CN112573886B - 一种含有大比例矿渣的水泥及其制备方法 - Google Patents

一种含有大比例矿渣的水泥及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种含有大比例矿渣的水泥及其制备方法。所述水泥由以下重量份的原料组成：硅酸盐水泥90～100份、石膏10～15份、粉煤灰10～20份、矿渣70～90份、硫酸镁晶须15～20份、钛酸钾晶须22～36份、硫酸铝10～16份、助磨剂7.2～12.2份。本发明通过在水泥中添加钛酸钾晶须，有效提高硅酸盐水泥的抗压强度以及抗折强度，优于市面上的普通硅酸盐水泥。本发明通过添加四钛酸钾晶须和八钛酸钾晶须的混合物，使晶须更好的吸附在矿渣表面，从而减少碱性环境对矿渣粉的腐蚀，同时，可进一步提高水泥的整体抗硫酸腐蚀能力以及抗盐冻剥蚀性能，缩短终凝时间，有利于水泥的凝固硬化。

Description

一种含有大比例矿渣的水泥及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料制备技术领域，尤其涉及一种含有大比例矿渣的水泥及其制备方法。
背景技术
水泥，粉状水硬性无机胶凝材料，加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起；它作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。
目前应用最广的为通用硅酸盐水泥，通用硅酸盐水泥的缺点如下：引起的水化热大，抗硫酸盐腐蚀性差，抗渗性差，密实度低等。矿渣硅酸盐水泥是在普通矿渣硅酸盐水泥成分的基础上混入适量的粒化高炉矿渣，在性能上其对硫酸盐类侵蚀的抵抗能力、耐热性及抗水性更好，水化热较低。普通矿渣粉可以增强水泥性能，但是，在水泥的碱性环境中，矿渣粉容易碱化腐蚀。同时，现有技术中的矿渣粉含量普遍较低，提高矿渣粉的含量不仅能够减少其他原料的使用，也能使矿渣粉的再次利用最大化，符合当前环保再利用的要求。
综上所述，目前领域内缺乏一种能满足上述需求的一种含有大比例矿渣的水泥及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含有大比例矿渣的水泥及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种含有大比例矿渣的水泥，所述水泥由以下重量份的原料组成：硅酸盐水泥90～100份、石膏10～15份、粉煤灰10～20份、矿渣70～90份、硫酸镁晶须15～20份、钛酸钾晶须22～36份、硫酸铝10～16份、助磨剂7.2～12.2份。
优选地，所述石膏为脱硫石膏。
优选地，所述助磨剂选自三乙醇胺、聚合多元醇、聚合醇胺、三异丙醇胺、乙二醇、丙二醇、丙三醇、脂肪酸钠、氯化钙、氯化钠、醋酸钠、硫酸铝、甲酸钙、木钙、木钠、工业盐、元明粉、磷酸钠、水的其中一种或两种以上的组合。
优选地，所述硫酸镁晶须为碱式硫酸镁晶须。
优选地，所述钛酸钾晶须选自四钛酸钾晶须、六钛酸钾晶须、八钛酸钾晶须中的其中一种或两种以上的组合。
优选地，所述矿渣流动度比值≥100％，28天活性指数≥100％，氯离子含量≤0.1％，三氧化硫含量≤5.0％。
在其中一个实施例中，所述水泥由以下重量份的原料组成：硅酸盐水泥熟料90份、脱硫石膏10份、粉煤灰10份、矿渣70份、碱式硫酸镁晶须15份、八钛酸钾晶须12份、四钛酸钾晶须10份、硫酸铝10份、助磨剂7.2份。
在其中一个实施例中，所述水泥由以下重量份的原料组成：硅酸盐水泥熟料100份、脱硫石膏15份、粉煤灰20份、矿渣90份、碱式硫酸镁晶须20份、八钛酸钾晶须20份、四钛酸钾晶须16份、硫酸铝16份、助磨剂12.2份。
