專利名稱：新型高抗硫水泥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工程材料，具體涉及一種具有優(yōu)異的抗硫酸鹽及海水侵蝕功效的硅酸鹽水泥。
背景技術：
我國既是一個大陸國家，又是一個海洋國家。隨著我國經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，我國越來越重視海洋資源的開發(fā)、海岸帶以及跨海大橋的建設。例如海洋建設工程中的碼頭、跨海大橋的橋墩、防波堤岸、船塢、水上移動式加工廠、海上石油鉆井平臺、海底油罐和隧道、管道沿海地下等工程；另外，在我國西部地區(qū)如青海、新疆等省許多地區(qū)的地下水和土壤中含有大量的巖鹽、芒硝、石膏等可溶鹽，SO42-濃度很高。我國現(xiàn)有的中抗硫水泥及高抗硫水泥，是以符合一定礦物組成要求的硅酸鹽水泥熟料加入少量二水石膏共同粉磨而成的純硅酸鹽水泥，其耐侵蝕性能并不太理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有良好的耐SO42-及海水侵蝕特性的新型高抗硫水泥。
本發(fā)明提供的一種新型高抗硫水泥，由以下組分按重量比混合而成普通硅酸鹽熟料 20-70，石膏類 3-10，微膨脹組分 0-10，功能性礦物摻合料20-70，以及助磨劑 0-2。
其中，所述石膏類為二水石膏、硬石膏或工業(yè)副產(chǎn)石膏；所述微膨脹組分為明礬石、煅燒明礬石、高鋁熟料、鋁酸鈣膨脹劑、硫鋁酸鈣膨脹劑(UEA膨脹劑)、CEA膨脹劑或復合膨脹劑；所述礦物摻合料為硅灰、粉煤灰、粒化高爐礦渣、爐渣、鋼渣、粒化高爐磷渣、石灰石、窯灰或其他火山灰質混合材料；所述助磨劑為水泥粉磨用工藝外加劑，如三乙醇胺或滑石粉。
具體實施例方式
為更清楚地公開，以下從幾方面敘述本發(fā)明。
本發(fā)明提供的的新型高抗硫水泥是以符合一定礦物組成要求的硅酸鹽水泥熟料加入20-70％活性硅質，高強、抗侵蝕的功能性摻合料及適量石膏共同粉磨而制成的，以使其在海水及硫酸鹽侵蝕溶液中的耐侵蝕性能明顯優(yōu)于現(xiàn)有的中抗和高抗硫水泥。
現(xiàn)有的抗硫酸鹽硅酸鹽水泥主要分為中抗硫酸鹽硅酸鹽水泥和高抗硫酸鹽硅酸鹽水泥。根據(jù)國家標準GB/T748《抗硫酸鹽硅酸鹽水泥》，抗硫酸鹽硅酸鹽水泥應符合下列要求1.抗硫酸鹽硅酸鹽水泥的礦物組分符合C3A＜5％，C3S為＜55％；2.氧化鎂水泥中MgO≤5.0％。
3.三氧化硫水泥中SO3≤2.5％。
4.不溶物水泥中不溶物不得超過1.50％。
5.比表面積比表面積≥280m2/kg。
6.凝結時間初凝不早于45min，終凝不遲于10h。
7.安定性用沸煮法檢驗合格。
8.堿含量水泥中堿含量按Na2O+0.658K2O計算值來表示，若使用活性骨料需要限制水泥中堿含量時由供需雙方商定。
9.強度各標號、各齡期強度不得低于下表值(按GB/T177-85進行)

