一種高早強、高抗蝕硅酸鹽水泥及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種高早強、高抗蝕硅酸鹽水泥及其制備方法，屬于水泥生產領域，主要應用于復雜海洋環境、西部嚴酷環境中的工程項目，也涉及建筑材料領域。一種高早強、高抗蝕硅酸鹽水泥，其特征在于由包含高鐵低鈣水泥熟料礦物組分、輔助功能組分、輔助膠凝組分、工業石膏制備而成，上述組分按重量百分數為：高鐵低鈣水泥熟料礦物組分60%?90%，輔助功能組分2%?10%，輔助膠凝組分5%?25%，工業石膏3%?7%；所述的高鐵低鈣水泥熟料礦物組分主要是由高鐵低鈣硅酸鹽水泥熟料與高鐵低鈣Q相水泥熟料配制而成，高鐵低鈣硅酸鹽水泥熟料與高鐵低鈣Q相水泥熟料的質量比為5?15:1。該水泥不僅抗海水侵蝕能力強、早期強度高，而且具有低收縮、低水化熱的特點。
【專利說明】
-種高早強、高抗蝕括酸鹽水泥及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明設及一種高早強、高抗蝕娃酸鹽水泥及其制備方法，屬于水泥生產領域，主 要應用于復雜海洋環境、西部嚴酷環境中的工程項目，也設及建筑材料領域。
【背景技術】
[0002] 娃酸鹽水泥是我國建筑行業基礎性原材料。隨著我國國家海洋戰略和"一帶一路" 戰略的實施，將掀起我國復雜近、遠海環境下基礎設施建設新高潮，娃酸鹽水泥基材料在海 洋浪、潮軟、干濕循環、鹽、高溫/凍融等復雜環境下的開裂、耐久性退化等劣化現象非常嚴 重，根據住建部一項調查表明，海洋建筑的使用壽命僅為15-20年左右，鹽湖地區普通混凝 ±1-2年腐蝕，遠不能達到耐久性壽命50年甚至更長的要求，運不僅影響基礎設施的使用性 和安全性，而且造成國民經濟巨大損失。同時海洋惡劣施工環境，對于水泥基材料具有高早 強、快施工的要求，因此，用于復雜海洋環境中的水泥需同時具備優良的抗侵蝕能力、早期 強度。
[0003] 娃酸鹽水泥的主要水化產物如氨氧化巧、水化硫侶酸巧、C-S-H凝膠等在侵蝕環境 中具有熱力學不穩定性的特征，單采用普通水泥和調整水灰比的方法不能解決水泥基材料 在海洋環境下海洋工程的耐久性問題。因此，研究者們提出了提升水泥基材料長壽命的方 法，一是通過滲加活性滲合料的方式，并基于此思路生產了海工娃酸鹽水泥，通過大量滲加 粉煤灰、礦粉、娃灰等，增加水泥基材料致密性，提高有害離子的吸附能力，運種方法存在諸 多問題，易受到原材料的地域和組成、與外加劑的相容性、施工工藝等因素影響，具有較大 的局限性，同時一些滲合料對水泥基材料耐久性的改善效果也存在爭議，例如高侶滲合料 對抗硫酸鹽侵蝕不利，粉煤灰等滲合料將顯著降低水泥基材料的早期強度，對于施工不利； 二是通過調控C3S和C3A含量，減少水化硫侶酸巧和氨氧化巧等水化產物的生成量，提高抗硫 酸鹽和儀鹽侵蝕性能，目前國內抗硫酸鹽侵蝕水泥是基于此思路生產使用，然而由于礦物 相的變化不僅造成水泥基材料早期強度降低，而且導致抗氯離子侵蝕等性能顯著降低，不 能滿足復雜海洋海洋環境下的工程建設要求。
[0004] 目前，國內大量研究和專利基于上述兩個思路改善水泥和混凝±的抗侵蝕性能， 例如專利《一種提高普通混凝±耐久性的復合滲合料及其制備方法》、《一種混凝±抗侵蝕 劑及其制備方法和應用》、《抗侵蝕MEC海工水泥基復合材料及制造方法》、《一種滲加改性偏 高嶺±的海工水泥》等W粉煤灰、偏高嶺±、廢渣、尾礦等活性滲合料大比例取代水泥的方 式，提高混凝±的抗侵蝕性能；專利《抗侵蝕低巧娃酸鹽水泥及其制備方法》通過提高水泥 中貝利特含量，降低侶酸Ξ巧含量來提升其抗離子侵蝕性能，但都不利于早期強度的發揮。
