CN109369040A - 一种新型复合水泥 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型复合水泥，由硅酸盐水泥熟料、硅微粉、矿渣、石膏、激发剂共同粉磨而成。硅微粉是硅铁合金厂生产过程产生的工业烟尘，其颗粒超细，比表面积大，具有较高的火山灰活性，但火山灰活性发展较慢，在激发剂作用下可明显提高其早期火山灰活性。本发明利用硅微粉与矿渣作为混合材在激发剂作用下制备复合水泥，变废为宝，不仅减少了环境污染，而且产品制备工艺简单，生产成本较低，制得的复合水泥早期与后期强度高，具有很好的社会效益与经济效益。

Description

一种新型复合水泥

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，更具体涉及一种新型复合水泥。

背景技术

水泥加水拌和后具有较好的可塑性，水泥硬化后可获得较高的强度，且水泥的耐久性较好。因此，水泥不但大量应用于工业与民用建筑，还广泛应用于交通、城市建设、农林、水利及海洋等工程，为保证国家建设计划的顺利进行起着十分重要的作用。水泥生产的主要原料有石灰石、粘土与铁粉，由于水泥生产规模的不断扩大，这些天然原料矿山的资源不断被开发利用而逐渐减少，就迫切需要有新的原料资源加以替代。

水泥的种类很多，分为通用水泥、专用水泥及特种水泥三大类。其中，复合水泥就是通用水泥的品种之一，它是由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。常见的混合材料由矿渣、粉煤灰等，合理地采用两种或两种以上的混合材可改善水泥的性能。目前复合水泥存在的主要问题是早期强度发展慢。

硅微粉是用电弧炉冶炼硅金属或硅铁合金生产过程产生的工业烟尘，其颗粒超细，平均粒径约0.1μm，比表面积大，主要成分为无定形的二氧化硅，具有较高的火山灰活性，但火山灰活性发展较慢。目前硅微粉多用来作为混凝土的掺和剂、耐火材料的添加剂、涂料的添加剂、橡胶与塑料的填充料等，至今尚未发现利用硅微粉与矿渣作为混合材在激发剂作用下制备复合水泥的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型复合水泥，它采用硅微粉与矿渣作为混合材在激发剂作用下制备复合水泥，不仅产品制备工艺简单，生产成本较低，制得的复合水泥早期与后期强度高，而且有利于实现环境保护和变废为宝的双重目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种新型复合水泥，其特征在于：所述水泥的原料按重量百分比计为：硅酸盐水泥熟料68～76%、硅微粉6～12%、矿渣12%、石膏5%和激发剂1～3%，上述各组分重量百分比之和为100%；

上述复合水泥的制备方法包括以下步骤：

1）按比例称取硅酸盐水泥熟料、硅微粉、矿渣、石膏和激发剂；

2）将上述原料依次加入磨机共同粉磨，即可制得复合水泥。

进一步地，所述硅微粉为硅铁合金厂的硅微粉尘，平均粒径0.1μm，SiO₂含量>90%的无定形二氧化硅。

进一步地，所述激发剂为硫酸钠。

进一步地，所述硅酸盐水泥熟料、矿渣与石膏均分别选用水泥厂的硅酸盐水泥熟料、矿渣与石膏，其颗粒粒径均<25mm，其中矿渣水分<1.5%。

进一步地，所述步骤2）中粉磨后制得的复合水泥细度为80μm方孔筛筛余< 10%。

本发明的显著优点是：本发明中硅微粉具有颗粒超细、富含无定形的二氧化硅的特点，以及较高的火山灰活性，但火山灰活性发展较慢的特点，在硅微粉中掺入适量的激发剂可明显提高其早期的火山灰活性，制备生产成本低廉、早期与后期强度高的复合水泥，不仅制备工艺简单，生产成本大大降低，提高了市场竞争力，而且有利于实现环境保护和变废为宝的双重目的。经过本发明方法制得的复合水泥性能如下：3d抗压强度23.4MPa，3d抗折强度6.8MPa，28d抗压强度57.2MPa，28d抗折强度9.8MPa，初凝时间114min，终凝时间234min，安定性合格。

具体实施方法

以下是本发明的具体实施例，进一步说明本发明，但是本发明不仅限于此。

实施例1

一种新型复合水泥，其原料配方，按照重量百分比计为：硅酸盐水泥熟料74%，硅微粉6%，矿渣12%，石膏5%，激发剂3%。

制备步骤为：

1）按上述配方准确称取硅酸盐水泥熟料、硅微粉、矿渣、石膏和激发剂。

2）将上述原料依次加入磨机共同粉磨至水泥细度为80μm方孔筛筛余< 10%，即可制得复合水泥。

3）按国家标准GB/T17671-1999测定复合水泥制品试样不同水化龄期的抗压强度，按国家标准GB1346-2001测定复合水泥制品试样的凝结时间与安定性，测定结果如下：3d抗压强度21.1MPa，3d抗折强度6.1MPa，28d抗压强度53.6MPa，28d抗折强度9.2MPa，初凝时间118min，终凝时间244min，安定性合格。

