專利名稱：一種無(wú)熟料水泥的制備方法及其制備的混凝土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)熟料水泥的制備方法及其制備的混凝土，更特別的涉及一種采用高爐礦渣、粉煤灰為主要原料生產(chǎn)加工成的無(wú)熟料水泥的制備方法及其制備的混凝土。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)外利用礦渣生產(chǎn)礦渣硅酸鹽水泥，是一項(xiàng)比較成熟的技術(shù)，約占已利用礦渣的30-70％左右。礦渣水泥與普通水泥比較，具有水化熱低、密實(shí)性好、抗硫抗堿腐蝕性能好等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是保水性差、早期強(qiáng)度低、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、不適合低溫施工、施工需要養(yǎng)護(hù)。這些缺陷已經(jīng)或正在得到克服和改善。中國(guó)專利CN-1546411A公開了利用工業(yè)廢料、廢渣如礦渣、粉煤灰、煤矸石、鋼渣等與少量化工原料混和制得的水泥可以達(dá)到普通硅酸鹽水泥PO32.5的各項(xiàng)指標(biāo)。中國(guó)專利CN-1405108A公開了一種環(huán)保型無(wú)熟料膠凝材料及其制備方法，其利用礦渣、石膏、氫氧化鈉、消石灰、明礬、石灰石、早強(qiáng)劑等材料混合制備出達(dá)到普通硅酸鹽水泥PO32.5的各項(xiàng)指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種無(wú)熟料水泥的制備方法。
本發(fā)明的目的之二是提供一種采用無(wú)熟料水泥制備的混凝土。
本發(fā)明的這些以及其他目的將通過(guò)下列詳細(xì)描述和說(shuō)明來(lái)進(jìn)一步體現(xiàn)和闡述。
本發(fā)明的無(wú)熟料水泥的制備方法，包括以下成分工業(yè)廢料90-94重量份，硫酸鹽激發(fā)劑4～10重量份緩凝劑 0.05～0.15重量份。
在本發(fā)明的無(wú)熟料水泥的制備方法中，所述的工業(yè)廢料為磨細(xì)礦渣和/或粉煤灰，其中磨細(xì)礦渣40-70重量份，粉煤灰30-60重量份，將礦渣與粉煤灰單獨(dú)粉磨后混和，其中礦渣的比表面積為400-600m2/kg，粉煤灰為II級(jí)，所述的硫酸鹽激發(fā)劑為液體水玻璃，模數(shù)為1.0-1.5，所述的緩凝劑為重鉻酸鹽化合物，其中，所述的重鉻酸鹽化合物可以是單一的，也可以采用它們的混合物。
用本發(fā)明的無(wú)熟料水泥制備的混凝土，包括采用無(wú)熟料水泥和砂、石、骨料，按比例配制成C10-C100可滿足泵送施工的合格等級(jí)的混凝土。
本發(fā)明完全采用工業(yè)骨料為主要原料，采用簡(jiǎn)單粉磨混和的工藝，通過(guò)添加硫酸鹽激發(fā)劑和緩凝劑，可以穩(wěn)定制備出60-95MPa的無(wú)熟料水泥，其混凝土泵送正常，不離析，不泌水，粘聚性密實(shí)性好、強(qiáng)度高。并且可以充分利用固體廢棄物，減排大氣污染物。
本發(fā)明采用磨細(xì)礦渣作為無(wú)熟料水泥的主要成分，它具有很大的潛在活性，當(dāng)達(dá)到一定細(xì)度時(shí)，在激發(fā)劑的作用下，在表面能形成許多硅酸根離子，它們與鈣離子一起溶于水，由于離子的擴(kuò)散速度不一，因此在達(dá)到一定的濃度后在礦渣表面會(huì)形成低富硅層或在附近形成低C/S比的C-S-H層，隨著激發(fā)作用由表及里，C-S-H層剝離，向液相空間轉(zhuǎn)移促進(jìn)了凝膠體的大量形成，為漿體疊合形成沸石類水化產(chǎn)物創(chuàng)造條件。
在本發(fā)明中，采用的粉煤灰的結(jié)構(gòu)活性比礦渣低一些，玻璃體也少，但在堿性環(huán)境中，粉煤灰可產(chǎn)生穩(wěn)定增長(zhǎng)的后期強(qiáng)度；同時(shí)由于粉煤灰顆粒效應(yīng)，能改善混凝土施工性能，減小需水量，避免混凝土拌合物的離析、泌水，減小坍落度損失，改善混凝土的體積穩(wěn)定性和抗化學(xué)侵蝕能力。