本发明还提供一种含有大比例矿渣的水泥的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)按配比将三乙醇胺加水稀释，随后加入磷酸钠、工业盐、元明粉搅拌均匀，得助磨剂；
(2)按配比将硅酸盐水泥熟料、脱硫石膏、粉煤灰、硫酸铝与步骤(1)制得的助磨剂混合均匀，随后进行粉磨30～40min，得细粉料；
(3)按配比将矿渣、碱式硫酸镁晶须、八钛酸钾晶须、四钛酸钾晶须混合均匀，随后进行粉磨50～60min，得共混料；
(4)将步骤(2)所得细粉料以及步骤(3)所得共混料混合均匀，随后在氮气保护得环境中50～60℃烘烤90～100min，得到水泥。
在其中一个实施例中，所述方法包括如下步骤：
(1)按配比将三乙醇胺加水稀释，随后加入磷酸钠、工业盐、元明粉搅拌均匀，得助磨剂；
(2)按配比将硅酸盐水泥熟料、脱硫石膏、粉煤灰、硫酸铝与步骤(1)制得的助磨剂混合均匀，随后进行粉磨30min，得细粉料；
(3)按配比将矿渣、碱式硫酸镁晶须、八钛酸钾晶须、四钛酸钾晶须混合均匀，随后进行粉磨50min，得共混料；
(4)将步骤(2)所得细粉料以及步骤(3)所得共混料混合均匀，随后在氮气保护得环境中50℃烘烤100min，得到水泥。
在其中一个实施例中，所述方法包括如下步骤：
(1)按配比将三乙醇胺加水稀释，随后加入磷酸钠、工业盐、元明粉搅拌均匀，得助磨剂；
(2)按配比将硅酸盐水泥熟料、脱硫石膏、粉煤灰、硫酸铝与步骤(1)制得的助磨剂混合均匀，随后进行粉磨40min，得细粉料；
(3)按配比将矿渣、碱式硫酸镁晶须、八钛酸钾晶须、四钛酸钾晶须混合均匀，随后进行粉磨60min，得共混料；
(4)将步骤(2)所得细粉料以及步骤(3)所得共混料混合均匀，随后在氮气保护得环境中60℃烘烤90min，得到水泥。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明通过在水泥中添加钛酸钾晶须，有效提高硅酸盐水泥的抗压强度以及抗折强度，优于市面上的普通硅酸盐水泥。
2.本发明通过添加四钛酸钾晶须和八钛酸钾晶须的混合物，使晶须更好的吸附在矿渣表面，从而减少碱性环境对矿渣粉的腐蚀，同时，可进一步提高水泥的整体抗硫酸腐蚀能力以及抗盐冻剥蚀性能，缩短终凝时间，有利于水泥的凝固硬化。
3.本发明原材料在国内充足，价格适宜，使其规模化生产没有太高的成本限制；同时，制备方法简单，总体生产成本不高，有利于工业的大规模生产。
具体实施方式
实施例1
按表1称量具体原料，步骤制备步骤如下：
(1)按配比将三乙醇胺加水稀释，随后加入磷酸钠、工业盐、元明粉搅拌均匀，得助磨剂；
(2)按配比将硅酸盐水泥熟料、脱硫石膏、粉煤灰、硫酸铝与步骤(1)制得的助磨剂混合均匀，随后进行粉磨30min，得细粉料；
(3)按配比将矿渣、碱式硫酸镁晶须、八钛酸钾晶须、四钛酸钾晶须混合均匀，随后进行粉磨50min，得共混料；
(4)将步骤(2)所得细粉料以及步骤(3)所得共混料混合均匀，随后在氮气保护得环境中50℃烘烤100min，得到水泥。
实施例2
(1)按配比将三乙醇胺加水稀释，随后加入磷酸钠、工业盐、元明粉搅拌均匀，得助磨剂；
(2)按配比将硅酸盐水泥熟料、脱硫石膏、粉煤灰、硫酸铝与步骤(1)制得的助磨剂混合均匀，随后进行粉磨40min，得细粉料；
(3)按配比将矿渣、碱式硫酸镁晶须、八钛酸钾晶须、四钛酸钾晶须混合均匀，随后进行粉磨60min，得共混料；
(4)将步骤(2)所得细粉料以及步骤(3)所得共混料混合均匀，随后在氮气保护得环境中60℃烘烤90min，得到水泥。
