專利名稱：：低熟料活性混合材水泥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬建筑材料
技術(shù)領(lǐng)域：
。在現(xiàn)有技術(shù)中，自波特蘭水泥問(wèn)世以來(lái)，以其良好的性能獲得迅速發(fā)展，成為不可缺少的建筑材料。除少量石膏外，波特蘭水泥全部為熟料，熟料的燒成需要大量的能耗。經(jīng)過(guò)不斷的試驗(yàn)研究，人們?cè)诓ㄌ靥m水泥中摻進(jìn)了各種活性的或非活性的混合材料，既改善了波特蘭水泥的某些性能，又降低了成本。根據(jù)混合材料的種類和摻量的不同，由波特蘭水泥派生出來(lái)的這些水泥有普通水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥及粉煤灰水泥等等。在這些混合材料中，大量使用的是活性混合材料，因其摻量較大，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度也大，有的后期強(qiáng)度還超過(guò)了波特蘭水泥。即使如此，在摻混合材的這些水泥中，熟料仍是主體，其成本依然較高，而且這些水泥共同的缺點(diǎn)是早期強(qiáng)度低。為要提高摻量，必須選用活性高的混合材料。對(duì)活性較低時(shí)，為保證水泥的質(zhì)量，其摻量一般少于30%，有些只能用于生產(chǎn)普通水泥(摻量≤15%)。如鈦礦渣、磷礦渣、錳鐵礦渣、酸性礦渣、沸渣、粉煤灰等工業(yè)廢渣，在現(xiàn)有的水泥工業(yè)中，摻量都不高，有些還沒(méi)有得到利用，成為渣災(zāi)，造成環(huán)境污染。本發(fā)明的目的鑒于上述現(xiàn)狀，為擴(kuò)大可用作水泥混合材料的品種及在保證水泥有良好性能的前提下，提高混合材料的摻量，對(duì)節(jié)約能源、降低成本，改善環(huán)境衛(wèi)生、促進(jìn)水泥工業(yè)的發(fā)展，將具有極其重大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。熟料激發(fā)活性混合材料，無(wú)凝是有效的，這已是眾所周知的事實(shí)。但這種激發(fā)只是單方面的。各種活性材料即使是化學(xué)成分相同，但其礦物組成與礦物結(jié)構(gòu)也是有區(qū)別的，因而有些混合材只用熟料是很難激發(fā)它們的潛在活性。除堿性激發(fā)外，而硫酸鹽對(duì)活性混合材也有激發(fā)作用。如果只依靠硫酸鹽，其激發(fā)也是單方面的，且效果比只用熟料還要差一些。但是，如果協(xié)調(diào)兩者的關(guān)系，使之成為綜合激發(fā)并達(dá)到最佳效果，必能大大提高混合材的潛在活性，本發(fā)明為達(dá)此目的，對(duì)多種活性混合材料進(jìn)行了大量的配比研究，已取得了明顯的效果。本發(fā)明的內(nèi)容(1)、熟料主要為波特蘭水泥熟料，也可以是其他品種的水泥熟料，可以是一種熟料，也可以是兩種或多種熟料并用。(2)、活性混合材料a.各種礦渣。包括普通?；郀t礦渣(堿性、中性、酸性皆可)，錳鐵高爐礦渣、磷礦渣、鈦礦渣、鋼渣等。b.火山灰質(zhì)混合材料。包括人工火山灰質(zhì)混合材料(如沸騰爐渣、粉煤灰、煤矸石、爐渣等)及天然火山灰質(zhì)混合材(如沸石、浮石等)。c.其他含活性硅酸鹽或活性硅鋁酸鹽的工業(yè)廢渣或天然礦物?？梢灾挥靡环N活性混合材料，也可以是兩種或兩種以上的活性混合材料復(fù)合使用，還可以摻部分非活性混合材料。(3)、外加劑種類及其摻量范圍表1列出了本發(fā)明所用外加劑種類及其摻量范圍。摻量的下限為零，表示這種外加劑對(duì)某種活性混合材而言可以不摻，即當(dāng)熟料或活性混合材質(zhì)量較高時(shí)也可以不摻用。因此，利用本技術(shù)，對(duì)不同的原材料則可組成靈活多變，以及不同形式的配方。表1.外加劑及其摻量1.低熟料活性混合材水泥的配方、制作方法及復(fù)合外加劑水泥的組成，該方法包括以下工藝步驟(1).