CN1114295A

CN1114295A - 碱-矿渣水泥的制备

Info

Publication number: CN1114295A
Application number: CN94111000A
Authority: CN
Inventors: 汪汝焜; 吴昌义; 王明辉; 龙德琮; 郭利君; 吴欣慧; 游明山
Original assignee: Xiangtan Iron & Steel Co
Current assignee: Xiangtan Iron & Steel Co
Priority date: 1994-05-21
Filing date: 1994-05-21
Publication date: 1996-01-03

Abstract

本发明涉及硅酸盐领域。以炼铁高炉矿渣为主要成分，配以碱金属激发剂和氢氧化钙缓凝剂所制配的碱——矿渣水泥，不经过高温煅烧，且具有早强、高强、耐磨、抗渗。耐酸碱腐蚀等优良性能，其水泥标号可达625-725^#，因而节省大量投资和能源并减少环境污染。本发明原料来源广泛，生产工艺简单，而产品用途广泛。

Description

碱——矿渣水泥的制备

本发明属于硅酸盐技术领域。

目前，国内通用的硅酸盐系列及其制品，其强度等级为200^#-400^#砼而大量使用的是200^#砼。砼而制备这些普通矿渣硅酸盐水泥，是由高温锻烧后的熟料和矿渣等原料，经过一定重量百分数配比而制成的。因此，需要投入大量资金建设高温锻烧的生产工序，随之需要消耗大量能耗等等，而且还要带来环境污染的弊病。随着现代化科学技术的发展，对结构材料提出了更高的要求，特别是对材料强度和耐久性的要求。根据预测，到21世纪混凝土将仍然是主导地位的建筑结构材料，但是必须对其大幅度提高强度和耐久性，才能满足未来建筑工程的需要。据预测至2000年700^#的混凝土将成为通常使用的材料，而在某些特殊情况下，将使用1000^#以上混凝土，未来的施工条件和施工方法，将要求使用高流动性和超快硬混凝上，苛刻的使用环境将要求大幅度的提高耐磨性、抗渗性、低水化热、抗冻性和抗化学腐蚀性等等。要满足这些要求，对于目前广泛使用的硅酸盐水泥系列的混凝土是难以办到的，甚至是不可能的。

碱——矿渣水泥在国外只有少数国家，如苏联、美、英等国家进行了生产应用(苏联基辅建筑工程学院B&Jnnxoxun《碱矿渣水泥》，而在我国近10年来有部分高等院校、研究单位进行过理论上的研究和探讨(南京化工学院史才军、唐仁修《一种新型胶凝材料——碱矿渣水泥》)，但国内尚未应用，更没有投入生产。

本发明的目的，在于制备高强度、耐化学腐蚀、抗渗性能好、水化热低、抗冻性能强的混凝土的建筑结构材料，可广泛用于道路工程，飞机跑道、海港工程、环卫工程、水坝涵洞以及抢修工程、修补工程、耐化学腐蚀工程等。

本发明是炼铁高炉矿渣加激发剂和缓凝剂等三大组分组成。按一定重量百分数配制，其配比为矿渣92-95％、激发剂3-5％和缓凝剂2-5％。对三大组分的技术要求分叙如下：

1、炼铁高炉矿渣的碱度系数要求为1—1.2，即：

M_{o} = \frac{Cao + MgO}{Si O_{2} + A l_{2} O_{3}} = 1 - 1.2

。质量系数大于1.7，即：

K = \frac{Cao + MgO + A l_{2} O_{3}}{Si O_{2} + MnO + Ti O_{2}} > 1.7

。水份含量不大于百分之一，即：

2、激发剂为碱金属激发剂，其主要成分为硅酸钠(Na₂SiO₃)，并含有水分和少量杂质，硅酸钠有个参数叫模数(M)，即SiO₆)与Na₂O的分子数之比，或

M = \frac{Si O_{2}}{N a_{2} O} \times 1.032

，其中1.032为常数，即：Na₂O分子量与SiO₂分子量的比值，本发明要求硅酸钠的模数M＝1.5，其渗量以硅酸钠中Na₂O的重量百分数计为3.5-4.5％，以4％为最好。

3、缓凝剂主要是氢氧化钙[Ca(OH)₂]，用于调节碱——矿渣水泥的凝结时间，可以按2-5％氢氧化钙来调节凝结时间。

按照上述三大组分规定的百分数范围内，根据实际情况和需要任选一个百分数进行配制，但三大组分配比之和为百分之百。

一种由炼铁高炉矿渣为主要成分所组成的碱——矿渣水泥，按重量百分数配制，由矿渣92-95％、激发剂3-5％和缓凝剂2-5％所组成。矿渣的碱度系数为1-1.2，质量系数大于1.7。激发剂为碱金属激发剂，主要成分是硅酸钠(Na₂SiO₃)，其模数M＝1.5。缓凝剂是氢氧化钙。

本发明优点在于强度高，可达62.5—82.5MPa以上，对砂、砾石的适应性强，1天强度可达30—50MPa，3天强度可这50-60MPa；耐化学腐性能好，对H₂SO₄、HCl、HNo₃和NaOH的腐蚀性能均优于硅酸盐系列水泥，抗渗性能高于硅酸盐水泥一倍；水化热低，适用于大面积混凝土工程；抗冻性能好，能经住300-1000次冻融循环；集料——浆体界面粘结牢固；而最大优点还在于不需要经过高温锻烧而配制，因而节省大量投资和能源，以及减少环境污染。

本发明最好实施方案为：

1.按重量百分比计.93％的矿渣加入3％氢氧化钙，共同磨如至比表面积为4000Cm²/g左右或0.08mm方孔筛筛余3％±1％左右。

2.模数(M)为1.5的硅酸钠的掺入量按Na₂O计为4％左右，硅酸钠加入量按

G = \frac{400}{WN}

(克/百克)，其中WN为硅酸钠中Na₂O的百分含量。

3.强度试验按GB1344-92国标进行，其中水灰比是指水与矿渣(含氧化钙)重量之比，而加入的水也应该包括硅酸钠中的水，每100g矿渣粉还需加入的自来水(按0.44水灰比)为H＝44-G×H′(ml)G——硅酸钠加入量(克)H′——硅酸钠的含水量(％)

4.试体成型后一天脱模，在湿空气(R＝100％)或水中养护至规定令期进行测试。

本发明配制的碱—矿渣水泥，强度可达625^#至725^#；初凝时间为1小时20分钟至1小时40分钟，终凝时间为2小时至3小时。但可以根据实际需要，调节初凝和终凝时间，故本发明又是21世纪的超前建筑材料。

Claims

1.一种由炼铁高炉矿渣为主要成分所组成的碱——矿渣水泥，其特征在于，按重量百分数配制，由矿渣92-95％、激发剂3-5％和缓凝剂2-5％所组成。

2.根据权利要求1所述的碱——矿渣水泥，其特征在于：矿渣的碱度系数为1-1.2，质量系数大于1.7。

3.根据权利要求1所述的碱——矿渣水泥，其特征在于，激发剂为碱金属激发剂，主要成分是硅酸钠(Na₂SiO₂)，其模数M＝1.5。

4.根据权利要求1所述的碱——矿渣水泥，其特征在于缓凝剂是氢氧化钙——(Ca₂(OH)₂)。