專利名稱：：低熟料活性混合材水泥的制作方法
技術領域：
：本發明屬建筑材料
技術領域：
。在現有技術中，自波特蘭水泥問世以來，以其良好的性能獲得迅速發展，成為不可缺少的建筑材料。除少量石膏外，波特蘭水泥全部為熟料，熟料的燒成需要大量的能耗。經過不斷的試驗研究，人們在波特蘭水泥中摻進了各種活性的或非活性的混合材料，既改善了波特蘭水泥的某些性能，又降低了成本。根據混合材料的種類和摻量的不同，由波特蘭水泥派生出來的這些水泥有普通水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥及粉煤灰水泥等等。在這些混合材料中，大量使用的是活性混合材料，因其摻量較大，后期強度增長幅度也大，有的后期強度還超過了波特蘭水泥。即使如此，在摻混合材的這些水泥中，熟料仍是主體，其成本依然較高，而且這些水泥共同的缺點是早期強度低。為要提高摻量，必須選用活性高的混合材料。對活性較低時，為保證水泥的質量，其摻量一般少于30%，有些只能用于生產普通水泥(摻量≤15%)。如鈦礦渣、磷礦渣、錳鐵礦渣、酸性礦渣、沸渣、粉煤灰等工業廢渣，在現有的水泥工業中，摻量都不高，有些還沒有得到利用，成為渣災，造成環境污染。本發明的目的鑒于上述現狀，為擴大可用作水泥混合材料的品種及在保證水泥有良好性能的前提下，提高混合材料的摻量，對節約能源、降低成本，改善環境衛生、促進水泥工業的發展，將具有極其重大的社會效益和經濟效益。熟料激發活性混合材料，無凝是有效的，這已是眾所周知的事實。但這種激發只是單方面的。各種活性材料即使是化學成分相同，但其礦物組成與礦物結構也是有區別的，因而有些混合材只用熟料是很難激發它們的潛在活性。除堿性激發外，而硫酸鹽對活性混合材也有激發作用。如果只依靠硫酸鹽，其激發也是單方面的，且效果比只用熟料還要差一些。但是，如果協調兩者的關系，使之成為綜合激發并達到最佳效果，必能大大提高混合材的潛在活性，本發明為達此目的，對多種活性混合材料進行了大量的配比研究，已取得了明顯的效果。本發明的內容(1)、熟料主要為波特蘭水泥熟料，也可以是其他品種的水泥熟料，可以是一種熟料，也可以是兩種或多種熟料并用。(2)、活性混合材料a.各種礦渣。包括普通粒化高爐礦渣(堿性、中性、酸性皆可)，錳鐵高爐礦渣、磷礦渣、鈦礦渣、鋼渣等。b.火山灰質混合材料。包括人工火山灰質混合材料(如沸騰爐渣、粉煤灰、煤矸石、爐渣等)及天然火山灰質混合材(如沸石、浮石等)。c.其他含活性硅酸鹽或活性硅鋁酸鹽的工業廢渣或天然礦物。可以只用一種活性混合材料，也可以是兩種或兩種以上的活性混合材料復合使用，還可以摻部分非活性混合材料。(3)、外加劑種類及其摻量范圍表1列出了本發明所用外加劑種類及其摻量范圍。摻量的下限為零，表示這種外加劑對某種活性混合材而言可以不摻，即當熟料或活性混合材質量較高時也可以不摻用。因此，利用本技術，對不同的原材料則可組成靈活多變，以及不同形式的配方。表1.外加劑及其摻量1.低熟料活性混合材水泥的配方、制作方法及復合外加劑水泥的組成，該方法包括以下工藝步驟(1).低熟料活性混合材水泥的配方為熟料5～50%，活性混合材30～85%、D-1型復合外加劑為Na2SO40.1～5%、石膏0.1～10%、煅燒石膏0.1～10%。(2).