[0005] 針對早強的不足，武漢工業大學馮修吉、黃從運等學者通過提高娃酸鹽水泥中鐵 相的含量和活性來提高早期強度和抗硫酸鹽侵蝕性能，但因其本質上還主要是侶酸鹽水泥 或硫侶酸鹽水泥，與本專利的娃酸鹽體系不同，反應增強機理不同。另外姜奉華、焦有宙、孟 濤等研究了一種含Q相的侶酸鹽水泥熟料，該種熟料具有早期強度高、后期強度持續增長的 特點，具有較好的應用前景，但是其本質上是一種低堿度體系，與廣泛應用的娃酸鹽水泥具 有本質的區別。中國建筑材料研究總院開發了硫侶酸鹽水泥等低巧水泥，其具有早期強度 高、抗硫酸鹽侵蝕性能好的特點，但帶來鋼筋誘蝕等劣化隱患。雖然上述水泥明顯改善了海 洋環境下抗硫酸鹽和化、早期強度等某些方面性能，但同時帶來其他問題。
[0006] 綜上所述，大量的文獻調研和專利發現，國內外研究主要集中于通過滲加礦物滲 合料、提高混凝±生產質量、改善施工工藝等提升工程的耐久性能，取得了一些成果，但仍 顯不足，復雜海洋環境下水泥基材料的抗劣化能力還較弱，尤其無法滿足遠海復雜工況條 件下工程施工要求，已有的措施顯著降低了早期強度，增加了施工難度，運與惡劣施工環境 高早強、快施工的要求相惇。針對水泥早期強度不足，國內開發了高鐵侶酸鹽水泥、含Q相侶 酸鹽水泥、硫侶酸鹽水泥等，但因其帶來海洋嚴酷環境下某些性能的大幅下降，仍不能滿足 工程建設的要求。為了徹底解決復雜海洋環境下工程結構過早劣化的問題，設計生產一種 成本較低、早期強度高、抗沖刷能力強、抗侵蝕性能好的新型娃酸鹽水泥是實現運一目標的 關鍵。
【發明內容】
[0007] 本發明目的旨在提供一種高早強、高抗蝕娃酸鹽水泥及其制備方法，該水泥不僅 抗海水侵蝕能力強、早期強度高，而且具有低收縮、低水化熱的特點。
[0008] 本發明目的采用下述技術方案來實現:一種高早強、高抗蝕娃酸鹽水泥，其特征在 于由包含高鐵低巧水泥熟料礦物組分、輔助功能組分、輔助膠凝組分、工業石膏制備而成， 上述組分按重量百分數為：高鐵低巧水泥熟料礦物組分60%-90%，輔助功能組分2%- 10%，輔助膠凝組分5%-25%，工業石膏3%-7% (經單獨粉磨、共同混合粉磨等工藝生產）。
[0009] 所述的高鐵低巧水泥熟料礦物組分主要是由高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料與高鐵低 巧Q相水泥熟料配制而成，高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料與高鐵低巧Q相水泥熟料的質量比為5- 15:1。高鐵低巧水泥熟料礦物組分的主要成分包括〔35八25八34八44。、9相，其組成按重量分 數為C3S 40%-50%、C2S 20%-40%、C3A 1%-3%、C4AF 15%-25%、Q相3%-10%。
[0010] 所述的高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料由巧質原材料、侶娃質原材料、鐵質原材料、礦化 劑和活化劑制備而成，巧質原材料、侶娃質原材料、鐵質原材料按照預設水泥熟料的礦物組 成質量百分比計算各原料配比，礦化劑的滲入巧質原材料、侶娃質原材料和鐵質原材料總 質量的0.5-2%，活化劑的滲入巧質原材料、侶娃質原材料和鐵質原材料總質量的1-3% ;在 溫度為1300-1400°C燒制而成，其在燒成溫度下的保溫時間為0.5-3小時，冷卻方式為急冷。
[0011] 所述的高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料由巧質原材料、侶娃質原材料、鐵質原材料、礦化 劑和活化劑制備而成，巧質原材料、侶娃質原材料、鐵質原材料所占質量百分數為38.0%- 66.0%、24.0%-53.0%、6.0%-11.0%。
[0012] 所述的巧質原材料為石灰石、大理巖中的一種；所述的侶娃質原材料為黏±、頁 巖、泥巖中的一種或幾種按任意配比的混合(所述任意配比是指:原料所占質量百分數的下 限取值大于〇%，上限取值小于100%，W下相同）；所述的鐵質原材料為鐵尾礦;所述的礦化 劑為蛋石、石膏、BaS化、晶種熟料、銅渣中的一種或幾種按任意配比的混合;所述的活化劑 為儘渣、高鐵渣中的一種。所述的高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料組成按重量分數為〔38 45%- 55%、C2S 20%-40%、C3A 1%-3%、C4AF 15%-25%。