低熟料活性混合材水泥的配方為熟料5～50%，活性混合材30～85%、D-1型復(fù)合外加劑為Na2SO40.1～5%、石膏0.1～10%、煅燒石膏0.1～10%。(2).低熟料活性混合材水泥的制作將熟料、混合材與復(fù)合外加劑一道混合磨細(xì)，或先將復(fù)合外加劑粗磨一道，再與熟料、混合材料共同磨細(xì)，其細(xì)度達(dá)到一般礦渣水泥的細(xì)度要求即可。例1.混合材為堿性礦渣68%、熟料15%、Na2SO42.0%、石膏2.0%、燒石膏3.0%、粉煤灰10%。其性能如下例2.混合材為磷礦渣53%、熟料30%、Na2SO43.0%、燒石膏4.0%、粉煤灰10%。其性能如下3.低熟料活性混合材水泥D-3型復(fù)合外加劑為熟料5～50%、活性混合材30～85%、復(fù)合外加劑為石膏0.1～10%、煅燒石膏0.1～10%、Na2SiF60.1～5%。例3.混合材為錳鐵礦渣58.5%、熟料30%、燒石膏4.0%、Na2SiF60.5%、煤矸石7%、其性能如下4.低熟料活性混合材水泥D-4型復(fù)合外加劑為熟料5～50%、活性混合材30～85%、復(fù)合外加劑為煅燒石膏0.1～10%、Na2SiF60.1～5%。例4.混合材為堿性礦渣55%、熟料30%、燒石膏4.0%、Na2SiF61.0%、粉煤灰10%。其性能如下5.低熟料活性混合材水泥D-5型復(fù)合外加劑為熟料5～50%、活性混合材30～85%、復(fù)合外加劑為Na2SO40.1～5%、石膏和(或)煅燒石膏1～10%、Na2SiF60.1～5%。例5.混合材為堿性礦渣62.6%、熟料30%、Na2SO41.8%、石膏4.5%、Na2SiF61.0%、木鈣0.05%、ZnO0.05%。其性能如下6.低熟料活性混合材水泥D-6型復(fù)合外加劑為在上述低熟料活性混合材水泥1-5的配方中，可增加石灰和(或)調(diào)凝劑和(或)減水劑，組成D-6型復(fù)合外加劑的水泥配方，其摻量為石灰(生石灰或消石灰)0.1～5%、調(diào)凝劑(包括早強(qiáng)劑、速凝劑、緩凝劑)0.01～3%減水劑(如木質(zhì)素磺酸鹽、荼系減水劑等)0.05～3%。例6.1、混合材為鈦礦渣47.85%、熟料30%、CaO2.0%、Na2SO43.0%、燒石膏5.0%、Na2SiF61.0%、沸渣10%、鋁酸鈉1.0%、木鈣0.075%、ZnO0.075%。其性能如下例6.2、混合材為沸騰爐渣47.85%、熟料30%、CaO2.0%、Na2SO43.0%、燒石膏5.0%、Na2SiF61.0%、礦渣10%、鋁酸鈉1.0%、木鈣0.075%、ZnO0.075%。其性能如下</tables>例6.3、混合材為粉煤灰38.9%、熟料30%、CaO2.5%、Na2SO42.0%、石膏1.5%、燒石膏4.0%、Na2SiF60.5%、礦渣15%、鋁酸鹽熟料5%、木鈣0.1%、CaCl20.5%。其性能如下</tables>例6.4、混合材為煤矸石39%、熟料30%、CaO2.0%、Na2SO42.0%、石膏2.0%、燒石膏4.0%、礦渣15%、鋁酸鹽熟料5%、明礬1.0%。其性能如下</tables>7.低熟料活性混合材水泥D-7型復(fù)合外加劑為熟料5～50%、活性混合材30～85%、復(fù)合外加劑為Na2SO40.3～3%、石膏1.5～10%、調(diào)凝劑0.01～3%和(或)石灰0.1～3%和(或)減水劑0.05～3%。例7.混合材為錳鐵礦56%熟料30%、Na2SO42%、石膏4.0%、沸渣10%。其性能如下注(1)上述D-1～7型復(fù)合外加劑，其中符號(hào)D為低熟料拼音字母。(2)上述1～7所述的活性混合材(30～80%)可以是一種、二種或二種以上復(fù)合。8.上述1～7項(xiàng)中所述低熟料活性混合材水泥的配方，其中所用混合材為各種礦渣，包括普通?；郀t礦渣(堿性、中性、酸性皆可)、錳鐵高爐礦渣，磷礦渣、鈦礦渣、鋼渣等;還可用人工的和天然的各種火山灰質(zhì)混合材料，包括沸騰爐渣、粉煤灰、煤矸石、爐渣、沸石、浮石以及其他含活性硅酸鹽或硅鋁酸鹽的工業(yè)廢渣或天然礦物?？梢灾挥靡环N活性混合材料，也可以是兩種或兩種以上的活性混合材料復(fù)合使用，還可以摻部分非活性混合材料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及其積極效果(1).