CN102807332B - 自防水硫铝酸盐水泥及其混凝土的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自防水硫铝酸盐水泥,其各组分按质量份数计组成如下：熟料55-85份；粉煤灰10-35份；生石灰1-4份；高级脂肪酸0.5-1份；碱性化合物0.5-2份；甲基硅酸0.5-1.5份；硬脂酸钙0.5-3份；微硅粉1-5份。这种水泥，其制备时生成具有憎水性的脂肪酸盐和甲基硅酸盐，这些憎水性的物质将吸附在粉煤灰、微硅粉、水泥及水化物质表面，同时粉煤灰和微硅粉通过填充和化学反应来弥补水泥硬化后的内部孔隙和微裂缝，从而达到自防水和提高水泥制品强度的目的。
Description
技术领域
本发明涉及建筑领域，尤其是一种自防水硫铝酸盐水泥及其制备方法与其混凝土的制备方法。
背景技术
在建筑节能保温工程中的保温材料分有机和无机材料两大类，而有机材料极易出现火灾，因此，无机材料泡沫混凝土板在一些工程中开始使用。泡沫混凝土板可采取物理发泡(如申请号CN102153364A)和化学发泡两种方式，物理发泡相对简单，但板材的容重相对较大，通常使用的在300kg/m3以上；化学发泡的泡沫混凝土自重在180-350kg/m3，相对较轻，导热系数与聚苯板接近，越来越多的在工程中得以应用。
目前，低碱度硫铝酸盐水泥是以石灰石、铝矾土、石膏为主要原料磨细成适当成份的生料，经煅烧所得以无水硫铝酸钙、硅酸二钙为主要矿物组成的熟料，再掺加适量石膏、生石灰后制成的。要求采用Al2O3含量在70％左右的高品位铝矾土资源，烧制出来的熟料中主要矿物是无水硫铝酸钙含量56-68％、硅酸二钙20-25％，铁铝酸四钙含量较低<10％，制成的低碱水泥虽然具有早强、微膨胀、低干缩、低碱度等犹点，但抗碳化、耐磨蚀、耐磨损、抗冲刷、抗开裂胜能相对较差，制品表面易“起砂”、“粉化”脱落。化学发泡的泡沫混凝土大部分采用低碱度硫铝酸盐水泥为核心材料发泡而成，这是目前较理想的新型保温建筑材料。因低碱度硫铝酸盐水泥组成材料的成分的化学特点，使生产现有的泡沫混凝土制品存在强度低、收缩率大、吸水率高的缺点。这些缺点限制了泡沫混凝土材料的推广应用。导致这些缺点存在的因素既有材料配比不当，也有施工工艺的原因。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种自防水硫铝酸盐水泥及其制备方法，从而达到自防水和提高水泥制品强度的目的；本发明还提供了一种强度高，防水性能好混凝土的制备方法。
本发明所设计的自防水硫铝酸盐水泥,其各组分按质量份数计组成如下：
作为优选：所述的熟料由如下工艺制得：
首先将石灰石、高铁矾土尾矿、硬石膏经过破碎以后进入原料库存放，然后按质量份数计石灰石40-50份、高铁矾土尾矿40-45、硬石膏3-5份的比例配料，配好的生料进入球磨机粉磨，再经选粉机分选的生料进行充分均化后，送入新型立筒预热器回转窑内煅烧，烧成最优温度为1350度，时间30-50分钟，再经冷却后制成熟料，然后进入熟料库储存。
或者；所述的熟料由如下工艺制得：
首先将石灰石、硬石膏、铝土矿混合物经过破碎以后进入原料库存放，然后按质量份数计石灰石40-50份、铝土矿混合物40-45份、硬石膏3-5份的比例配料，配好的生料进入球磨机粉磨，再经选粉机分选的生料进行充分均化后，送入新型立筒预热器回转窑内煅烧，烧成最优温度为1350度，时间30-50分钟，再经冷却后制成熟料，然后进入熟料库储存，其中所述的铝土矿混合物由铝土矿与硫铁矿渣构成，比例为85：15。。