[0013] 所述的高鐵低巧Q相水泥熟料由儀渣、巧質原材料、侶娃質原材料和鐵質原材料制 備而成，儀渣、巧質原材料、侶娃質原材料和鐵質原材料按照預設水泥熟料的礦物組成質量 百分比計算各原料配比，并在溫度1200°c-130(rc燒制而成，其在燒成溫度下的保溫時間為 0.5-3小時，冷卻方式為急冷。
[0014] 所述的高鐵低巧Q相水泥熟料由儀渣、巧質原材料、侶娃質原材料和鐵質原材料制 備而成，儀渣、巧質原材料、侶娃質原材料和鐵質原材料的質量百分數為2.0%-3.0%、 55.0%-59.0%、36.0%-42.0%、2.0%-11.0%。
[0015] 所述的巧質原材料包括低品位石灰石、鋼渣、廢棄碳酸巧渣中的一種或幾種按任 意配比的混合;所述的侶娃質原材料包括煤桿石、頁巖、污泥中的一種或兩種按任意配比的 混合;所述的鐵質原材料為鐵抓±。原材料配合時，控制其堿度系數為1-1.5之間，所述的高 鐵低巧Q相水泥熟料組成的重量分數為財目40 %-65 %、C2S 40 %-60 %、C4AF為5 %-20 %。
[0016] 所述的輔助功能組分為層狀儀侶雙金屬氨氧化物、層狀儀鐵雙金屬氨氧化物、層 狀鋒侶雙金屬氨氧化物、層狀鋒鐵雙金屬氨氧化物中的一種。
[0017] 所述的輔助膠凝組分為娃灰、礦渣微粉、粉煤灰、鋼渣中的一種或幾種按任意配比 的混合，其比表面積不小于400m2/kg。
[0018] 所述的工業石膏為脫硫石膏、氣石膏、鹽石膏中的一種或幾種按任意配比的混合。
[0019] 上述一種高早強、高抗蝕娃酸鹽水泥的制備方法，其特征在于包括如下步驟：
[0020] 1)按高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料與高鐵低巧Q相水泥熟料的質量比為5-15:1，將高 鐵低巧娃酸鹽水泥熟料和高鐵低巧Q相水泥熟料混合，得到高鐵低巧水泥熟料礦物組分；
[0021] 2)按重量百分數為：高鐵低巧水泥熟料礦物組分60%-90%，輔助功能組分2%- 10%，輔助膠凝組分5%-25%，工業石膏3%-7%，選取高鐵低巧水泥熟料礦物組分、輔助功 能組分、輔助膠凝組分、工業石膏;先將高鐵低巧水泥熟料礦物組分、輔助功能組分、輔助膠 凝組分、工業石膏分別單獨粉磨，然后混合(均化設備中），粉磨，得到一種高早強、高抗蝕娃 酸鹽水泥。
[0022] -種高早強、高抗蝕娃酸鹽水泥的性能:早強強度高、后期強度持續增長，其3天抗 壓強度大于30MPa，28天抗壓強度不低于52.5MPa，且其28天抗海水侵蝕系數不小于1，28天 氯離子擴散系數小于1.0 X 10-? V/s。
[0023] 本發明與現有技術相比有如下優點：
[0024] 本發明新型水泥通過提高鐵相含量、降低娃酸Ξ巧含量，引入Q相組分，實現高早 強、高抗蝕目的，同時還具有抗沖刷能力強、干燥收縮低、水化熱低、氯離子固化能力強的特 點，在近海、遠海W及西部嚴酷環境下使用，可W顯著提升工程的服役壽命，縮短養護時間， 提高施工效率，降低施工成本。
[0025] 本發明新型水泥可直接用于混凝±配合中，由于混凝±生產中不需要在進行滲合 料等混合搭配，從而有效解決滲合料的相容性、工程質量的穩定性問題。因混凝±原材料存 儲、計量更為簡化，生產質量易于控制，可顯著提高工程質量。
[0026] 本發明新型水泥大量使用工業廢棄物和低品位原材料燒成，充分利用當地原材 料，可W降低生產成本，環保利廢，具有重大環境效益。利用工業廢棄物或滲加活化劑、礦化 劑的方式降低燒成溫度，比普通娃酸鹽水泥燒成溫度（145(rC)降低約50-150°C，顯著降低 能耗。
[0027] 本發明新型水泥因其早強快硬的特點，不但適用于復雜工況下現場誘筑施工，而 且適用于各類型預制構件生產，可縮短靜停時間、提高脫模強度、顯著提高生產效率。
【具體實施方式】
