一種綠色高性能水泥及其生產方法
【專利摘要】本發明提供了一種綠色高性能水泥，其特征是包括以下重量份數的原料組成：混合材50～60；水泥熟料32～40；石膏6～8；助磨劑0.03～0.05；激發物質3～5；消泡劑0.05～0.1；塑化劑0.05～0.1；防沉淀劑0.03～0.05；減水劑0.2～0.4。本發明采用機械-化學激發的生產工藝可以使水泥渣材的摻量大，可以消耗大量的工業廢渣，增加了產量，降低生產成本，并加入功能性添加劑使產品的性能得到提升，滿足了土木工程的需求。
【專利說明】一種綠色高性能水泥及其生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及ー種高性能水泥，具體的說是ー種混合材摻量大，漿體流動性好，強度高的水泥，本發明同樣提供了這種水泥的生產方法。
【背景技術】
[0002]水泥是ー種加水攪拌后成漿體，能在空氣中硬化或者在水中更好的硬化，井能把砂、石等材料牢固地膠結在一起的無機凝膠材料。長期以來，水泥作為ー種重要的膠凝材料，廣泛應用于土木建筑、水利、國防等工程。隨著我國經濟的增長，國家増加基礎設施的建設及房地產的發展，水泥的需求量越來越大，2011年我國水泥的產量約為21億噸，產量居世界各國之首。我國是水泥生產大國，而非水泥生產強國。因為水泥生產中能源、資源消耗高，并且產生大量的二氧化碳廢棄，不利于環境的保護。基礎設施和房地產的建設，也帶動了采礦和冶金行業的發展，這些行業在生產過程中產生了大量的礦渣，大量的礦渣帶來了許多問題，如處理礦渣占用大量的土地，礦渣被水沖洗后產生環境污染問題。傳統的水泥的原料是石灰石、石膏、粘土和鐵礦粉，長期的開采，各種原料的儲量不斷下降，制約了水泥行業的可持續發展。為了處理采礦、冶金行業產生的各種礦渣及尋找水泥可以持續發展的原料，人們研制出了采用礦渣為部分原料生產的水泥。但由于傳統的水泥生產エ藝的限制，礦渣的摻量比較少，加入太多會影響水泥的質量。
[0003]土木工程的改造及新建過程要求快、精、好的修補或填充料，但采用普通水泥制成的商品混凝土流動性小、凝結時間長、收縮性大、填充效果不好(有氣泡，不夠密實)等弊端，無法滿足日益增長的建筑業的需求。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種綠色的高性能水泥及其生產方法，它的渣材摻量大，能夠大量消耗各種エ業廢渣，變廢為寶，由于合理加入各種添加剤，降低了水灰比，減少用水，用本發明的水泥制成的混凝土流動性好，泵送性能優異，收縮性小，填充效果好，前期和后期的強度得到了提高。
[0005]眾所周知，各種物料在研磨過程中，顆粒逐步細化，比表面積增大，表面產生大量的電荷，使顆粒相互吸附并出現團聚，使物料的粉碎效率下降，因此本發明在研磨過程中加入助磨劑，可以防止粒子團聚，改善物料的流動性，從而提高球磨效率，縮短研磨時間，即在相同研磨時間下產量比傳統的生產エ藝提高10%以上，節電12%以上。
[0006]本發明在研磨過程中同時也加入激發劑，激發劑的作用是激發各種混合料的活性，提高水泥早期和后期的強度，因此加入激發劑可以增加混合材的摻量，減少水泥熟料的用量，降低成本，本發明在研磨過程中各種原料均化程度提高，在機械-化學激發的作用下，各種原料的活性得到很大的提高，因此渣材的摻量提高10%以上，水泥的產量可以在添加助磨劑的基礎上再提高10%以上，而且增加了渣材的種類，以前不能使用的某種礦渣通過本發明可以用于生產水泥。[0007]本發明人意識到在球磨過程中，各種物料與磨球摩擦、沖擊，產生大量的熱能，使磨內溫度升高，磨內高溫會造成糊球糊磨、石膏脫水、水泥假凝、滑履溫度升高、降低臺時產量等一系列危害，因此本發明的水泥生產エ藝向球磨機內部的球磨殼體表面噴射入高壓水，起到冷卻作用，使物料研磨的溫度控制在100~130°C內，使磨內的物料聚結體解體，消除磨內靜電、包球、包鍛、石膏脫水等現象，增強研磨能力，臺時產量可提高10%以上，噸產品節電12%以上。
[0008]減水劑的使用可保持水泥凈漿、砂漿和混凝土工作度不變而顯著減少其拌和用水量，能顯著提高混凝土強度，改善混凝土的抗凍性，抗滲性或減少水泥用量；塑化劑、防沉淀劑、消泡劑的作用是使水泥粉料加入較少的水分的情況下，達到高流動、自流平、自動消泡、自密實、不離析分層的效果。由于加入這些物質，水泥流動性強，泵送過程比較節能，混凝土使用過程流平性強，填充各種縫隙較充實，提高了建筑結構的強度。在各種助劑劑及機械-化學激發的共同作用下，得到的產品3天強度提高了 15%，28天的強度提高了 10%。 [0009]本發明的具體技術方案是:
緑色高性能水泥，包括以下重量份數的原料組成:
混合材50~60 ;水泥熟料32~40 ;
石膏6~8;助磨劑0.03~0.05 ;
激發物質3~5 ;消泡劑0.05~0.1 ;
塑化劑0.05~0.1 ;防沉淀劑0.03~0.05 ;
減水劑0.2~0.4 ;
所述的混合材為エ業廢渣、石英砂和卵石中的一種或組合物與石灰石混合得到的材料。
[0010]所述的綠色高性能水泥的生產方法，包括以下步驟:
a.把高含水率的混合材從均化場加入到高效節能烘干機中，用煤燃燒產生的熱量回轉干燥至水分3~5%,用球磨機研磨至粒度為200~300目；
b.步驟a得到的粉狀混合材與水泥熟料、石膏粉、助磨劑和激發物質按照比例加入均化庫中均化后，放入球磨機中，向球磨機的內部，磨殼表面噴射入0.5~IMPa的高壓水，使研磨過程的溫度為100~130°C，從磨頭處出來的物料放入儲存倉中；
c.步驟b得到的物料與消泡劑、塑化劑、防沉淀劑和減水劑按照比例放入均化庫中，進行均化處理，得到緑色高性能水泥，去包裝斗，用包裝機包裝。
[0011]所述的エ業廢渣為生產錳及錳合金產生的礦渣、生產磷酸產生的礦渣、火力發電廠產生的廢渣、鋼鐵冶煉產生的礦渣、鈦白行業產生的礦渣和鎳冶煉廠的廢渣中的ー種或它們的組合物。
[0012]所述的助磨劑為三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉、二こ醇胺、三こ醇胺、三こ醇胺磷酸鹽、二こ醇胺磷酸鹽中的ー種或它們的組合物。
[0013]所述的激發物質為亞硫酸鈣、元明粉、硼砂、明礬、氫氧化鋁和純堿中的一種或它們的組合物。
[0014]所述的消泡劑為聚醚類消泡劑或聚四甲基硅氧烷類消泡劑。
[0015]所述的塑化劑為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-乙烯共聚物、聚乙烯醇和聚醋酸乙烯中的ー種或它們的組合物。[0016]所述的防沉淀劑為羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸鈉、聚氧化乙烯、糊化淀粉和瓜爾膠中的ー種或它們的組合物。
[0017]所述的減水劑為聚羧酸鹽、木質素磺酸鹽和水溶性聚苯乙烯磺酸鈉中的一種或它們的組合物。
[0018]本發明的優點是:
1.本方法運用低溫粉磨技術的粉磨エ序產量比原來提高10%以上，節電12%以上，冷卻過程是在球磨機內完成，因此設備占地小，出料溫度低，在運往均化倉過程中不需要冷卻設備及エ序，產品能夠即刻包裝出產，提高了生產效率(高溫會燙壞包裝袋，之前的エ藝需要冷卻至80°C以下才能包裝，從球磨機出來的物料需要專門的冷卻設備冷卻)。
[0019]2.應用高效節能烘干技術的エ序單機產量比傳統的烘干機提高25%以上，能耗降低15%以上。
[0020]3.應用機械-化學共激發技術使生態水泥中渣材摻量提高10%以上，水泥產量提高10%以上,渣材品種達到3 種以上。
[0021]4.本發明的緑色水泥水灰比少，節約了用水，流動性及密實性能好，用其制成的混凝土強度高，3天強度提高15%以上，28天的強度提高10%以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發明緑色高性能水泥的生產エ藝流程圖。
【具體實施方式】
[0023]實施例1
50份火力發電廠廢渣和石灰石組成的混合材從均化場加入到高效節能烘干機中，用煤燃燒產生的熱量回轉干燥至水分3~5%，用球磨機研磨至粒度為200目，放入到均化庫中，加入38份水泥熟料，6份粉狀石膏，0.04份三こ醇胺，5份元明粉和氫氧化鋁，均化處理后放入研磨機中，研磨過程中往球磨機內部噴入0.5MPa的高壓水，使研磨過程的溫度為130±2°C，從研磨機出來的物料放入儲存倉中，放入均化庫中，加入0.05份粉狀乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，0.1份聚醚消泡劑，0.04份羧甲基纖維素鈉和0.2份聚羧酸鹽均化處理，得到緑色水泥。
[0024]實施例2
54份錳及錳合金廠廢渣和石灰石組成的混合材從均化場加入到高效節能烘干機中，用煤燃燒產生的熱量回轉干燥至水分3~5%，用球磨機研磨至粒度為250目，放入到均化庫中，加入36份水泥熟料，8份粉狀石膏，0.03份三こ醇胺磷酸鹽，3份明礬，均化處理后放入研磨機中，研磨過程中往球磨機內部噴入IMPa的高壓水，使研磨過程的溫度為100±2°C，從研磨機出來的物料放入儲存倉中，放入均化庫中，加入0.05份粉狀乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，0.05份聚四甲基硅氧烷消泡劑，0.04份聚丙烯酸鈉和0.3份水溶性聚苯乙烯磺酸鈉，均化處理，得到緑色水泥。