作为优选：所述熟料的主要矿物含量(质量百分比)为C4A3S：48-62％、C2S:16-25％、C4AF：15-24％、碱含量≤0.65％；所述粉煤灰的活性指数≥85％，细度0.045mm方孔筛≤20％，堆积密度≤750kg/m3，其中三氧化二铝和二氧化硅总量≥70％；
所述生石灰的CaO、MgO含量大于85％，且MgO含量≤5％；
所述高级脂肪酸为工业用硬脂酸或月桂酸；
所述碱性化合物为片状氢氧化钠；
所述甲基硅酸为外观白色或微黄色粉粒状固体，固含量：≥65％；
所述硬脂酸钙为工业用轻质硬脂酸钙；
所述微硅粉平均粒径在0.1-0.3微米；
所述聚丙烯纤维的长度为3-10毫米。
本发明所设计的自防水硫铝酸盐水泥制备方法,将熟料、粉煤灰、生石灰、高级脂肪酸、片状氢氧化钠、甲基硅酸、微硅粉经微机按比例配料后送入高效节能磨内粉磨至325目的细度，即制成自防水硫铝酸盐水泥；
其中，所述的熟料由如下工艺制得：
首先将石灰石、高铁矾土尾矿、硬石膏经过破碎以后进入原料库存放，然后按质量份数计石灰石40-50份、高铁矾土尾矿40-45、硬石膏3-5份的比例配料，配好的生料进入球磨机粉磨，再经选粉机分选的生料进行充分均化后，送入新型立筒预热器回转窑内煅烧，再经冷却后制成熟料；
或者，所述的熟料由如下工艺制得：
首先将石灰石、硬石膏、铝土矿混合物经过破碎以后进入原料库存放，然后按质量份数计石灰石40-50份、铝土矿混合物40-45份、硬石膏3-5份的比例配料，配好的生料进入球磨机粉磨，再经选粉机分选的生料进行充分均化后，送入新型立筒预热器回转窑内煅烧，烧成最优温度为1350度，时间30-50分钟，再经冷却后制成熟料，其中所述的铝土矿混合物由铝土矿与硫铁矿渣构成，比例为85：15。
本发明所设计的自防水硫铝酸盐水泥，加30～70℃水反应时，通常内部温度在60～90℃之间，生石灰的CaO遇水后会生成氢氧化钙，水泥的水化产物也会有氢氧化钙，而高级脂肪酸和甲基硅酸会和氢氧化钙、氢氧化钠反应，生成具有憎水性的脂肪酸盐和甲基硅酸盐，这些憎水性的物质将吸附在粉煤灰、微硅粉、水泥及水化物质表面，同时粉煤灰和微硅粉通过填充和化学反应来弥补水泥硬化后的内部孔隙和微裂缝，从而达到自防水和提高水泥制品强度的目的。
本发明所设计的混凝土的制备方法，包括如下步骤：
①按浇筑模具和泡沫混凝土制品的容重要求，计算并称取本实用新型所设计的自防水硫铝酸盐水泥重量；
②按比例称取聚丙烯纤维，并和称取的自防水硫铝酸盐水泥搅拌均匀；
③按比例称取双氧水；双氧水的用量为自防水硫铝酸盐水泥重量的4-8％，双氧水与水泥后产生氧气，从而使水泥浆体积膨胀，同时双氧水加速高级脂肪酸和甲基硅酸与氢氧化钙、氢氧化钠、水泥水化物、粉煤灰、微硅粉进行反应；
④按比例称取水，水的温度在30-70度，夏天用30度的水，冬天用70度的水；
⑤把称好的水倒入搅拌机，把聚丙烯纤维和自防水硫铝酸盐水泥的掺合物添加到搅拌机内，搅拌1-3分钟，直至搅拌均匀，把称取的双氧水倒入搅拌机内，搅拌0.5-2分钟，把浆体倒入模具内，浆体在双氧水的作用下发泡成型，2-3小时拆模；
⑥根据需要，把发泡成型的泡沫混凝土块切割成泡沫混凝土制品。
本发明所设计的混凝土的制备方法，工艺简单，利用发泡混凝土化学反应温度高，持续时间长的特点，在水泥制品内添加高分子材料，并和其它物质反应，从而改善泡沫混凝土混凝土制品的品质，本发明的泡沫混凝土制品强度明显提高，防水性能好，质量稳定，造价低。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
按照下述重量份称取原料：
熟料：85份，粉煤灰：10份，生石灰：4份，高级脂肪酸：1份，碱性化合物：2份，甲基硅酸：1.5份，硬脂酸钙：1份，微硅粉：5份，聚丙烯纤维：0.8份，水：120份，双氧水：6份。