[0028]下面結合實施例對本發明作進一步描述：
[00巧]實施例1
[0030] -種高早強、高抗蝕娃酸鹽水泥，由包含高鐵低巧水泥熟料礦物組分、輔助功能組 分、輔助膠凝組分、工業石膏制備而成，上述組分按重量百分數為：高鐵低巧水泥熟料礦物 組分80%，輔助功能組分5%，輔助膠凝組分10%，工業石膏5% (經單獨粉磨、共同混合粉磨 等工藝生產）。
[0031] 所述的輔助功能組分為層狀儀侶雙金屬氨氧化物。所述的輔助膠凝組分為礦渣微 粉和粉煤灰，礦渣微粉、粉煤灰按質量比為1:1混合，其比表面積為450m2/kg。所述的工業石 膏為脫硫石膏。
[0032] 所述的高鐵低巧水泥熟料礦物組分主要是由高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料與高鐵低 巧Q相水泥熟料配制而成，高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料與高鐵低巧Q相水泥熟料的質量比為 10:1。高鐵低巧水泥熟料礦物組分的主要成分包括〔35八25八34八44。、9相，其組成按重量分 數為C3S 50%、C2S 21.82%、C3A 1.82%、C4AF 21.36%、Q相5%。
[0033] 所述的高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料由巧質原材料、侶娃質原材料、鐵質原材料、礦化 劑和活化劑制備而成，巧質原材料、侶娃質原材料、鐵質原材料所占質量百分數為38.50%、 52.50%、9%，礦化劑的滲入巧質原材料、侶娃質原材料和鐵質原材料總質量的0.5%，活化 劑的滲入巧質原材料、侶娃質原材料和鐵質原材料總質量的1%;在溫度為1400°C燒制而 成，其在燒成溫度下的保溫時間為0.5小時，冷卻方式為急冷。所述的高鐵低巧娃酸鹽水泥 熟料組成按重量分數為C4AF 23%、C3S 55%、C2S 20%、C3A 2%。
[0034] 所述的巧質原材料為大理巖;所述的侶娃質原材料為頁巖;所述的鐵質原材料為 鐵尾礦;所述的礦化劑為BaS〇4(硫酸領）;所述的活化劑為儘渣。
[0035] 所述的高鐵低巧Q相水泥熟料由儀渣、巧質原材料、侶娃質原材料和鐵質原材料制 備而成，儀渣、巧質原材料(低品位石灰石32.59%、鋼渣23.57%)、侶娃質原材料和鐵質原 材料的質量百分數為:2.67%、55.76%、39.01%、2.56%;并在溫度1280°(：燒制而成，其在 燒成溫度下的保溫時間為1.5小時，冷卻方式為急冷。
[0036] 所述的巧質原材料包括低品位石灰石、鋼渣，低品位石灰石32.59 %、鋼渣 23.57 % ;所述的侶娃質原材料包括煤桿石;所述的鐵質原材料為鐵抓±。原材料配合時，控 制其堿度系數為1-1.5之間，所述的高鐵低巧Q相水泥熟料組成的重量分數為Q相55%、C2S 40%、C4AF 5%。
[0037] 上述一種高早強、高抗蝕娃酸鹽水泥的制備方法，其特征在于包括如下步驟：
[0038] 1)按上述配比將高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料和高鐵低巧Q相水泥熟料混合，得到高 鐵低巧水泥熟料礦物組分；
[0039] 2)按上述配比選取高鐵低巧水泥熟料礦物組分、輔助功能組分、輔助膠凝組分、工 業石膏;先將高鐵低巧水泥熟料礦物組分、輔助功能組分、輔助膠凝組分、工業石膏分別單 獨粉磨，然后混合(均化設備中），粉磨，得到一種高早強、高抗蝕娃酸鹽水泥。
[0040] 按GB/T 1346-2011標準測定水泥的凝結時間；按GB/T17671-1999標準測試3天和 28天強度;按照JC/T1086測定氯離子擴散系數，按照GB/T 749-2008測定抗蝕系數;按照GB/ T 12959-2008測定其7天水化熱；按照JC/T 603-2004標準測試其28天干縮率，其性能測試 結果見表1。
[0041 ] 實施例2
