CN117164258A - 一种路基用绿色低碳水泥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种路基用绿色低碳水泥及其制备方法，属于水泥制备技术领域。上述路基用绿色低碳水泥由以下重量份组分组成：石灰石25份；矿渣粉15‑20份；粉煤灰或炉渣30‑35份；脱硫石膏5‑6份；水泥熟料20‑25份；粉体激发剂1份；所述粉体激发剂为质量比3:1:1的硫酸钠、α‑烯基磺酸钠、萘磺酸甲醛缩合物钠盐的混合物。本发明通过优化粉体激发剂的组成，在水泥熟料用量较少的情况下，大幅度提高水泥的28d抗压强度和抗折强度，同时延长水泥的初凝和终凝时间，便于水泥的现场施工，且本发明的路基用绿色低碳水泥成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及水泥制备技术领域，特别是指一种路基用绿色低碳水泥及其制备方法。
背景技术
路基水泥是由一种或一种以上活性混合材料或具有水硬性的工业废料为主要原料，加入适量硅酸盐水泥熟料和石膏，经磨细制成的水硬性胶凝材料。路基水泥因为原材料的原因，导致其存在以下问题：凝结时间过快，不利于路面施工；水泥熟料投入量不同，强度不同，如何平衡成本和强度成为一大难题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的是提供一种低碳、成本低廉、固化时间理想、固化效果好的路基用绿色低碳水泥及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：
一方面，本发明提供一种路基用绿色低碳水泥，由以下重量份组分组成：
所述粉体激发剂为质量比3:1:1的硫酸钠、α-烯基磺酸钠、萘磺酸甲醛缩合物钠盐的混合物。
优选的，上述路基用绿色低碳水泥由以下重量份组分组成：
优选的，所述水泥熟料由以下质量百分比组分组成：
优选的，所述脱硫石膏中游离氧化钙不大于10％、SO3为38％、水分为16％。
另一方面，本发明还提供一种上述路基用绿色低碳水泥的制备方法：将石灰石、矿渣粉、粉煤灰或炉渣、脱硫石膏、水泥熟料、粉体激发剂混合磨粉，得路基用绿色低碳水泥，45μm细度≤15％。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的路基用绿色低碳水泥的特点是路用技术指标优良、工程造价低、施工方便、缩短工期，尤其是有利于生态环境保护。采用路基用绿色低碳水泥可以替代大量的石灰、水泥、粉煤灰、碎石、砾石等传统筑路材料，节省资源、能源，节约土地，保护植被，大幅度减少二氧化碳等温室气体的排放量，有利于生态环境保护，经济、环境效益特别明显。
本发明通过优化粉体激发剂的组成，在水泥熟料用量较少的情况下，大幅度提高水泥的28d抗压强度和抗折强度，同时延长水泥的初凝和终凝时间，便于水泥的现场施工，且本发明的路基用绿色低碳水泥成本低廉。比传统的水泥、石灰等固化材料具有更好的性能和经济、环境效益；还解决了水泥、石灰、粉煤灰等胶凝材料在加固路面时难以解决的一些特殊问题，具有独特的固化效果和广泛的实用性。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。
本发明中，所使用的材料及试剂未有特殊说明的，均可从商业途径得到。其中，水泥熟料由以下质量百分比组分组成：硅酸三钙60％；硅酸二钙20％；铝酸三钙8％；铁铝酸四钙12％。脱硫石膏中游离氧化钙不大于10％、SO3为38％、水分为16％。
本发明提供一种路基用绿色低碳水泥及其制备方法，具体实施例如下。
实施例1
一种路基用绿色低碳水泥，由以下重量份组分组成：
石灰石25份；矿渣粉19份；粉煤灰30份；脱硫石膏6份；水泥熟料20份；粉体激发剂1份；
所述粉体激发剂为质量比3:1:1的硫酸钠、α-烯基磺酸钠、萘磺酸甲醛缩合物钠盐的混合物。
上述路基用绿色低碳水泥的制备方法：将石灰石、矿渣粉、粉煤灰、脱硫石膏、水泥熟料、粉体激发剂混合磨粉，得路基用绿色低碳水泥，45μm细度≤15％；具体的：
(1)将各原料组分分开粉碎，并通过筛网去除直径在200μm以上的筛余物；
(2)将各原料组分按所述重量比例加入搅拌机中混合均匀，得初始混合原料粉；
(3)将混合原料粉经辊压机、球磨机和高效选粉机进行多次研磨，得高速路基水泥成品，要求45μm细度≤15％。
实施例2
一种路基用绿色低碳水泥，由以下重量份组分组成：
石灰石25份；矿渣粉15份；粉煤灰35份；脱硫石膏5份；水泥熟料20份；粉体激发剂1份；
所述粉体激发剂为质量比3:1:1的硫酸钠、α-烯基磺酸钠、萘磺酸甲醛缩合物钠盐的混合物。
