3d齡期的強度不提要求，7d、28d滿足要求即可，另外對28d提出了上限控制值，要求不大于
52.5MPa0水泥水化熱越低越好，本發明在國標基礎上降低了 10KJ/kg，即3天的水化熱為241KJ/kg、7天為283KJ/kg。但水泥的水化熱與水泥熟料的礦物組成、強度、比表面積密切相關，單純追求低水化熱，會使水泥強度降低太大，也不利于混凝土抗裂。應在水泥強度、水化熱、礦物成分、細度之間找到最佳平衡點。進一步地，所述中熱抗裂型硅酸鹽水泥以散裝形式運至工地時，其入罐溫度不高于 65。。。與現有技術相比，本發明通過調整鋁酸三鈣含量不大于4%、調整比表面積為320m2/kg來降低水泥的發熱 量、發熱速度、需水量和干縮，提高水泥的體積穩定性差；調整鐵鋁酸四鈣含量不小于15%，增加水泥韌性，提高混凝土的抗折強度和抗沖磨性能；調整MgO含量為3.5 5%，利用方鎂石延滯性膨脹的特點對混凝土起到補償收縮等一系列措施提高了水工混凝土的抗裂能力。
具體實施例方式實施例1一種中熱抗裂型硅酸鹽水泥，其水泥熟料的礦物組成為:硅酸三鈣:51.8%、硅酸二鈣:23.6%、鋁酸三鈣:2.9%、鐵鋁酸四鈣:21.1%、游離氧化鈣:0.6% ;該水泥中氧化鎂的含量為4.0%、堿含量為0.5%、三氧化硫調整為3.0%，以上百分數均為重量百分數。所述中熱抗裂型硅酸鹽水泥的技術指標為:燒失量:2wt%、比表面積:310m2/kg、初凝時間:85min、終凝時間:10h、安定性:合格、7天的抗壓強度:24MPa、28天的抗壓強度:49MPa、7天的抗折強度:5MPa、28天的抗折強度:8MPa、3天的水化熱:233KJ/kg、7天的抗壓強度:267KJ/kg。所述中熱抗裂型硅酸鹽水泥以散裝形式運至工地時，其入罐溫度不高于65°C。實施例2一種中熱抗裂型硅酸鹽水泥，其水泥熟料的礦物組成為:硅酸三鈣:35%、硅酸二鈣:15%、鋁酸三鈣:1%、鐵鋁酸四鈣:15%、游離氧化鈣:0.1% ;水泥中氧化鎂的含量為3.5%、堿含量為O、三氧化硫含量1%，以上百分數均為重量百分數。所述中熱抗裂型硅酸鹽水泥的技術指標為:燒失量:lwt%、比表面積:100m2/kg、初凝時間:60min、終凝時間:8h、安定性:合格、3天的抗壓強度無要求、7天的抗壓強度:22MPa、28天的抗壓強度:42.5MPa、3天的抗折強度無要求、7天的抗折強度:4.0MPa,28天的抗折強度:7.5MPa、3天的水化熱241KJ/kg、7天的抗壓強度283KJ/kg。所述中熱抗裂型硅酸鹽水泥以散裝形式運至工地時，其入罐溫度不高于65°C。實施例3一種中熱抗裂型硅酸鹽水泥，其水泥熟料的礦物組成為:硅酸三鈣:55%、硅酸二鈣:35%、鋁酸三鈣:4%、鐵鋁酸四鈣:30%、游離氧化鈣:0.8% ;水泥中氧化鎂:5.0%、堿含量:
0.55、三氧化硫含量:3.5%，以上百分數均為重量百分數。
所述中熱抗裂型硅酸鹽水泥的技術指標為:燒失量:3wt%、比表面積:320m2/kg、初凝時間lOOmin、終凝時間:12h、安定性:合格、3天的抗壓強度無要求、7天的抗壓強度:30MPa、28天的抗壓強度:52.5MPa、3天的抗折強度無要求、7天的抗折強度:彡4.0MPa,28天的抗折強度:9MPa、3天的水化熱220KJ/kg、7天的抗壓強度< 245KJ/kg。所述中熱抗裂型硅酸鹽水泥以散裝形式運至工地時，其入罐溫度不高于65°C。盡管這里參照本發明的實施例對本發明進行了描述，但是，應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和 精神之內。
權利要求
1.一種中熱抗裂型硅酸鹽水泥，其特征在于:其水泥熟料的礦物組成為:硅酸三鈣:35 55%、硅酸二鈣:15 35%、鋁酸三鈣:1 4%、鐵鋁酸四鈣:15 30%、游離氧化鈣:0.1 0.8% ;該水泥中氧化鎂的含量為3.5 5.0%、堿含量不超過0.55%、三氧化硫含量不超過3.5%，以上百分數均為重量百分數。
2.根據權利要求1所述的中熱抗裂型硅酸鹽水泥，其特征在于:所述水泥的物化性能為:燒失量彡3wt%、比表面積彡320m2/kg、初凝時間彡60min、終凝時間彡12h、安定性:合格、3天的抗壓強度無要求、7天的抗壓強度彡22MPa、28天的抗壓強度:42.5 52.5MPa、3天的抗折強度無要求、7天的抗折強度:彡4.0MPa>28天的抗折強度-S 7.5MPa、3天的水化熱< 241KJ/kg、7天的抗壓強度< 283KJ/kg。
3.根據權利要求1或2所述的中熱抗裂型硅酸鹽水泥，其特征在于:當所述水泥以散裝形式運至 工地時，其入罐溫度不高于65°C。
全文摘要
本發明公開了一種中熱抗裂型硅酸鹽水泥，其水泥熟料的礦物組成為硅酸三鈣35～55%、硅酸二鈣15～35%、鋁酸三鈣1～4%、鐵鋁酸四鈣15～30%、游離氧化鈣0.1～0.8%；該水泥中氧化鎂的含量為3.5～5.0%、堿含量不超過0.55%、三氧化硫含量不超過3.5%，以上百分數均為質量百分數。所述水泥的主要技術指標為燒失量≤3wt%、比表面積≤320m2/kg、安定性合格、3天的抗壓強度無要求、7天的抗壓強度≥22MPa、28天的抗壓強度為42.5～52.5MPa、3天的抗折強度無要求、7天的抗折強度≥3.5MPa、28天的抗折強度≥7.5MPa、3天的水化熱≤241kJ/kg、7天的抗壓強度≤283kJ/kg。該水泥明顯提高水工混凝土的抗裂能力。
文檔編號C04B22/08GK103145358SQ20131007789
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月12日 優先權日2013年3月12日
發明者李文偉 申請人:中國長江三峽集團公司