低熟料活性混合材水泥的制作將熟料、混合材與復合外加劑一道混合磨細，或先將復合外加劑粗磨一道，再與熟料、混合材料共同磨細，其細度達到一般礦渣水泥的細度要求即可。例1.混合材為堿性礦渣68%、熟料15%、Na2SO42.0%、石膏2.0%、燒石膏3.0%、粉煤灰10%。其性能如下例2.混合材為磷礦渣53%、熟料30%、Na2SO43.0%、燒石膏4.0%、粉煤灰10%。其性能如下3.低熟料活性混合材水泥D-3型復合外加劑為熟料5～50%、活性混合材30～85%、復合外加劑為石膏0.1～10%、煅燒石膏0.1～10%、Na2SiF60.1～5%。例3.混合材為錳鐵礦渣58.5%、熟料30%、燒石膏4.0%、Na2SiF60.5%、煤矸石7%、其性能如下4.低熟料活性混合材水泥D-4型復合外加劑為熟料5～50%、活性混合材30～85%、復合外加劑為煅燒石膏0.1～10%、Na2SiF60.1～5%。例4.混合材為堿性礦渣55%、熟料30%、燒石膏4.0%、Na2SiF61.0%、粉煤灰10%。其性能如下5.低熟料活性混合材水泥D-5型復合外加劑為熟料5～50%、活性混合材30～85%、復合外加劑為Na2SO40.1～5%、石膏和(或)煅燒石膏1～10%、Na2SiF60.1～5%。例5.混合材為堿性礦渣62.6%、熟料30%、Na2SO41.8%、石膏4.5%、Na2SiF61.0%、木鈣0.05%、ZnO0.05%。其性能如下6.低熟料活性混合材水泥D-6型復合外加劑為在上述低熟料活性混合材水泥1-5的配方中，可增加石灰和(或)調凝劑和(或)減水劑，組成D-6型復合外加劑的水泥配方，其摻量為石灰(生石灰或消石灰)0.1～5%、調凝劑(包括早強劑、速凝劑、緩凝劑)0.01～3%減水劑(如木質素磺酸鹽、荼系減水劑等)0.05～3%。例6.1、混合材為鈦礦渣47.85%、熟料30%、CaO2.0%、Na2SO43.0%、燒石膏5.0%、Na2SiF61.0%、沸渣10%、鋁酸鈉1.0%、木鈣0.075%、ZnO0.075%。其性能如下例6.2、混合材為沸騰爐渣47.85%、熟料30%、CaO2.0%、Na2SO43.0%、燒石膏5.0%、Na2SiF61.0%、礦渣10%、鋁酸鈉1.0%、木鈣0.075%、ZnO0.075%。其性能如下</tables>例6.3、混合材為粉煤灰38.9%、熟料30%、CaO2.5%、Na2SO42.0%、石膏1.5%、燒石膏4.0%、Na2SiF60.5%、礦渣15%、鋁酸鹽熟料5%、木鈣0.1%、CaCl20.5%。其性能如下</tables>例6.4、混合材為煤矸石39%、熟料30%、CaO2.0%、Na2SO42.0%、石膏2.0%、燒石膏4.0%、礦渣15%、鋁酸鹽熟料5%、明礬1.0%。其性能如下</tables>7.低熟料活性混合材水泥D-7型復合外加劑為熟料5～50%、活性混合材30～85%、復合外加劑為Na2SO40.3～3%、石膏1.5～10%、調凝劑0.01～3%和(或)石灰0.1～3%和(或)減水劑0.05～3%。例7.混合材為錳鐵礦56%熟料30%、Na2SO42%、石膏4.0%、沸渣10%。其性能如下注(1)上述D-1～7型復合外加劑，其中符號D為低熟料拼音字母。(2)上述1～7所述的活性混合材(30～80%)可以是一種、二種或二種以上復合。