[0042] -種高早強、高抗蝕娃酸鹽水泥，由包含高鐵低巧水泥熟料礦物組分、輔助功能組 分、輔助膠凝組分、工業石膏制備而成，上述組分按重量百分數為：高鐵低巧水泥熟料礦物 組分77%，輔助功能組分3%，輔助膠凝組分15%，工業石膏5% (經單獨粉磨、共同混合粉磨 等工藝生產）。
[0043] 所述的輔助功能組分為層狀儀鐵雙金屬氨氧化物。所述的輔助膠凝組分為礦渣微 粉和粉煤灰，礦渣微粉和粉煤灰按質量比為1:1混合，其比表面積不小于500m2/kg。所用工 業石膏為脫硫石膏。
[0044] 所述的高鐵低巧水泥熟料礦物組分主要是由高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料與高鐵低 巧Q相水泥熟料配制而成，高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料與高鐵低巧Q相水泥熟料的質量比為 15:1。高鐵低巧水泥熟料礦物組分的主要成分包括〔35八25八34八44。、9相，其組成按重量分 數為C3S 46.87%、C2S 24.06%、C3A 1.88%、C4AF 24.06%、Q相3.13%。
[0045] 所述的高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料由巧質原材料、侶娃質原材料、鐵質原材料、礦化 劑和活化劑制備而成，巧質原材料、侶娃質原材料、鐵質原材料的質量百分數為:65.86%、 24.06%、10.08%，礦化劑的滲入巧質原材料、侶娃質原材料和鐵質原材料總質量的2%，活 化劑的滲入巧質原材料、侶娃質原材料和鐵質原材料總質量的3% ;在溫度為1310°C燒制而 成，其在燒成溫度下的保溫時間為2小時，冷卻方式為急冷。
[0046] 所述的巧質原材料為石灰石;所述的侶娃質原材料為黏±;所述的鐵質原材料為 鐵尾礦;所述的礦化劑為蛋石;所述的活化劑為儘渣。
[0047] 所述的高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料組成按重量分數為C4AF為25%、C3S為50%、C2S為 23%、〔34為2%。
[0048] 所述的高鐵低巧Q相水泥熟料由儀渣、巧質原材料、侶娃質原材料和鐵質原材料制 備而成，儀渣、巧質原材料、侶娃質原材料和鐵質原材料的質量百分數為:2.32%、55.87%、 36.53%、5.28% ;并在溫度1200°C燒制而成，其在燒成溫度下的保溫時間為3小時，冷卻方 式為急冷。
[0049] 所述的巧質原材料包括低品位石灰石；所述的侶娃質原材料包括煤桿石;所述的 鐵質原材料為鐵抓±。原材料配合時，控制其堿度系數為1-1.5之間。
[0化0]所述的高鐵低巧Q相水泥熟料組成的重量分數為Q相50%、C2S 40%、C4AF 10%。
[0051] 上述一種高早強、高抗蝕娃酸鹽水泥的制備方法，其特征在于包括如下步驟：
[0052] 1)按上述配比將高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料和高鐵低巧Q相水泥熟料混合，得到高 鐵低巧水泥熟料礦物組分；
[0053] 2)按上述配比選取高鐵低巧水泥熟料礦物組分、輔助功能組分、輔助膠凝組分、工 業石膏;先將高鐵低巧水泥熟料礦物組分、輔助功能組分、輔助膠凝組分、工業石膏分別單 獨粉磨，然后混合(均化設備中），粉磨，得到一種高早強、高抗蝕娃酸鹽水泥。
[0054] 按GB/T 1346-2011標準測定水泥的凝結時間；按GB/T17671-1999標準測試3天和 28天強度;按照JC/T1086測定氯離子擴散系數，按照GB/T 749-2008測定抗蝕系數;按照GB/ Τ 12959-2008測定其7天水化熱；按照JC/T 603-2004標準測試其28天干縮率，其性能測試 結果見表1。
[0化5] 實施例3