激發(fā)劑主要是能夠破壞硅氧網(wǎng)絡(luò)使礦渣結(jié)晶體、玻璃體發(fā)生解體，參與基材水化反應(yīng)。激發(fā)劑中的含水R2O·nSiO2水解后形成ROH和含水硅膠，含水硅膠結(jié)合溶液中的Ca2+與OH-形成C-S-H溶液pH值變化反過(guò)來(lái)又促進(jìn)外加劑進(jìn)一步水解，從而形成更多的C-S-H。
緩凝劑則是通過(guò)無(wú)機(jī)鹽離子對(duì)C-S-H膠體雙電層的排斥和吸引，延緩水泥膠體粒子的移動(dòng)和水化反應(yīng)速度，從而達(dá)到延緩凝結(jié)時(shí)間的目的。在本發(fā)明中，采用的重鉻酸鹽化合物可以是重鉻酸鉀和重鉻酸鈉等，如果采用二種重鉻酸鹽化合物混合，則比例為1∶2-4。
本發(fā)明的無(wú)熟料水泥的制備方法及其制備的混凝土是把技術(shù)性、生產(chǎn)性、經(jīng)濟(jì)效益性和社會(huì)效益性合為一體的新型水泥生產(chǎn)技術(shù)。具有以下經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益1、采用無(wú)熟料膠凝材料生產(chǎn)技術(shù)可以大量使用工業(yè)廢渣，為減少工業(yè)廢渣堆場(chǎng)，節(jié)約耕地，減少粉塵飛揚(yáng)的二次污染，提供了技術(shù)保障。
2、生產(chǎn)高性能無(wú)熟料膠凝材料不需要煅燒，使空氣中的煙塵含量大大降低，二氧化硫和二氧化碳排放量大大減少，改善和提高了環(huán)境質(zhì)量。
3、采用無(wú)熟料膠凝材料免燒技術(shù)，對(duì)節(jié)約大量?jī)?yōu)質(zhì)煤，合理利用自然資源，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化、利用和可持續(xù)發(fā)展提供了一條可行的方法。
4、無(wú)熟料膠凝材料生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單便于操作和管理，為水泥企業(yè)改造，商品混凝土的利用和推廣提供了有力的保證。
5、無(wú)熟料膠凝材料混凝土成本低，強(qiáng)度高，性能優(yōu)越，便于施工?？梢苑€(wěn)定地配制出60-95MP的無(wú)熟料水泥基材，其凝結(jié)時(shí)間完全滿足普通硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)?？梢詮V泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、民用建筑、水工、道路、橋梁工程。
6、本發(fā)明無(wú)無(wú)堿骨料反應(yīng)，本發(fā)明利用磨細(xì)礦渣、粉煤灰、火山灰等活性礦物摻合料是堿骨料反應(yīng)的良好抑制劑，在硅酸鹽水泥中摻入20％-30％磨細(xì)礦渣，可有效地抑制無(wú)堿骨料反應(yīng)。另一方面，無(wú)熟料水泥混凝土致密的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的抗?jié)B性能限制了自由水分進(jìn)入混凝土的毛細(xì)孔道，因此造成堿骨料反應(yīng)發(fā)生的外部條件(潮濕的工作環(huán)境)不具備，切斷、破壞了堿骨料反應(yīng)的各種條件和渠道。
以下通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但實(shí)施例僅用于說(shuō)明，并不能限制本發(fā)明范圍。
在本發(fā)明中，若非特指，所有的份、量均為以總重量為基礎(chǔ)的重量單位，所有的原料均可以從市場(chǎng)購(gòu)得。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1采用以下配比磨細(xì)礦渣50公斤，粉煤灰40公斤，液體水玻璃(模數(shù)為1.2)5公斤，重鉻酸鹽0.05公斤。