实施例3
(1)按配比将三乙醇胺加水稀释，随后加入磷酸钠、工业盐、元明粉搅拌均匀，得助磨剂；
(2)按配比将硅酸盐水泥熟料、脱硫石膏、粉煤灰、硫酸铝与步骤(1)制得的助磨剂混合均匀，随后进行粉磨40min，得细粉料；
(3)按配比将矿渣、碱式硫酸镁晶须、八钛酸钾晶须、四钛酸钾晶须混合均匀，随后进行粉磨60min，得共混料；
(4)将步骤(2)所得细粉料以及步骤(3)所得共混料混合均匀，随后在氮气保护得环境中60℃烘烤100min，得到水泥。
对比例1
(1)按配比将三乙醇胺加水稀释，随后加入磷酸钠、工业盐、元明粉搅拌均匀，得助磨剂；
(2)按配比将硅酸盐水泥熟料、脱硫石膏、粉煤灰、硫酸铝与步骤(1)制得的助磨剂混合均匀，随后进行粉磨40min，得细粉料；
(3)按配比将矿渣、碱式硫酸镁晶须混合均匀，随后进行粉磨60min，得共混料；
(4)将步骤(2)所得细粉料以及步骤(3)所得共混料混合均匀，随后在氮气保护得环境中60℃烘烤100min，得到水泥。
表1
物料种类 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
硅酸盐水泥熟料 90 95 100 110
脱硫石膏 10 12 15 15
粉煤灰 10 15 20 20
矿渣 70 85 90 90
碱式硫酸镁晶须 15 18 20 30
八钛酸钾晶须 12 16 20 /
四钛酸钾晶须 10 12 16 /
硫酸铝 10 14 16 16
三乙醇胺 0.5 0.6 0.7 0.7
工业盐 0.3 0.4 0.5 0.5
元明粉 0.2 0.3 0.4 0.4
磷酸钠 0.2 0.4 0.6 0.6
水 6 8 10 10
实施例4性能测试
将实施例1～3、对比例1制得的水泥和水按照1：1.8的质量比例混合并搅拌均匀，制作成10mm×10mm×60mm的柱状水泥条，研磨至比表面积约为350m2/Kg，参照GB/T17671-2020水泥胶砂强度检验方法进行水泥的物理性能测试；同时GB/T50081-2019的要求，将对将实施例1～3、对比例1制得的水泥制备成混凝土，对坍落度、终凝时间、抗硫酸盐腐蚀性、抗盐冻剥蚀性能进行测试；测试结果见表2。
表2
Figure BDA0002834549290000051
Figure BDA0002834549290000061
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (2)

1.一种含有大比例矿渣的水泥，其特征在于，所述水泥由以下重量份的原料组成：硅酸盐水泥熟料100份、脱硫石膏15份、粉煤灰20份、矿渣90份、碱式硫酸镁晶须20份、八钛酸钾晶须20份、四钛酸钾晶须16份、硫酸铝16份、助磨剂12.2份；所述助磨剂由0.7份的三乙醇胺、0.6份的磷酸钠、0.5份的工业盐、0.4份的元明粉和10份的水组成。
2.一种权利要求1所述的水泥的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)按配比将三乙醇胺加水稀释，随后加入磷酸钠、工业盐、元明粉搅拌均匀，得助磨剂；
(2)按配比将硅酸盐水泥熟料、脱硫石膏、粉煤灰、硫酸铝与步骤(1)制得的助磨剂混合均匀，随后进行粉磨40min，得细粉料；
(3)按配比将矿渣、碱式硫酸镁晶须、八钛酸钾晶须、四钛酸钾晶须混合均匀，随后进行粉磨60min，得共混料；
(4)将步骤(2)所得细粉料以及步骤(3)所得共混料混合均匀，随后在氮气保护的环境中60℃烘烤100min，得到水泥。
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