所述高级脂肪酸为工业用硬脂酸；
所述碱性化合物为片状氢氧化钠；
所述聚丙烯纤维长度10mm；
所述水的温度50℃；
所述双氧水的浓度为27％。
自防水硫铝酸盐水泥的生产工艺为：首先将石灰石、高铁矾土尾矿(选用铝土矿时，需与硫铁矿渣或铅锌矿渣按一定比例搭配均匀)、硬石膏经过破碎以后进入原料库存放，然后通过微机按比例配料，配好的生料进入球磨机粉磨，再经选粉机分选的生料进行充分均化后，送入新型立筒预热器回转窑内煅烧，烧成最优温度为1350度，时间30分钟，煅烧后熟料经冷却后进入熟料库储存；将符合要求的熟料、粉煤灰、生石灰、高级脂肪酸、片状氢氧化钠、甲基硅酸、微硅粉经微机按比例配料后送入高效节能磨内粉磨至一定细度，即制成自防水硫铝酸盐水泥。
自防水硫铝酸盐水泥制作泡沫混凝土制品的方法：
①把称取的聚丙烯纤维和100份搅拌均匀自防水硫铝酸盐水泥进行混合搅拌。
②把称好的水倒入搅拌机，把聚丙烯纤维和自防水硫铝酸盐水泥的掺合物添加到搅拌机内，搅拌1分钟，直至搅拌均匀，把称取的双氧水倒入搅拌机内，搅拌0.5分钟，把浆体倒入模具内，浆体在双氧水的作用下发泡成型，2小时拆模。
③根据需要，把发泡成型的泡沫混凝土块切割成泡沫混凝土制品。
实施例2按照下述重量份称取原料：
熟料：70份，粉煤灰：20份，生石灰：2份，高级脂肪酸：1份，碱性化合物：2份，甲基硅酸：1.5份，硬脂酸钙：1.5份，微硅粉：2份，聚丙烯纤维：0.7份，水：110份，双氧水：6份。
所述高级脂肪酸为工业用硬脂酸；
所述碱性化合物为片状氢氧化钠；
所述聚丙烯纤维长度10mm；
所述水的温度55℃；
所述双氧水的浓度为27％。
自防水硫铝酸盐水泥的生产工艺为：首先将石灰石、高铁矾土尾矿(选用铝土矿时，需与硫铁矿渣或铅锌矿渣按一定比例搭配均匀)、硬石膏经过破碎以后进入原料库存放，然后通过微机按比例配料，配好的生料进入球磨机粉磨，再经选粉机分选的生料进行充分均化后，送入新型立筒预热器回转窑内煅烧，烧成最优温度为1350度，时间35分钟，煅烧后熟料经冷却后进入熟料库储存；将符合要求的熟料、粉煤灰、生石灰、高级脂肪酸、片状氢氧化钠、甲基硅酸、微硅粉经微机按比例配料后送入高效节能磨内粉磨至一定细度，即制成自防水硫铝酸盐水泥。
自防水硫铝酸盐水泥制作泡沫混凝土制品的方法：
①把称取的聚丙烯纤维和100份搅拌均匀自防水硫铝酸盐水泥进行混合搅拌。
②把称好的水倒入搅拌机，把聚丙烯纤维和自防水硫铝酸盐水泥的掺合物添加到搅拌机内，搅拌1.5分钟，直至搅拌均匀，把称取的双氧水倒入搅拌机内，搅拌1分钟，把浆体倒入模具内，浆体在双氧水的作用下发泡成型，2.4小时拆模。
③根据需要，把发泡成型的泡沫混凝土块切割成泡沫混凝土制品。
实施例3按照下述重量份称取原料：
熟料：55份，粉煤灰：35份，生石灰：2份，高级脂肪酸：0.5份，碱性化合物：0.5份，甲基硅酸：0.5份，硬脂酸钙：3份，微硅粉：1份，聚丙烯纤维：0.5份，水：70份，双氧水：5份。
所述高级脂肪酸为工业用硬脂酸；
所述碱性化合物为片状氢氧化钠；
所述聚丙烯纤维长度6mm；
所述水的温度60℃；
所述双氧水的浓度为27％。
自防水硫铝酸盐水泥的生产工艺为：首先将石灰石、高铁矾土尾矿(选用铝土矿时，需与硫铁矿渣或铅锌矿渣按一定比例搭配均匀)、硬石膏经过破碎以后进入原料库存放，然后通过微机按比例配料，配好的生料进入球磨机粉磨，再经选粉机分选的生料进行充分均化后，送入新型立筒预热器回转窑内煅烧，烧成最优温度为1350度，时间40分钟，煅烧后熟料经冷却后进入熟料库储存；将符合要求的熟料、粉煤灰、生石灰、高级脂肪酸、片状氢氧化钠、甲基硅酸、微硅粉经微机按比例配料后送入高效节能磨内粉磨至一定细度，即制成自防水硫铝酸盐水泥。