制备方法同实施例1。
实施例3
一种路基用绿色低碳水泥，由以下重量份组分组成：
石灰石25份；矿渣粉15份；粉煤灰30份；脱硫石膏5份；水泥熟料25份；粉体激发剂1份；
所述粉体激发剂为质量比3:1:1的硫酸钠、α-烯基磺酸钠、萘磺酸甲醛缩合物钠盐的混合物。
制备方法同实施例1。
实施例4
一种路基用绿色低碳水泥，由以下重量份组分组成：
石灰石25份；矿渣粉18份；粉煤灰32份；脱硫石膏6份；水泥熟料24份；粉体激发剂1份；
所述粉体激发剂为质量比3:1:1的硫酸钠、α-烯基磺酸钠、萘磺酸甲醛缩合物钠盐的混合物。
制备方法同实施例1。
为进一步说明本发明的有益效果，因篇幅有限，仅以实施例1为例，构建如下对比例。
对比例1
本对比例中，省略粉体激发剂，其余条件与实施例1相同。
对比例2
本对比例中，粉体激发剂为质量比1:1的α-烯基磺酸钠、萘磺酸甲醛缩合物钠盐的混合物；其余条件与实施例1相同。
对比例3
本对比例中，粉体激发剂为质量比3:2的硫酸钠、萘磺酸甲醛缩合物钠盐的混合物；其余条件与实施例1相同。
对比例4
本对比例中，粉体激发剂为质量比3:2的硫酸钠、α-烯基磺酸钠的混合物；其余条件与实施例1相同。
对比例5
本对比例中，粉体激发剂为质量比1:1:1的硫酸钠、α-烯基磺酸钠、萘磺酸甲醛缩合物钠盐的混合物；其余条件与实施例1相同。
对比例6
本对比例中，粉体激发剂为质量比6:1:1的硫酸钠、α-烯基磺酸钠、萘磺酸甲醛缩合物钠盐的混合物；其余条件与实施例1相同。
利用上述实施例1-4和对比例1-6制备水泥进行性能测试，测试依据GB175-2007《通用硅酸盐水泥》，测试结果见表1-2。
表1
| 物理性能 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 28d抗压(MPa) | 26.1 | 24.5 | 30.8 | 30.2 |
| 28d抗折(MPa) | 6.4 | 5.7 | 7.1 | 7.2 |
| 标准稠度(％) | 26.2 | 24.0 | 25.3 | 25.0 |
| 初凝时间(min) | 268 | 254 | 247 | 264 |
| 终凝时间(min) | 315 | 280 | 279 | 306 |
| 比表面积(m2/kg) | 433 | 512 | 483 | 507 |
| 成本(元/吨) | 132.45 | 140.84 | 151.53 | 154.6 |
由上表1可知，本发明的路基用绿色低碳水泥拥有低熟料掺比，但是达到了不错的抗压强度，在经济性上拥有很高的效益。仅使用20％的水泥熟料掺比就能达到24.5MPa以上的强度，对于一些乡道公路的修筑来说是性价比很高的选择。且本发明中水泥熟料用量较少，配料成本低至132.45元/吨，与普通硅酸盐水泥成本的200元左右相比，降低了33.78％。
表2
由上表2可知，本发明中粉体激发剂的选择能够较大幅度的提高水泥的28d抗压强度和抗折强度，同时能够有效延长初凝和终凝时间。改变粉体激发剂的种类(对比例1-4)或者是改变三者的比例关系(对比例5-6)制备的水泥，28d抗压和抗折强度都有所降低，且初凝时间和终凝时间都相应缩短，不利于施工。且对比例1-6制备的水泥的比表面积都相应有所降低。
综上可知，本发明通过优化粉体激发剂的组成，在水泥熟料用量较少的情况下，大幅度提高水泥的28d抗压强度和抗折强度，同时延长水泥的初凝和终凝时间，便于水泥的现场施工，且本发明的路基用绿色低碳水泥成本低廉。
以上所述是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，作出若干改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种路基用绿色低碳水泥，其特征在于，由以下重量份组分组成：
所述粉体激发剂为质量比3:1:1的硫酸钠、α-烯基磺酸钠、萘磺酸甲醛缩合物钠盐的混合物。
2.根据权利要求1所述的路基用绿色低碳水泥，其特征在于，由以下重量份组分组成：
3.根据权利要求2所述的路基用绿色低碳水泥，其特征在于，所述水泥熟料由以下质量百分比组分组成：
4.根据权利要求3所述的路基用绿色低碳水泥，其特征在于，所述脱硫石膏中游离氧化钙不大于10％、SO3为10-25％、水分为15-25％。
5.权利要求1-4任一所述的路基用绿色低碳水泥的制备方法，其特征在于，将石灰石、矿渣粉、粉煤灰或炉渣、脱硫石膏、水泥熟料、粉体激发剂混合磨粉，得路基用绿色低碳水泥，45μm细度≤15％。
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