[0056] -種高早強、高抗蝕娃酸鹽水泥，由包含高鐵低巧水泥熟料礦物組分、輔助功能組 分、輔助膠凝組分、工業石膏制備而成，上述組分按重量百分數為：高鐵低巧水泥熟料礦物 組分60%，輔助功能組分10%，輔助膠凝組分25%，工業石膏5% (經單獨粉磨、共同混合粉 磨等工藝生產）。
[0057] 所述的輔助功能組分為層狀儀鐵雙金屬氨氧化物。所述的輔助膠凝組分為娃灰和 礦渣微粉，娃灰和礦渣微粉按質量比為1:1混合，其比表面積不小于lOOOmVkg。用工業石膏 為鹽石膏和脫硫石膏等質量比混合物。
[0058] 所述的高鐵低巧水泥熟料礦物組分主要是由高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料與高鐵低 巧Q相水泥熟料配制而成，高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料與高鐵低巧Q相水泥熟料的質量比為5: 1〇
[0059] 高鐵低巧水泥熟料礦物組分的主要成分包括〔35八25八34八44。、9相，其組成按重 量分數為〔38 45.83%、〔25 29.16%、〔34 2.51%、〔44尸15.83%、9相6.67%。
[0060] 所述的高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料由巧質原材料、侶娃質原材料、鐵質原材料、礦化 劑和活化劑制備而成，質量百分數為:石灰石63.84%、黏±12.43%、泥巖17.56%、鐵尾礦 6.17%，礦化劑的滲入巧質原材料、侶娃質原材料和鐵質原材料總質量的2%，活化劑的滲 入巧質原材料、侶娃質原材料和鐵質原材料總質量的2%;在溫度為1350°C燒制而成，其在 燒成溫度下的保溫時間為1小時，冷卻方式為急冷。
[0061] 所述的巧質原材料為石灰石；所述的侶娃質原材料為黏±和泥巖中，黏± 12.43%、泥巖17.56%;所述的鐵質原材料為鐵尾礦;所述的礦化劑為晶種熟料和銅渣，質 量各占一半（即1 % );所述的活化劑為高鐵渣。
[0062] 所述的高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料組成按重量分數為C4AF為15%、C3S為55%、C2S為 27%心八為3%。
[0063] 所述的高鐵低巧Q相水泥熟料由儀渣、巧質原材料、侶娃質原材料和鐵質原材料制 備而成，質量百分數為：儀渣2.23 %、石灰石46.51 %、廢棄碳酸巧渣12.21 %、煤桿石 25.63%、污泥13.42%和鐵抓±10.36% ;并在溫度1300°C燒制而成，其在燒成溫度下的保 溫時間為0.5小時，冷卻方式為急冷。
[0064] 所述的巧質原材料包括低品位石灰石和廢棄碳酸巧渣，石灰石46.51%、廢棄碳酸 巧渣12.21 % ;所述的侶娃質原材料包括煤桿石和污泥，煤桿石25.63 %、污泥13.42% ;所述 的鐵質原材料為鐵抓±。原材料配合時，控制其堿度系數為1-1.5之間，所述的高鐵低巧Q相 水泥熟料組成的重量分數為Q相40%、C2S 40%、C4AF 20%。
[0065] 上述一種高早強、高抗蝕娃酸鹽水泥的制備方法，其特征在于包括如下步驟：
[0066] 1)按上述配比將高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料和高鐵低巧Q相水泥熟料混合，得到高 鐵低巧水泥熟料礦物組分；
[0067] 2)按上述配比選取高鐵低巧水泥熟料礦物組分、輔助功能組分、輔助膠凝組分、工 業石膏;先將高鐵低巧水泥熟料礦物組分、輔助功能組分、輔助膠凝組分、工業石膏分別單 獨粉磨，然后混合(均化設備中），粉磨，得到一種高早強、高抗蝕娃酸鹽水泥。
[0068] 按GB/T 1346-2011標準測定水泥的凝結時間；按GB/T17671-1999標準測試3天和 28天強度;按照JC/T1086測定氯離子擴散系數，按照GB/T 749-2008測定抗蝕系數;按照GB/ T 12959-2008測定其7天水化熱；按照JC/T 603-2004標準測試其28天干縮率，其性能測試 結果見表1。