自防水硫铝酸盐水泥制作泡沫混凝土制品的方法：
①把称取的聚丙烯纤维和100份搅拌均匀自防水硫铝酸盐水泥进行混合搅拌。
②把称好的水倒入搅拌机，把聚丙烯纤维和自防水硫铝酸盐水泥的掺合物添加到搅拌机内，搅拌3分钟，直至搅拌均匀，把称取的双氧水倒入搅拌机内，搅拌2分钟，把浆体倒入模具内，浆体在双氧水的作用下发泡成型，3小时拆模。
③根据需要，把发泡成型的泡沫混凝土块切割成泡沫混凝土制品。
实施例4按照下述重量份称取原料：
熟料：75份，粉煤灰：20份，生石灰：4份，高级脂肪酸：0.5份，碱性化合物：2份，甲基硅酸：1.5份，硬脂酸钙：2份，微硅粉：3份，聚丙烯纤维：0.65份，水：85份，双氧水：8份。
所述高级脂肪酸为工业用硬脂酸；
所述碱性化合物为片状氢氧化钠；
所述聚丙烯纤维长度6mm；
所述水的温度60℃；
所述双氧水的浓度为27％。
自防水硫铝酸盐水泥的生产工艺为：首先将石灰石、高铁矾土尾矿(选用铝土矿时，需与硫铁矿渣或铅锌矿渣按一定比例搭配均匀)、硬石膏经过破碎以后进入原料库存放，然后通过微机按比例配料，配好的生料进入球磨机粉磨，再经选粉机分选的生料进行充分均化后，送入新型立筒预热器回转窑内煅烧，烧成最优温度为1350度，时间45分钟，煅烧后熟料经冷却后进入熟料库储存；将符合要求的熟料、粉煤灰、生石灰、高级脂肪酸、片状氢氧化钠、甲基硅酸、微硅粉经微机按比例配料后送入高效节能磨内粉磨至一定细度，即制成自防水硫铝酸盐水泥。
自防水硫铝酸盐水泥制作泡沫混凝土制品的方法：
①把称取的聚丙烯纤维和100份搅拌均匀自防水硫铝酸盐水泥进行混合搅拌。
②把称好的水倒入搅拌机，把聚丙烯纤维和自防水硫铝酸盐水泥的掺合物添加到搅拌机内，搅拌2分钟，直至搅拌均匀，把称取的双氧水倒入搅拌机内，搅拌1分钟，把浆体倒入模具内，浆体在双氧水的作用下发泡成型，2小时拆模。
③根据需要，把发泡成型的泡沫混凝土块切割成泡沫混凝土制品。
实施例5按照下述重量份称取原料：
熟料：80份，粉煤灰：15份，生石灰：1份，高级脂肪酸：0.5份，碱性化合物：2份，甲基硅酸：1.5份，硬脂酸钙：2份，微硅粉：3份，聚丙烯纤维：0.65份，水：85份，双氧水：7份。
所述高级脂肪酸为工业用硬脂酸；
所述碱性化合物为片状氢氧化钠；
所述聚丙烯纤维长度3mm；
所述水的温度70℃；
所述双氧水的浓度为27％。
自防水硫铝酸盐水泥的生产工艺为：首先将石灰石、高铁矾土尾矿(选用铝土矿时，需与硫铁矿渣或铅锌矿渣按一定比例搭配均匀)、硬石膏经过破碎以后进入原料库存放，然后通过微机按比例配料，配好的生料进入球磨机粉磨，再经选粉机分选的生料进行充分均化后，送入新型立筒预热器回转窑内煅烧，烧成最优温度为1350度，时间50分钟，煅烧后熟料经冷却后进入熟料库储存；将符合要求的熟料、粉煤灰、生石灰、高级脂肪酸、片状氢氧化钠、甲基硅酸、微硅粉经微机按比例配料后送入高效节能磨内粉磨至一定细度，即制成自防水硫铝酸盐水泥。
自防水硫铝酸盐水泥制作泡沫混凝土制品的方法：
①把称取的聚丙烯纤维和100份搅拌均匀自防水硫铝酸盐水泥进行混合搅拌。
②把称好的水倒入搅拌机，把聚丙烯纤维和自防水硫铝酸盐水泥的掺合物添加到搅拌机内，搅拌2分钟，直至搅拌均匀，把称取的双氧水倒入搅拌机内，搅拌1分钟，把浆体倒入模具内，浆体在双氧水的作用下发泡成型，2小时拆模。
③根据需要，把发泡成型的泡沫混凝土块切割成泡沫混凝土制品。
本发明的泡沫混凝土的物理性能检验指标如下表所示。
Claims (5)
1.一种自防水硫铝酸盐水泥，各组分按质量份数计组成如下：