8.上述1～7項中所述低熟料活性混合材水泥的配方，其中所用混合材為各種礦渣，包括普通粒化高爐礦渣(堿性、中性、酸性皆可)、錳鐵高爐礦渣，磷礦渣、鈦礦渣、鋼渣等;還可用人工的和天然的各種火山灰質混合材料，包括沸騰爐渣、粉煤灰、煤矸石、爐渣、沸石、浮石以及其他含活性硅酸鹽或硅鋁酸鹽的工業廢渣或天然礦物。可以只用一種活性混合材料，也可以是兩種或兩種以上的活性混合材料復合使用，還可以摻部分非活性混合材料。本發明的優點及其積極效果(1).試驗表明，在熟料用量減少一半，甚至減少四分之三的情況下，利用本發明技術配制的水泥，其強度指標仍高于或不低于高熟料水泥(對比數據見表2)。現有的水泥廠若采用本技術，則可大大減少熟料的用量，在熟料產量不變的前提下，可提高水泥產量1倍以上，將大大降低了成本和能耗，經濟效益十分顯著。(2).本發明技術對活性混合材料適應性廣，激發效果強。目前普遍認為活性低，還沒有用于水泥工業或雖已利用但摻量很低的混合材，在使用本技術后能夠用這些混合材料生產水泥并提高其摻量。例如，含TiO214.6%的鈦礦渣，熟料用量為60%時，其水泥的28天強度只有22.0MPa，采用本技術配方，對熟料用量為30%，則所配制的水泥的28天強度即能達到47.2MPa。含活性硅酸鹽或硅鋁酸鹽礦物的工業廢渣、副產物或天然礦物，利用本技術后，都可用作水泥混合材，從而拓寬了水泥混合材的來源，使更多的水泥廠可以就地取材，本發明技術具有顯著的社會效益、環境效益和經濟效益。(3).耐久性試驗表明，即使對熟料用量只有15%，其抗碳化、護筋性等耐久性能指標，也與高熟料(60%)水泥相當。有些耐久性指標，如抗硫酸鹽(2%MgSO4溶液)侵蝕等，本技術低熟料水泥則優于高熟料水泥。(4).本技術所生產的水泥早期強度高(可達普通水泥的早期強度)，而后期強度增長幅度亦大，改變了傳統的摻混合材水泥早期強度低的缺點，因而使模具周轉快，有利于提高施工效率，縮短施工周期，降低工程造價。(5).利用本技術生產水泥，可將熟料、混合材料與外加劑一道混合磨細，或先將外加劑粗磨一道，再與熟料、混合材料共同磨細。因此，不改變水泥廠的現有的生產路線，不需再投資或只需少量投資。(6).利用本發明技術可生產多種水泥及建材制品。例如，采用礦渣為混合材時，若控制SO3≤4%，可生產礦渣硅酸鹽水泥，各項技術指標符合GB1344-85要求，若控制SO3＝4～6%，則可生產低熱微膨脹水泥。此外，改變混合材的種類及摻量，則可生產低熟料的火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復合水泥、砌筑水泥、鋼渣礦渣水泥等。有些目前還沒有用于水泥工業的工業廢渣或天然礦物，如質量較差的鈦礦渣、粉煤灰、煤矸石、鋼渣或其他冶金渣，以及珍珠巖、沸石等，在熟料用量較高(30～60%)時，利用本技術也能成功地配制出425＃水泥。本技術還可直接用于生產免燒磚、免燒砌塊及其他建材制品，生產的免燒磚在標養情況下、七天即可達100～200號，克服了一般免燒磚硬化慢、養護周期長、需周轉場地大的缺點。表2.高熟料水泥性能試驗實施的最好方式采用本技術配制水泥及建材制品，不改變水泥廠的現有的生產線路，故一般水泥廠都有條件采用本技術，不需投資或只需很少一點投資，即可獲得顯著的經濟效益和社會效益。權利要求1.