[0069] 實施例4
[0070] -種高早強、高抗蝕娃酸鹽水泥，由包含高鐵低巧水泥熟料礦物組分、輔助功能組 分、輔助膠凝組分、工業石膏制備而成，上述組分按重量百分數為：高鐵低巧水泥熟料礦物 組分90%，輔助功能組分2%，輔助膠凝組分5%，工業石膏3% (經單獨粉磨、共同混合粉磨 等工藝生產）。
[0071] 所述的輔助功能組分為層狀鋒侶雙金屬氨氧化物。所述的輔助膠凝組分為礦渣微 和鋼渣，質量比為1:1的混合物，其比表面積不小于7800mVkg。所用工業石膏為氣石膏。
[0072] 所述的高鐵低巧水泥熟料礦物組分主要是由高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料與高鐵低 巧Q相水泥熟料配制而成，高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料與高鐵低巧Q相水泥熟料的質量比為 10:1。
[0073] 高鐵低巧水泥熟料礦物組分的主要成分包括〔35八25八34八44。、9相，其組成按重 量分數為〔38 45.45%、〔25 33.64%、〔34 1.82%、〔44尸15.45%、9相3.64%。
[0074] 所述的高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料由巧質原材料、侶娃質原材料、鐵質原材料、礦化 劑和活化劑制備而成，質量百分數為:大理巖62.86%、黏±13.56%、頁巖17.35%、鐵尾礦 6.23%，礦化劑的滲入巧質原材料、侶娃質原材料和鐵質原材料總質量的2%，活化劑的滲 入巧質原材料、侶娃質原材料和鐵質原材料總質量的2%;在溫度為1350°C燒制而成，其在 燒成溫度下的保溫時間為2小時，冷卻方式為急冷。
[0075] 所述的巧質原材料為大理巖;所述的侶娃質原材料為黏±和頁巖，黏±13.56%、 頁巖17.35%;所述的鐵質原材料為鐵尾礦;所述的礦化劑為晶種熟料和銅渣，質量各占1/ 2;所述的活化劑為高鐵渣中。
[0076] 所述的高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料組成按重量分數為C4AF為15%、C3S為50%、C2S為 33%、〔34為2%。
[0077] 所述的高鐵低巧Q相水泥熟料由儀渣、巧質原材料、侶娃質原材料和鐵質原材料制 備而成，質量百分數為:儀渣2.23 %、石灰石56.72 %、煤桿石27.63 %、污泥13.42 %和鐵抓 ±10.36%;并在溫度1260燒制而成，其在燒成溫度下的保溫時間為2小時，冷卻方式為急 冷。
[0078] 所述的巧質原材料包括低品位石灰石；所述的侶娃質原材料包括煤桿石和污泥； 所述的鐵質原材料為鐵抓±。原材料配合時，控制其堿度系數為1-1.5之間，所述的高鐵低 巧Q相水泥熟料組成的重量分數為Q相40%、C2S 40%、C4AF 20%。
[0079] 上述一種高早強、高抗蝕娃酸鹽水泥的制備方法，其特征在于包括如下步驟：
[0080] 1)按上述配比將高鐵低巧娃酸鹽水泥熟料和高鐵低巧Q相水泥熟料混合，得到高 鐵低巧水泥熟料礦物組分；
[0081] 2)按上述配比選取高鐵低巧水泥熟料礦物組分、輔助功能組分、輔助膠凝組分、工 業石膏;先將高鐵低巧水泥熟料礦物組分、輔助功能組分、輔助膠凝組分、工業石膏分別單 獨粉磨，然后混合(均化設備中），粉磨，得到一種高早強、高抗蝕娃酸鹽水泥。
[0082] 按GB/T 1346-2011標準測定水泥的凝結時間；按GB/T17671-1999標準測試3天和 28天強度;按照JC/T1086測定氯離子擴散系數，按照GB/T 749-2008測定抗蝕系數;按照GB/ T 12959-2008測定其7天水化熱；按照JC/T 603-2004標準測試其28天干縮率，其性能測試 結果見表1。
[0083] 表1高早強、高抗蝕娃酸鹽水泥性能 「ΠΠ?Μ?