实施例2

一种新型复合水泥，其原料配方，按照重量百分比计为：硅酸盐水泥熟料72%，硅微粉9%，矿渣12%，石膏5%，激发剂2%。

制备步骤为：

1）按上述配方准确称取硅酸盐水泥熟料、硅微粉、矿渣、石膏和激发剂。

2）将上述原料依次加入磨机共同粉磨至水泥细度为80μm方孔筛筛余< 10%，即可制得复合水泥。

3）按国家标准GB/T17671-1999测定复合水泥制品试样不同水化龄期的抗压强度，按国家标准GB1346-2001测定复合水泥制品试样的凝结时间与安定性，测定结果如下：3d抗压强度23.4MPa，3d抗折强度6.8MPa，28d抗压强度57.2MPa，28d抗折强度9.8MPa，初凝时间114min，终凝时间234min，安定性合格。

实施例3

一种新型复合水泥，其原料配方，按照重量百分比计为：硅酸盐水泥熟料70%，硅微粉12%，矿渣12%，石膏5%，激发剂1%。

制备步骤为：

1）按上述配方准确称取硅酸盐水泥熟料、硅微粉、矿渣、石膏和激发剂。

2）将上述原料依次加入磨机共同粉磨至水泥细度为80μm方孔筛筛余< 10%，即可制得复合水泥。

3）按国家标准GB/T17671-1999测定复合水泥制品试样不同水化龄期的抗压强度，按国家标准GB1346-2001测定复合水泥制品试样的凝结时间与安定性，测定结果如下：3d抗压强度19.8MPa，3d抗折强度5.8MPa，28d抗压强度51.6MPa，28d抗折强度8.8MPa，初凝时间120min，终凝时间252min，安定性合格。

对比例1

对比水泥试样(未掺硅微粉及激发剂)，其原料配方，按照重量百分比计为：硅酸盐水泥熟料83%，矿渣12%，石膏5%。

制备步骤为：

1）按上述配方准确称取硅酸盐水泥熟料、矿渣和石膏。

2）将上述原料依次加入磨机共同粉磨至水泥细度为80μm方孔筛筛余< 10%，即可制得对比水泥试样。

3）按国家标准GB/T17671-1999测定对比水泥制品试样不同水化龄期的抗压强度，按国家标准GB1346-2001测定对比水泥制品试样的凝结时间与安定性，测定结果如下：3d抗压强度17.8MPa，3d抗折强度5.2MPa，28d抗压强度46.2MPa，28d抗折强度7.9MPa，初凝时间124min，终凝时间264min，安定性合格。

对比例2

一种复合水泥(未掺激发剂)，其原料配方，按照重量百分比计为：硅酸盐水泥熟料71%，硅微粉12%，矿渣12%，石膏5%。

制备步骤为：

1）按上述配方准确称取硅酸盐水泥熟料、硅微粉、矿渣和石膏。

2）将上述原料依次加入磨机共同粉磨至水泥细度为80μm方孔筛筛余< 10%，即可制得复合水泥。

3）按国家标准GB/T17671-1999测定复合水泥制品试样不同水化龄期的抗压强度，按国家标准GB1346-2001测定复合水泥制品试样的凝结时间与安定性，测定结果如下：3d抗压强度15.0MPa，3d抗折强度4.4MPa，28d抗压强度50.8MPa，28d抗折强度8.7MPa，初凝时间150min，终凝时间305min，安定性合格。

从上述实施例与对比例中可以看出，将适量的硅微粉与矿渣复掺作为混合材制备复合水泥时可明显提高水泥的后期强度（28d强度），水泥的早期强度（3d强度）却有所降低，凝结时间有所延长。本专利在硅微粉与矿渣复掺作为混合材制备的复合水泥中掺入适量的激发剂可明显提高水泥的早期强度，并缩短水泥的凝结时间，且能保持水泥较高的后期强度，故利用工业废渣——硅微粉与矿渣作为混合材在激发剂作用下可制备生产成本低廉、早期与后期强度高的复合水泥，以实现环境保护和变废为宝的双重目的，具有较好的经济效益与社会效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种新型复合水泥，其特征在于：所述水泥的原料按重量百分比计为：硅酸盐水泥熟料68～76%、硅微粉6～12%、矿渣12%、石膏5%和激发剂1～3%，上述各组分重量百分比之和为100%；

上述复合水泥的制备方法包括以下步骤：

1）按比例称取硅酸盐水泥熟料、硅微粉、矿渣、石膏和激发剂；

2）将上述原料依次加入磨机共同粉磨，即可制得复合水泥。

2.根据权利要求1所述的一种新型复合水泥，其特征在于：所述硅微粉为硅铁合金厂的硅微粉尘，平均粒径0.1μm，SiO₂含量>90%的无定形二氧化硅。

3.根据权利要求1所述的一种新型复合水泥，其特征在于：所述激发剂为硫酸钠。

4.根据权利要求1所述的一种新型复合水泥，其特征在于：所述硅酸盐水泥熟料、矿渣与石膏均分别选用水泥厂的硅酸盐水泥熟料、矿渣与石膏，其颗粒粒径均<25mm，其中矿渣水分<1.5%。

5.根据权利要求1所述的一种新型复合水泥，其特征在于：所述步骤2）中粉磨后制得的复合水泥细度为80μm方孔筛筛余< 10%。