將磨細(xì)礦渣與粉煤灰單獨(dú)粉磨后混和，并與液體水玻璃和重鉻酸鹽混合即制備出合格的無(wú)熟料水泥。
實(shí)施例2采用以下配比
磨細(xì)礦渣65公斤，粉煤灰28公斤，液體水玻璃(模數(shù)為1.5)10公斤，重鉻酸鹽0.15公斤。
將磨細(xì)礦渣與粉煤灰單獨(dú)粉磨后混和，并與液體水玻璃和重鉻酸鹽混合即制備出合格的無(wú)熟料水泥。
實(shí)施例3采用以下配比磨細(xì)礦渣45公斤，粉煤灰47公斤，液體水玻璃(模數(shù)為1.3)7公斤，重鉻酸鹽0.10公斤。
將磨細(xì)礦渣與粉煤灰單獨(dú)粉磨后混和，并與液體水玻璃和重鉻酸鹽混合即制備出合格的無(wú)熟料水泥。
實(shí)施例4采用以下配比磨細(xì)礦渣55公斤，粉煤灰38公斤，液體水玻璃(模數(shù)為1.2)8公斤，重鉻酸鉀0.03公斤，重鉻酸鈉0.06公斤。
將磨細(xì)礦渣與粉煤灰單獨(dú)粉磨后混和，并與液體水玻璃和重鉻酸鹽混合即制備出合格的無(wú)熟料水泥。
實(shí)施例5采用以下配比磨細(xì)礦渣50公斤，粉煤灰38公斤，液體水玻璃(模數(shù)為1.25)6公斤，重鉻酸鉀0.03公斤，重鉻酸鈉0.05公斤。
將磨細(xì)礦渣與粉煤灰單獨(dú)粉磨后混和，并與液體水玻璃和重鉻酸鹽混合即制備出合格的無(wú)熟料水泥。
實(shí)施例6-10
采用實(shí)施例1-5所制備出的無(wú)熟料水泥與常規(guī)量的砂、石、骨料混合，配制成C10-C100可滿足泵送施工的合格等級(jí)的混凝土。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)熟料水泥的制備方法，其特征在于包括以下成分工業(yè)廢料90-94重量份，硫酸鹽激發(fā)劑4-10重量份緩凝劑 0.05-0.15重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)熟料水泥的制備方法，其特征在于所述的工業(yè)廢料為磨細(xì)礦渣和/或粉煤灰。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)熟料水泥的制備方法，其特征在于磨細(xì)礦渣40-70重量份，粉煤灰30-60重量份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)熟料水泥的制備方法，其特征在于所述的硫酸鹽激發(fā)劑為液體水玻璃，模數(shù)為1.0-1.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)熟料水泥的制備方法，其特征在于所述的緩凝劑為重鉻酸鹽化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)熟料水泥的制備方法，其特征在于所述的重鉻酸鹽化合物可以是單一的，也可以采用它們的混合物。
7.一種無(wú)熟料水泥制備的混凝土，其特征在于采用權(quán)利要求1-6所制備的無(wú)熟料水泥和砂、石、骨料，按比例配制成C10-C100可滿足泵送施工的合格等級(jí)的混凝土。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無(wú)熟料水泥的制備方法及其制備的混凝土，包括工業(yè)廢料90－94重量份，硫酸鹽激發(fā)劑4－10重量份，緩凝劑0.05－0.15重量份。本發(fā)明完全采用工業(yè)骨料為主要原料，采用簡(jiǎn)單粉磨混和的工藝，通過(guò)添加硫酸鹽激發(fā)劑和緩凝劑，可以穩(wěn)定制備出60－95MPa的無(wú)熟料水泥，其混凝土泵送正常，不離析，不泌水，粘聚性密實(shí)性好、強(qiáng)度高。并且可以充分利用固體廢棄物，減排大氣污染物。
文檔編號(hào)C04B18/04GK101037308SQ20071010788
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2007年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月21日
發(fā)明者路來(lái)軍 申請(qǐng)人:北京東方建宇混凝土科學(xué)技術(shù)研究院有限公司