[0085] 表1說明：本發明水泥不僅抗海水侵蝕能力強、早期強度高，而且具有低收縮、低水 化熱的特點。
[0086] 本發明所列舉的各原料，W及本發明各原料的上下限、區間取值，W及工藝參數 (如溫度、時間等)的上下限、區間取值都能實現本發明，在此不一一列舉實施例。
【主權項】
1. 一種高早強、高抗蝕硅酸鹽水泥，其特征在于由包含高鐵低鈣水泥熟料礦物組分、輔 助功能組分、輔助膠凝組分、工業石膏制備而成，上述組分按重量百分數為：高鐵低鈣水泥 熟料礦物組分60 %-90 %，輔助功能組分2 %-10 %，輔助膠凝組分5 %-25 %，工業石膏3 %-7%； 所述的高鐵低鈣水泥熟料礦物組分主要是由高鐵低鈣硅酸鹽水泥熟料與高鐵低鈣Q相 水泥熟料配制而成，高鐵低鈣硅酸鹽水泥熟料與高鐵低鈣Q相水泥熟料的質量比為5-15:1。2. 根據權利要求1所述的一種高早強、高抗蝕硅酸鹽水泥，其特征在于:所述的高鐵低 鈣硅酸鹽水泥熟料由鈣質原材料、鋁硅質原材料、鐵質原材料、礦化劑和活化劑制備而成， 鈣質原材料、鋁硅質原材料、鐵質原材料按照預設水泥熟料的礦物組成質量百分比計算各 原料配比，礦化劑的摻入鈣質原材料、鋁硅質原材料和鐵質原材料總質量的0.5-2%，活化 劑的摻入鈣質原材料、鋁硅質原材料和鐵質原材料總質量的1-3%;在溫度為1300-1400°C 燒制而成，其在燒成溫度下的保溫時間為0.5-3小時，冷卻方式為急冷。3. 根據權利要求2所述的一種高早強、高抗蝕硅酸鹽水泥，其特征在于:所述的鈣質原 材料為石灰石、大理巖中的一種;所述的鋁硅質原材料為黏土、頁巖、泥巖中的一種或幾種 按任意配比的混合;所述的鐵質原材料為鐵尾礦;所述的礦化劑為螢石、石膏、BaS0 4、晶種 熟料、銅渣中的一種或幾種按任意配比的混合;所述的活化劑為錳渣、高鈦渣中的一種。4. 根據權利要求1所述的一種高早強、高抗蝕硅酸鹽水泥，其特征在于:所述的高鐵低 鈣Q相水泥熟料由鎂渣、鈣質原材料、鋁硅質原材料和鐵質原材料制備而成，鎂渣、鈣質原材 料、鋁硅質原材料和鐵質原材料按照預設水泥熟料的礦物組成質量百分比計算各原料配 比；并在溫度1200 °C_1300°C燒制而成，其在燒成溫度下的保溫時間為0.5-3小時，冷卻方式 為急冷。5. 根據權利要求4所述的一種高早強、高抗蝕硅酸鹽水泥，其特征在于:所述的鈣質原 材料包括低品位石灰石、鋼渣、廢棄碳酸鈣渣中的一種或幾種按任意配比的混合;所述的鋁 硅質原材料包括煤矸石、頁巖、污泥中的一種或兩種按任意配比的混合;所述的鐵質原材料 為鐵礬土。6. 根據權利要求1所述的一種高早強、高抗蝕硅酸鹽水泥，其特征在于:所述的輔助功 能組分為層狀鎂鋁雙金屬氫氧化物、層狀鎂鐵雙金屬氫氧化物、層狀鋅鋁雙金屬氫氧化物、 層狀鋅鐵雙金屬氫氧化物中的一種。7. 根據權利要求1所述的一種高早強、高抗蝕硅酸鹽水泥，其特征在于:所述的輔助膠 凝組分為硅灰、礦渣微粉、粉煤灰、鋼渣中的一種或幾種按任意配比的混合，其比表面積不 小于400m 2/kg;所述的工業石膏為脫硫石膏、氟石膏、鹽石膏中的一種或幾種按任意配比的 混合。8. 根據權利要求2所述的一種高早強、高抗蝕硅酸鹽水泥，其特征在于:鈣質原材料、鋁 硅質原材料、鐵質原材料所占質量百分數為38.0%-66.0%、24.0%-53.0%、6.0%-11.0%〇9. 根據權利要求4所述的一種高早強、高抗蝕硅酸鹽水泥，其特征在于:鎂渣、鈣質原材 料、鋁硅質原材料和鐵質原材料的質量百分數為2.0%-3.0%、55.0%-59.0%、36.0%-42·0%、2·0%-11·0%〇10. 如權利要求1所述的一種高早強、高抗蝕硅酸鹽水泥的制備方法，其特征在于包括 如下步驟： 1) 按高鐵低鈣硅酸鹽水泥熟料與高鐵低鈣Q相水泥熟料的質量比為5-15:1，將高鐵低 鈣硅酸鹽水泥熟料和高鐵低鈣Q相水泥熟料混合，得到高鐵低鈣水泥熟料礦物組分； 2) 按重量百分數為:高鐵低鈣水泥熟料礦物組分60 %-90 %，輔助功能組分2%-10 %， 輔助膠凝組分5%-25%，工業石膏3%-7 %，選取高鐵低鈣水泥熟料礦物組分、輔助功能組 分、輔助膠凝組分、工業石膏;先將高鐵低鈣水泥熟料礦物組分、輔助功能組分、輔助膠凝組 分、工業石膏分別單獨粉磨，然后混合，粉磨，得到一種高早強、高抗蝕硅酸鹽水泥。
【文檔編號】C04B7/36GK106082724SQ201610407168
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月8日
【發明人】王發洲, 穆元冬, 申培亮, 黃嘯, 何永佳, 劉云鵬
【申請人】武漢理工大學