[0025]實施例3
57份鋼鐵冶煉廠廢渣和石灰石組成的混合材從均化場加入到高效節能烘干機中，用煤燃燒產生的熱量回轉干燥至水分3~5%，用球磨機研磨至粒度為250目，放入到均化庫中，加入32份水泥熟料，7份粉狀石膏，0.05份二こ醇胺磷酸鹽，3份明礬和1份硼砂，均化處理后放入研磨機中，研磨過程中往球磨機內部噴入0.8MPa的高壓水，使研磨過程的溫度為110±2°C，從研磨機出來的物料放入儲存倉中，放入均化庫中，加入0.1份粉狀聚醋酸乙烯酷，0.06份聚四甲基硅氧烷消泡劑，0.05份瓜爾膠與糊化淀粉和0.4份木質素磺酸鈉，均化處理，得到緑色水泥。
[0026]實施例4
60份磷酸廠廢渣和石英砂與石灰石組成的混合材從均化場加入到高效節能烘干機中，用煤燃燒產生的熱量回轉干燥至水分3~5%，用球磨機研磨至粒度為300目，放入到均化庫中，加入34份水泥熟料，6份粉狀石膏，0.05份二こ醇胺磷酸鹽，3份明礬和1份硼砂，均化處理后放入研磨機中，研磨過程中往球磨機內部噴入0.6MPa的高壓水，使研磨過程的溫度為120±2°C，從研磨機出來的物料放入儲存倉中，放入均化庫中，加入0.08份粉狀聚乙烯醇，0.08份聚醚消泡劑，0.04份聚氧化乙烯和0.03份聚羧酸鈉，均化處理，得到緑色水泥。
[0027]表1為本發明緑色水泥的主要性能檢測結果:
【權利要求】
1.一種綠色高性能水泥，其特征是:包括以下重量份數的原料組成: 混合材50~60 ;水泥熟料32~40 ; 石膏6~8;助磨劑0.03~0.05 ; 激發物質3~5 ;消泡劑0.05~0.1 ; 塑化劑0.05~0.1 ;防沉淀劑0.03~0.05 ; 減水劑0.2~0.4 ; 所述的混合材為エ業廢渣、石英砂和卵石中的一種或組合物與石灰石混合得到的材料。
2.根據權利要求1所述的綠色高性能水泥的生產方法，其特征在于:包括以下步驟: a.把高含水率的混合材從均化場加入到高效節能烘干機中，用煤燃燒產生的熱量回轉干燥至水分3~5%,用球磨機研磨至粒度為200~300目； b.步驟a得到的粉狀混合材與水泥熟料、石膏粉、助磨劑和激發物質按照比例加入均化庫中均化后，放入球磨機中，向球磨機的內部，磨殼表面噴射入0.5~IMPa的高壓水，使研磨過程的溫度為100~130°C，從磨頭處出來的物料放入儲存倉中； c.步驟b得到的物料與消泡劑、塑化劑、防沉淀劑和減水劑按照比例放入均化庫中，進行均化處理，得到緑色高性能水泥，去包裝斗，用包裝機包裝。`
3.根據權利要求1所述的綠色高性能水泥，其特征在于:所述的エ業廢渣為生產錳及錳合金產生的礦渣、生產磷酸產生的礦渣、火力發電廠產生的廢渣、鋼鐵冶煉產生的礦渣、鈦白行業產生的礦渣和鎳冶煉廠廢渣中的一種或它們的組合物。
4.根據權利要求1所述的綠色高性能水泥，其特征在于:所述的助磨劑為三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉、二こ醇胺、三こ醇胺、三こ醇胺磷酸鹽、二こ醇胺磷酸鹽中的一種或它們的組合物。
5.根據權利要求1所述的綠色高性能水泥，其特征在于:所述的激發物質為亞硫酸鈣、元明粉、硼砂、明礬、氫氧化鋁和純堿中的一種或它們的組合物。
6.根據權利要求1所述的綠色高性能水泥，其特征在于:所述的消泡劑為聚醚類消泡劑或聚四甲基硅氧烷類消泡劑。
7.根據權利要求1所述的綠色高性能水泥，其特征在于:所述的塑化劑為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-乙烯共聚物、聚乙烯醇和聚醋酸乙烯中的ー種或它們的組合物。
8.根據權利要求1所述的綠色高性能水泥，其特征在于:所述的防沉淀劑為羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸鈉、聚氧化乙烯、糊化淀粉和瓜爾膠中的一種或它們的組合物。
9.根據權利要求1所述的綠色高性能水泥，其特征在于:所述的減水劑為聚羧酸鹽、木質素磺酸鹽和水溶性聚苯乙烯磺酸鈉中的一種或它們的組合物。
【文檔編號】C04B7/52GK103601381SQ201310546751
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月7日 優先權日:2013年11月7日
【發明者】黃芳, 楊毅, 龍志謀, 許建興 申請人:廣西云燕特種水泥建材有限公司