特征是所述的熟料由如下工艺制得：
首先将石灰石、高铁矾土尾矿、硬石膏经过破碎以后进入原料库存放，然后按质量份数计石灰石40-50份、高铁矾土尾矿40-45份、硬石膏3-5份的比例配料，配好的生料进入球磨机粉磨，再经选粉机分选的生料进行充分均化后，送入立筒预热器回转窑内煅烧，再经冷却后制成熟料，然后进入熟料库储存。
2.一种自防水硫铝酸盐水泥，各组分按质量份数计组成如下：
其特征是所述的熟料由如下工艺制得：
首先将石灰石、硬石膏、铝土矿混合物经过破碎以后进入原料库存放，然后按质量份数计石灰石40-50份、铝土矿混合物40-45份、硬石膏3-5份的比例配料，配好的生料进入球磨机粉磨，再经选粉机分选的生料进行充分均化后，送入立筒预热器回转窑内煅烧，再经冷却后制成熟料，然后进入熟料库储存，其中所述的铝土矿混合物由铝土矿与硫铁矿渣构成，比例为85：15。
3.根据权利要求1或2所述的自防水硫铝酸盐水泥，其特征是所述熟料的主要矿物含量的质量百分比为C4A3S：48-62％、C2S:16-25％、C4AF：15-24％、碱含量≤0.65％；所述粉煤灰的活性指数≥85％，细度0.045mm方孔筛≤20％，堆积密度≤750kg/m3，其中三氧化二铝和二氧化硅总量≥70％；
所述生石灰的CaO、MgO含量大于85％，且MgO含量≤5％；
所述高级脂肪酸为工业用硬脂酸或月桂酸；
所述碱性化合物为片状氢氧化钠；
所述甲基硅酸为外观白色或微黄色粉粒状固体，固含量：≥65％；
所述硬脂酸钙为工业用轻质硬脂酸钙；
所述微硅粉平均粒径在0.1-0.3微米。
4.一种如权利要求1或2所述的自防水硫铝酸盐水泥的制备方法，其特征是将熟料、粉煤灰、生石灰、高级脂肪酸、片状氢氧化钠、甲基硅酸、硬脂酸钙、微硅粉经微机按比例配料后送入高效节能磨内粉磨至325目的细度，即制成自防水硫铝酸盐水泥；
其中，所述的熟料由如下工艺制得：
首先将石灰石、高铁矾土尾矿、硬石膏经过破碎以后进入原料库存放，然后按质量份数计石灰石40-50份、高铁矾土尾矿40-45、硬石膏3-5份的比例配料，配好的生料进入球磨机粉磨，再经选粉机分选的生料进行充分均化后，送入立筒预热器回转窑内煅烧，再经冷却后制成熟料；
或者，所述的熟料由如下工艺制得：
首先将石灰石、硬石膏、铝土矿混合物经过破碎以后进入原料库存放，然后按质量份数计石灰石40-50份、铝土矿混合物40-45份、硬石膏3-5份的比例配料，配好的生料进入球磨机粉磨，再经选粉机分选的生料进行充分均化后，送入立筒预热器回转窑内煅烧，再经冷却后制成熟料，其中所述的铝土矿混合物由铝土矿与硫铁矿渣构成，比例为85：15。
5.一种混凝土的制备方法，其特征是包括如下步骤：
①按浇筑模具和泡沫混凝土制品的容重要求，计算并称取如权利要求1或2所述的自防水硫铝酸盐水泥重量；
②称取聚丙烯纤维，并和称取的自防水硫铝酸盐水泥搅拌均匀；
③按比例称取双氧水；双氧水的用量为自防水硫铝酸盐水泥重量的4-8％，双氧水与水泥混合后产生氧气，从而使水泥浆体积膨胀，同时双氧水加速高级脂肪酸和甲基硅酸与氢氧化钙、氢氧化钠、水泥水化物、粉煤灰、微硅粉进行反应；
④称取水，水的温度在30-70度，夏天用30度的水，冬天用70度的水；
⑤把称好的水倒入搅拌机，把聚丙烯纤维和自防水硫铝酸盐水泥的掺合物添加到搅拌机内，搅拌1-3分钟，直至搅拌均匀，把称取的双氧水倒入搅拌机内，搅拌0.5-2分钟，把浆体倒入模具内，浆体在双氧水的作用下发泡成型，2-3小时拆模；
⑥根据需要，把发泡成型的泡沫混凝土块切割成泡沫混凝土制品。
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