具有高效膠凝性水泥的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種具有高效膠凝性水泥的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 伴隨我國經(jīng)濟持續(xù)快速增長與城鎮(zhèn)化進程加速發(fā)展，大規(guī)模的基礎(chǔ)工程和基礎(chǔ)設(shè) 施建設(shè)消耗了大量的水泥、混凝土等建筑材料?；炷猎谑褂眠^程中，隨著水泥水化的進行 以及自由水不斷蒸發(fā)，仍會存在一部分未水化水泥顆粒，又因為在施工過程中，為保證其施 工性要求，需加入減水劑，這使得混凝土的水灰比大大降低，水泥水化程度更小。在低水膠 比情況下，有大約25%以上未水化的水泥顆粒，這部分未水化的水泥顆粒和集料一樣，僅僅 作為混凝土的填充料而存在，并未起到膠凝作用，不僅浪費了水泥對混凝土強度的貢獻，同 時也浪費了生產(chǎn)水泥時所需的自然資源與生產(chǎn)能耗。因此需要研發(fā)一種混凝土專用的具有 高效膠凝性的水泥制備方法，來提高水泥的膠凝效率，同時在保證混凝土力學(xué)性能不降低 的情況下，減少水泥用量，達到綠色節(jié)能的效果。
[0003] 高效膠凝水泥，指具有較小的顆粒級配特征、顆粒自分散性和表面ζ電位可調(diào) 的高效膠凝性能的水泥，其高效膠凝性指的是用于混凝土領(lǐng)域中。通過粉磨可以降低水 泥顆粒尺寸，調(diào)整顆粒級配。目前，國內(nèi)外已有大量研宄，通過在水泥熟料粉磨中加入助 磨劑，從而得到顆粒更細的水泥，如專利一種節(jié)能水泥助磨劑母液及其制備方法和應(yīng)用 (CN103539377A)公開了一種節(jié)能水泥助磨劑母液，將甲醇或乙醇、尿素、烯醇類化合物、分 子篩催化劑混合加入到反應(yīng)釜中進行縮合反應(yīng)，然后降溫過濾，減壓蒸餾即得到助磨劑母 液。使用后，水泥強度明顯提高，明顯改善了水泥產(chǎn)品的細度，改善了助磨效果，顯著降低了 能源能耗，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，有效降低了水泥生產(chǎn)成本。但這種方法目的在降低顆粒粒徑， 并未考慮水泥顆粒在混凝土中的級配分布，同時不能顯著降低水泥用量，并且水泥顆粒不 能過細，水泥過細會導(dǎo)致在加水?dāng)嚢柚泻芸炀退?，對混凝土強度作用很小，且影響水泥與 外加劑的適應(yīng)性，易影響水泥性能而導(dǎo)致混凝土開裂，嚴(yán)重影響混凝土的耐久性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)而提出一種具有高效膠凝性 水泥的制備方法，其能降低混凝土中水泥的顆粒粒徑，優(yōu)化粒徑分布，改善水泥膠凝效率， 提高混凝土的早期強度，同時可減少水泥用量。
[0005] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：具有高效膠凝性水泥的制備方 法，包括有以下步驟：按照組分普通硅酸鹽水泥74%~89%，微研磨介質(zhì)10%~25%，表面 改性劑1 %~2%取料；將普通硅酸鹽水泥與微研磨介質(zhì)混合均勻后投入到球磨機中研磨 15~20min，在研磨過程中，將表面改性劑經(jīng)氣相沉積方式均勻分散至其中，制得高效膠凝 性水泥。