一種低熟料活性混合材水泥的配方、制作方法及復合外加劑水泥的組成，該方法包括以下工藝步驟(1)、低熟料活性混合材水泥的配方為熟料5～50%、活性混合材30～85%，D-1型復合外加劑為Na2SO40.1～5%、石膏0.1～10%、煅燒石膏0.1～10%。(2)、低熟料活性混合材水泥的制作將熟料、混合材與復合外加劑一道混合磨細，或先將復合外加劑粗磨一道，再與熟料、混合材料共同磨細，其細度達到一般礦渣水泥的細度要求即可。2.如權利要求1所述低熟料活性混合材水泥的配方，其特征是D-2型復合外加劑的水泥配方為熟料5～50%、活性混合材30～85%、復合外加劑為Na2SO40.1～5%、煅燒石膏2～10%。3.如權利要求1所述低熟料活性混合材水泥的配方，其特征是D-3型復合外加劑的水泥配方為熟料5～50%、活性混合材30～85%、復合外加劑為石膏0.1～10%、煅燒石膏0.1～10%、Na2SiF60.1～5%。4.如權利要求1所述低熟料活性混合材水泥的配方，其特征是D-4型復合外加劑的水泥配方為熟料5～50%、活性混合材30～85%、復合外加劑為煅燒石膏0.1～10%、Na2SiF60.1～5%。5.如權利要求1所述低熟料活性混合材水泥的配方，其特征是D-5型復合外加劑的水泥配方為熟料5～50%、活性混合材30～85%、復合外加劑為Na2SO40.1～5%、石膏和(或)煅燒石膏1～10%、Na2SiF60.1～5%。6.如權利要求1～5項所述低熟料活性混合材水泥的配方，其特征是在其配方中可增加石灰和(或)調凝劑和(或)減水劑，組成D-6型復合外加劑的水泥配方，其摻量為石灰(生石灰或消石灰)0.1～5%、調凝劑(包括早強劑、速凝劑、緩凝劑)0.01～3%、減水劑(如木質素磺酸鹽、荼系減水劑等)0.05～3%。7.如權利要求1所述低熟料活性混合材水泥的配方，其特征是D-7型復合外加劑的水泥配方為熟料5～50%、活性混合材30～85%、復合外加劑為Na2SO40.3～3%、石膏1.5～10%、調凝劑0.01～3%和(或)石灰0.1～3%和(或)減水劑0.05～3%。8.如權利要求1-7項所述低熟料活性混合材水泥的配方，其特征是混合材為各種礦渣，包括普通粒化高爐礦渣(堿性、中性、酸性皆可)、錳鐵高爐礦渣、磷礦渣、鈦礦渣、鋼渣等;還可用人工的和天然的各種火山灰質混合材料，包括沸騰爐渣、粉煤灰、煤矸石、爐渣、沸石、浮石以及其他含活性硅酸鹽或硅鋁酸鹽的工業廢渣或天然礦物，可以只用一種活性混合材料，也可以是兩種或兩種以上的活性混合材料復合使用，還可以摻部分非活性混合材料。全文摘要低熟料活性混合材水泥，屬建筑材料
技術領域：
。解決的技術問題是減少熟料的用量，擴大可用作水泥混合材料的品種及在保證水泥有良好性能的前提下，提高混合材料的摻量，既改善波特蘭水泥的某些性能，又降低成本。主要技術特征由低熟料、活性混合材料(各種礦渣、火山灰質混合材料、其他工業廢渣)及外加劑一道混合磨細。其抗炭化、護筋性等耐久性指標與高熟料水泥相當，抗硫酸鹽侵蝕等則優于高熟料水泥。適用于配制水泥及建材制品。文檔編號C04B28/02GK1076672SQ9210807公開日1993年9月29日申請日期1992年3月20日優先權日1992年3月20日發明者甘昌成,梁文范,陳明月,白光申請人:重慶建筑工程學院