專利名稱：早強高強利廢的水泥的制作方法
技術領域：
本發明涉及建筑水泥。
背景技術：
長期以來，人們所使用的硅酸鹽水泥為人類的建筑事業作出了重大貢獻。在科學與技術飛速發展的今天，未來的建筑業向高層次、大跨度的方向發展，對于建筑結構型的水泥基材提出了更高的強度和耐久性的要求，然而硅酸鹽水泥的強度和耐久性難以滿足現代化建筑業的高要求。近幾十年來，世界各國的水泥研究工作者雖經艱苦努力，并未能使硅酸鹽水泥的性能有較大幅度的提高，因為硅酸鹽水泥含有三大有害物質(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物Ca(OH)2易與CO2、SO3反應而產生腐蝕，而水化碳酸鈣及水化硫酸鈣的形成和相變容易誘發破壞作用，而且這些產物的溶解度較高，導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度，水泥研究工作者不得不尋求其它出路，于是出現了新型有機膠結材混凝土和有機無機復合膠結材混凝土，這些混凝土不但價格昂貴，而且施工工藝也較復雜，尤其是其性能并未能滿足六大指標的要求。
發明內容
本發明的目的在于針對硅酸鹽水泥的性能在某些建筑領域還難以滿足工程需求的問題，提供一種六大指標能達到高性能而且節能利廢的早強高強利廢的水泥。
本發明的目的是這樣實現的本發明包括工業礦渣、堿金屬激發劑和緩凝劑，堿金屬激發劑的重量為工業礦渣的40-70％，緩凝劑的重量為工業礦渣的0-25％；所述工業礦渣中有40-100％重量百分含量的高爐水淬礦渣，其余為經煅燒以后具有活性的灰和渣；所述堿金屬激發劑的組成為，SiO23-9％、Na2O2-8％、H2O83-95％；所述緩凝劑為氟化鉀，緩凝劑可以與工業礦渣混磨，也可以外摻。
本發明中工業礦渣的基材是高爐水淬礦渣，當工業礦渣采用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、鋼渣作為細骨料，使用效果很好。前述高爐水淬礦渣的化學成份中堿性系數(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)≥0.6，活性系數Al2O3/SiO2≥0.25。
如果用于生產特快硬早強型水泥，本發明中緩凝劑的用量為工業礦渣重量的0％，即水泥中不加緩凝劑；而緩凝劑的常用量為工業礦渣重量的3.5-15％。
本發明中工業礦渣的研磨細度比表面積一般為300-400m2/kg。
本發明中緩凝劑的研磨細度比表面積一般為300-400m2/kg。
本發明水泥的生產工藝為一磨。
本發明的技術效果詳述如下1.本發明節能、利廢，把多種暫未利用的工業廢渣有效地利用起來我國工業廢渣累計堆放已達65億噸之多，與世界發達國家利用工業廢渣的差距還很大，雖然這些廢棄的工業渣活性很差或無活性，但摻入水淬礦渣內作為細骨料使用效果很好，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，但用于本發明中經試驗用堿激發后強度仍可達到70Mpa左右，變廢為寶已成現實。
2.本發明在早強、高強、高抗滲、高抗凍、低水化熱、抗化學腐蝕等六大指標上達到了優異的性能本發明的水泥一天的抗壓強度高達72Mpa，二十八天抗壓強度高達125Mpa；抗折強度一天高達7Mpa，二十八天高達12Mpa；抗滲性能大于4Mpa；抗凍性能高達900次凍融循環；抗化學腐蝕，在2％的MgSO4溶液中浸泡一年，強度未下降，氯離子抗蝕系數K＞1，氯離子擴散系數(D×109(cm2·s-1))，比525硅酸鹽水泥小一個數量級；水化熱三天30Kj/kg。六年膠砂試驗檢測結果如下(試驗方法為GB177-85)
以上數據足以說明本發明水泥早強、高強以及質量的穩定性和耐久性，因此適用于工業建筑、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迅猛發展，高等級、次高等級公路長達近五萬公里，水泥路面的使用壽命一般可達三十年以上，近年來發現，新建路面出現過早損壞，在六、七十年代修建的水泥路面，現已接近或超過使用年限需要不同程度的修補，用普通水泥修補路面，由于普通水泥強度增長慢、養護期長，一旦進行路面修補，需中斷交通時間較長，不僅影響經濟效益，也引發因中斷交通而產生的社會問題，嚴重的還影響投資環境，而采用本發明的早強特快硬型水泥快速修補水泥混凝土路面，可以做到當天破路面、當天施工、當天通車，這樣減少車輛阻塞，提高水泥混凝土路面的修補技術，改善投資環境，不僅具有好的經濟效益，也獲得好的社會效益。總之，可以利用本發明水泥的多種特殊性能開發出系列產品來滿足市場的需求。