[0006] 按上述方案，所述的微研磨介質(zhì)為非活性固體顆粒粉末，其中含有質(zhì)量百分比為 85-95%的SiO2，莫氏硬度不小于7. 0,粒徑范圍為0. 15mm~I. 5mmD
[0007] 按上述方案，所述的表面改性劑由下列組分按質(zhì)量百分比配制而成：水80%，助 磨組分10%和水化調(diào)節(jié)組分10%。
[0008] 按上述方案，所述的助磨組分其組分及其含量按質(zhì)量百分比計為三異丙醇胺 20 %~30 %，乙二醇40 % -50 %，三乙醇胺20 %~40 % ;所述的水化調(diào)節(jié)組分其組分及其 含量按質(zhì)量百分比計為糖蜜70% -80%，聚羧酸減水劑20% -30%。
[0009] 本發(fā)明采用水泥后制備技術(shù)，在不改變傳統(tǒng)水泥生產(chǎn)工藝的前提下，對現(xiàn)有水泥 進行粉磨，得到顆粒級配更小的水泥，同時對其表面改性，防止其摻入混凝土后因顆粒過細 水化太快而影響混凝土耐久性，從而制得高效膠凝水泥。將少量高效膠凝水泥配合其他輔 助性膠凝材料摻入到混凝土中，取代混凝土中那25%左右不能水化的水泥，從而降低水泥 用量。高效膠凝水泥加入到混凝土中，由于改性不會馬上水化，同時由于其良好的分散性能 與其他普通硅酸鹽水泥均勻混合，優(yōu)化整體水泥的顆粒級配，提高水泥的密實度，從而提高 水泥膠凝效率，提高混凝土強度。
[0010] 本發(fā)明所得的高效膠凝水泥，其比表面積大于400m2/kg，D50小于10 μπι，水泥標(biāo)準(zhǔn) 稠度用水量為21%~24%，等重量下，經(jīng)改性后的高效膠凝水泥對強度的貢獻作用較普通 水泥提尚了 100%以上。
[0011] 使用時，將本發(fā)明所研制的高效膠凝水泥按一定摻量加入到混凝土中，和普通硅 酸鹽水泥、摻合料、外加劑等同時投入混凝土拌和機中按正常的混凝土攪拌工藝攪拌即可。
[0012] 本發(fā)明的優(yōu)點在于：（1)采用固體顆粒微研磨介質(zhì)，對水泥進行顆粒整形與精修、 級配調(diào)控與優(yōu)化，在低能耗條件下，顯著減小水泥的顆粒粒徑，防止顆粒團聚，提高水泥的 膠凝活性；（2)采用表面改性劑，能改善水泥顆粒表面的電荷平衡，促進水泥顆粒間相互排 斥，克服吸引力，防止水泥顆粒聚集，使其保持高度均勻分散狀態(tài)，進一步提高助磨效果。同 時能調(diào)節(jié)水泥水化速率，防止由于高效膠凝水泥粒徑小而水化太快，在加水?dāng)嚢柽^程中就 水化完全，影響混凝土耐久性。（3)采用氣相沉積方式將表面改性劑均勻分散到水泥表面進 行預(yù)混，使表面改性劑與水泥充分均勻接觸，提高其改性效率。（4)采用少量高效膠凝水泥 取代混凝土中那一部分未水化的普通硅酸鹽水泥的方法，高效膠凝水泥的加入，調(diào)整了水 泥組成中的粒度分布，提高了膠凝材料的填充率，從而提高了水泥的膠凝性能，而這部分未 水化水泥的填充作用則由其他輔助性膠凝材料代替，這使得混凝土配比得到優(yōu)化，水泥用 量得到大大減少。
【具體實施方式】
[0013] 以下結(jié)合具體實例對本發(fā)明做進一步說明。
[0014] 實施例1
[0015] 以制備IOkg高效膠凝水泥為例，稱取各原料：普通娃酸鹽水泥7. 5kg，微研磨介質(zhì) 2. 35kg，混合均勾后用球磨機研磨15min。稱取助磨組分15g，水化調(diào)節(jié)組分15g，溶于120g 水中，裝入氣相沉積裝置，在球磨過程中，分散到普通硅酸鹽水泥和微研磨介質(zhì)混合物的表