試驗(yàn)表明，在熟料用量減少一半，甚至減少四分之三的情況下，利用本發(fā)明技術(shù)配制的水泥，其強(qiáng)度指標(biāo)仍高于或不低于高熟料水泥(對(duì)比數(shù)據(jù)見(jiàn)表2)?，F(xiàn)有的水泥廠若采用本技術(shù)，則可大大減少熟料的用量，在熟料產(chǎn)量不變的前提下，可提高水泥產(chǎn)量1倍以上，將大大降低了成本和能耗，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。(2).本發(fā)明技術(shù)對(duì)活性混合材料適應(yīng)性廣，激發(fā)效果強(qiáng)。目前普遍認(rèn)為活性低，還沒(méi)有用于水泥工業(yè)或雖已利用但摻量很低的混合材，在使用本技術(shù)后能夠用這些混合材料生產(chǎn)水泥并提高其摻量。例如，含TiO214.6%的鈦礦渣，熟料用量為60%時(shí)，其水泥的28天強(qiáng)度只有22.0MPa，采用本技術(shù)配方，對(duì)熟料用量為30%，則所配制的水泥的28天強(qiáng)度即能達(dá)到47.2MPa。含活性硅酸鹽或硅鋁酸鹽礦物的工業(yè)廢渣、副產(chǎn)物或天然礦物，利用本技術(shù)后，都可用作水泥混合材，從而拓寬了水泥混合材的來(lái)源，使更多的水泥廠可以就地取材，本發(fā)明技術(shù)具有顯著的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。(3).耐久性試驗(yàn)表明，即使對(duì)熟料用量只有15%，其抗碳化、護(hù)筋性等耐久性能指標(biāo)，也與高熟料(60%)水泥相當(dāng)。有些耐久性指標(biāo)，如抗硫酸鹽(2%MgSO4溶液)侵蝕等，本技術(shù)低熟料水泥則優(yōu)于高熟料水泥。(4).本技術(shù)所生產(chǎn)的水泥早期強(qiáng)度高(可達(dá)普通水泥的早期強(qiáng)度)，而后期強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度亦大，改變了傳統(tǒng)的摻混合材水泥早期強(qiáng)度低的缺點(diǎn)，因而使模具周轉(zhuǎn)快，有利于提高施工效率，縮短施工周期，降低工程造價(jià)。(5).利用本技術(shù)生產(chǎn)水泥，可將熟料、混合材料與外加劑一道混合磨細(xì)，或先將外加劑粗磨一道，再與熟料、混合材料共同磨細(xì)。因此，不改變水泥廠的現(xiàn)有的生產(chǎn)路線，不需再投資或只需少量投資。(6).利用本發(fā)明技術(shù)可生產(chǎn)多種水泥及建材制品。例如，采用礦渣為混合材時(shí)，若控制SO3≤4%，可生產(chǎn)礦渣硅酸鹽水泥，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合GB1344-85要求，若控制SO3＝4～6%，則可生產(chǎn)低熱微膨脹水泥。此外，改變混合材的種類及摻量，則可生產(chǎn)低熟料的火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合水泥、砌筑水泥、鋼渣礦渣水泥等。有些目前還沒(méi)有用于水泥工業(yè)的工業(yè)廢渣或天然礦物，如質(zhì)量較差的鈦礦渣、粉煤灰、煤矸石、鋼渣或其他冶金渣，以及珍珠巖、沸石等，在熟料用量較高(30～60%)時(shí)，利用本技術(shù)也能成功地配制出425＃水泥。本技術(shù)還可直接用于生產(chǎn)免燒磚、免燒砌塊及其他建材制品，生產(chǎn)的免燒磚在標(biāo)養(yǎng)情況下、七天即可達(dá)100～200號(hào)，克服了一般免燒磚硬化慢、養(yǎng)護(hù)周期長(zhǎng)、需周轉(zhuǎn)場(chǎng)地大的缺點(diǎn)。表2.