3.本發明與普通硅酸鹽水泥相比，具有生產工藝簡單、環保、質量好的優點硅酸鹽水泥的生產工藝是“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氣體CO2，污染大氣層；本發明的水泥只需“一磨”，減少“一磨一燒”，大幅度節約能源約70％，降低大氣污染，沒有溫室效應氣體CO2向大氣層排放，保護了大氣臭氧層。
在生產原材料與水泥質量方面(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-破壞水泥結構，游離氧化鈣在國家水泥標準中嚴格控制在1％以下，本發明的水泥不用熟料，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準中控制在5％以下，熟料中的氧化鎂是以方鎂石分子結構存在于熟料之中，而本發明的水泥中氧化鎂是以方柱石分子結構存在于礦渣之中，不含有方鎂石分子結構的氧化鎂；(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準中控制在3.5％以下，而本發明的水泥不用石膏作緩凝劑，而是用無機水化物作緩凝劑，不含Cl-、SO42-；(4)4硅酸鹽水泥最高標號725#，而大量生產的是425#和525#，水泥結構隨使用時間的延長而降低，而本發明的水泥最高可達1125#，大量生產的是625#－825#，水泥結構隨使用時間的延長各項技術性能都有不同程度的增長。
以下結合實施例對本發明作進一步說明。
具體實施例方式
實施例一、二、四的水泥由A、B、C三個組分組成，A組分為工業礦渣，為100％的寶鋼礦渣，研磨礦渣細度，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；B組分為堿金屬激發劑，其組成為，SiO25.46％、Na2O 4.48％、H2O 90.06％；C組分為緩凝劑氟化鉀，磨細后比表面積為350m2/kg。
實施例三中A組分工業礦渣中50％重量為寶鋼礦渣，50％重量為粉煤灰，其B組分的組成和C組分的組成與實施一相同。
實施例一至四中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度產生影響，見下表
本發明中B組分和C組分在水泥中的含量可根據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％；當用于泵送混凝土時，則B組分的用量可采用A組分重量的60-70％；當用于遠距離運輸混凝土或砂漿時，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％。
權利要求
1.一種早強高強利廢的水泥，其特征在于包括工業礦渣、堿金屬激發劑和緩凝劑，堿金屬激發劑的重量為工業礦渣的40-70％，緩凝劑的重量為工業礦渣的0-25％；所述工業礦渣含有40-100％重量百分含量的高爐水淬礦渣，其余為經煅燒以后具有活性的灰和渣；所述堿金屬激發劑的組成為，SiO23-9％、Na2O2-8％、H2O83-95％；所述緩凝劑為氟化鉀。
2.根據權利要求1所述的早強高強利廢的水泥，其特征在于特快硬早強型水泥中，緩凝劑的用量為工業礦渣重量的0％。
3.根據權利要求1所述的早強高強利廢的水泥，其特征在于緩凝劑的常用量為工業礦渣重量的3.5-15％。
4.根據權利要求1或2或3所述的早強高強利廢的水泥，其特征在于所述高爐水淬礦渣的化學成份中，堿性系數(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)≥0.6；活性系數Al2O3/SiO2≥0.25。
全文摘要
本發明為一種早強高強利廢的水泥，包括工業礦渣、堿金屬激發劑和緩凝劑，堿金屬激發劑的重量為工業礦渣的40－70％，緩凝劑的重量為工業礦渣的0－25％，工業礦渣含有40－100％重量百分含量的高爐水淬礦渣，其余為經煅燒以后具有活性的灰和渣，堿金屬激發劑的組成為，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 優先權日2002年9月11日
發明者李業成, 沈衛平, 柳瑜, 朱偉新 申請人:深圳市恒富源投資有限公司