高熟料水泥性能試驗(yàn)實(shí)施的最好方式采用本技術(shù)配制水泥及建材制品，不改變水泥廠的現(xiàn)有的生產(chǎn)線路，故一般水泥廠都有條件采用本技術(shù)，不需投資或只需很少一點(diǎn)投資，即可獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。權(quán)利要求1.一種低熟料活性混合材水泥的配方、制作方法及復(fù)合外加劑水泥的組成，該方法包括以下工藝步驟(1)、低熟料活性混合材水泥的配方為熟料5～50%、活性混合材30～85%，D-1型復(fù)合外加劑為Na2SO40.1～5%、石膏0.1～10%、煅燒石膏0.1～10%。(2)、低熟料活性混合材水泥的制作將熟料、混合材與復(fù)合外加劑一道混合磨細(xì)，或先將復(fù)合外加劑粗磨一道，再與熟料、混合材料共同磨細(xì)，其細(xì)度達(dá)到一般礦渣水泥的細(xì)度要求即可。2.如權(quán)利要求1所述低熟料活性混合材水泥的配方，其特征是D-2型復(fù)合外加劑的水泥配方為熟料5～50%、活性混合材30～85%、復(fù)合外加劑為Na2SO40.1～5%、煅燒石膏2～10%。3.如權(quán)利要求1所述低熟料活性混合材水泥的配方，其特征是D-3型復(fù)合外加劑的水泥配方為熟料5～50%、活性混合材30～85%、復(fù)合外加劑為石膏0.1～10%、煅燒石膏0.1～10%、Na2SiF60.1～5%。4.如權(quán)利要求1所述低熟料活性混合材水泥的配方，其特征是D-4型復(fù)合外加劑的水泥配方為熟料5～50%、活性混合材30～85%、復(fù)合外加劑為煅燒石膏0.1～10%、Na2SiF60.1～5%。5.如權(quán)利要求1所述低熟料活性混合材水泥的配方，其特征是D-5型復(fù)合外加劑的水泥配方為熟料5～50%、活性混合材30～85%、復(fù)合外加劑為Na2SO40.1～5%、石膏和(或)煅燒石膏1～10%、Na2SiF60.1～5%。6.如權(quán)利要求1～5項(xiàng)所述低熟料活性混合材水泥的配方，其特征是在其配方中可增加石灰和(或)調(diào)凝劑和(或)減水劑，組成D-6型復(fù)合外加劑的水泥配方，其摻量為石灰(生石灰或消石灰)0.1～5%、調(diào)凝劑(包括早強(qiáng)劑、速凝劑、緩凝劑)0.01～3%、減水劑(如木質(zhì)素磺酸鹽、荼系減水劑等)0.05～3%。7.如權(quán)利要求1所述低熟料活性混合材水泥的配方，其特征是D-7型復(fù)合外加劑的水泥配方為熟料5～50%、活性混合材30～85%、復(fù)合外加劑為Na2SO40.3～3%、石膏1.5～10%、調(diào)凝劑0.01～3%和(或)石灰0.1～3%和(或)減水劑0.05～3%。8.如權(quán)利要求1-7項(xiàng)所述低熟料活性混合材水泥的配方，其特征是混合材為各種礦渣，包括普通?；郀t礦渣(堿性、中性、酸性皆可)、錳鐵高爐礦渣、磷礦渣、鈦礦渣、鋼渣等;還可用人工的和天然的各種火山灰質(zhì)混合材料，包括沸騰爐渣、粉煤灰、煤矸石、爐渣、沸石、浮石以及其他含活性硅酸鹽或硅鋁酸鹽的工業(yè)廢渣或天然礦物，可以只用一種活性混合材料，也可以是兩種或兩種以上的活性混合材料復(fù)合使用，還可以摻部分非活性混合材料。全文摘要低熟料活性混合材水泥，屬建筑材料
技術(shù)領(lǐng)域：
。解決的技術(shù)問(wèn)題是減少熟料的用量，擴(kuò)大可用作水泥混合材料的品種及在保證水泥有良好性能的前提下，提高混合材料的摻量，既改善波特蘭水泥的某些性能，又降低成本。主要技術(shù)特征由低熟料、活性混合材料(各種礦渣、火山灰質(zhì)混合材料、其他工業(yè)廢渣)及外加劑一道混合磨細(xì)。其抗炭化、護(hù)筋性等耐久性指標(biāo)與高熟料水泥相當(dāng)，抗硫酸鹽侵蝕等則優(yōu)于高熟料水泥。適用于配制水泥及建材制品。文檔編號(hào)C04B28/02GK1076672SQ9210807公開日1993年9月29日申請(qǐng)日期1992年3月20日優(yōu)先權(quán)日1992年3月20日發(fā)明者甘昌成,梁文范,陳明月,白光申請(qǐng)人:重慶建筑工程學(xué)院