本發(fā)明在滿足上述強度指標要求的基礎上，著重在抗硫酸鹽及海水侵蝕的性能上有顯著的提高。為此，本發(fā)明提出新的水泥配方如下按重量份計，普通硅酸鹽熟料20-70份，石膏類3-10份，微膨脹組分0-10份，礦物摻合料20-70份，以及助磨劑0-2份。
這里所用的材料按如下要求選用，普通硅酸鹽熟料熟料中C3A＜8.0％，28天抗壓強度大于58.0MPa(GB法)；石膏類材料選用二水石膏SO3＞30％，硬石膏或工業(yè)副產(chǎn)石膏SO3＞45％，石膏類材料在本法發(fā)明中用于調(diào)節(jié)凝結時間；微膨脹組分包括明礬石、煅燒明礬石、高鋁熟料、鋁酸鈣膨脹劑、硫鋁酸鈣膨脹劑(UEA膨脹劑)、CEA膨脹劑或復合膨脹劑等，起微膨脹作用，具防腐蝕和防干裂收縮功能；功能性礦物摻合料包括硅灰、粉煤灰、粒化高爐礦渣、爐渣、鋼渣、?；郀t磷渣、石灰石、窯灰或其他火山灰質混合材料，依據(jù)具體地理狀況選擇性添加，以進一步改善水泥特性，如提高抗侵蝕性能、提高水泥混凝土早期強度、提高水泥水化的密實程度等；助磨劑也是選擇性添加的組分，為水泥粉磨用工藝外加劑，根據(jù)具體施工要求的不同添加，可選擇的如三乙醇胺或滑石粉等。上述所有材料均可以從市場上得到。
實施例一選用材料分別為普通硅酸鹽熟料50.0千克二水石膏6.0千克微膨脹組分5.0千克明礬石功能性礦物摻合料39.0千克硅灰采用下述工藝制作1.分別粉磨1)將礦渣等功能性礦物摻合料和微膨脹組分在烘干機內(nèi)烘干至含水量少于2％后，磨至比表面積大于400m2/kg。
2)將普通硅酸鹽熟料和二水石膏破碎后按配比共同粉磨，磨至比表面積大于400m2/kg。
3)按比例將幾種粉料均勻混合。
2.共同粉磨1)根據(jù)粉磨要求，將所需各種原材料烘干并破碎。
2)按設計的配合比將幾種原料混合，共同粉磨至比表面積大于400m2/kg。
實施例二至六由表1所述材料，采用實施例一的工藝制作表1實施例二至六的原料組配單位千克


對上述全部實施例制作的水泥進行性能檢測，結果如下1)抗硫酸鹽及抗海水侵蝕性能通過國家水泥質量監(jiān)督檢驗中心按GB2420《水泥抗硫酸鹽侵蝕快速試驗方法》進行性能檢測，在3％、10％Na2SO4和海水、3倍濃度海水的侵蝕溶液中，其抗侵蝕系數(shù)(在侵蝕溶液中養(yǎng)護的強度與水中正常養(yǎng)護的強度的比值)K值可達到1甚至超過1，具有優(yōu)異的抗硫酸鹽及抗海水侵蝕性能。
2)水泥水化熱由于本發(fā)明的水泥在粉磨時摻入20-70％功能性礦物摻合料，可明顯降低水化熱，經(jīng)國家水泥質量監(jiān)督檢驗中心檢測，其3天和7天的水化熱接近低熱礦渣硅酸鹽水泥。這對于大體積混凝土，如海洋建設工程中的碼頭、橋墩等工程降低水化熱十分有利。
3)本發(fā)明高抗硫水泥配制的水泥混凝土的和易性及可施工性能優(yōu)于原有的中抗硫水泥及高抗硫水泥。
4)強度等級被發(fā)明的高抗硫水泥各強度等級、各齡期強度不得低于下表值(按GB/T17671進行)。
原有的中抗硫水泥及高抗硫水泥按GB法設為425、525兩個標號，約相當于ISO法的32.5、42.5強度等級。本發(fā)明提供的新型高抗硫水泥增加了ISO法52.5強度等級，相當于GB法625水泥，比原標準提高一個強度等級。表2中各強度等級的指標與GB175-1999《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》中相同。
表2 本發(fā)明高抗硫水泥各強度等級的強度指標

使用本發(fā)明的新型高抗硫水泥，成本與原有的中抗硫水泥及高抗硫水泥相當，強度則按照普通硅酸鹽水泥的強度等級來要求，而抗硫酸鹽及抗海水侵蝕效果明顯優(yōu)于原有的中抗硫水泥及高抗硫水泥。本發(fā)明高抗硫水泥的應用與推廣，對于提高海洋工程及耐侵蝕混凝土的的質量，延長混凝土的使用壽命，具有顯著的技術、經(jīng)濟和社會效益。新型高抗硫水泥具有廣大的產(chǎn)品市場，可以廣泛地應用于我國東南沿海各省的海洋工程。
權利要求
1.一種新型高抗硫水泥，其特征在于由以下組分按重量比混合而成普通硅酸鹽熟料 20-70，石膏類 3-10，微膨脹組分 0-10，功能性礦物摻合料20-70，以及助磨劑 0-2。
2.如權利要求1所述的新型高抗硫水泥，其特征在于所述石膏類為二水石膏、硬石膏或工業(yè)副產(chǎn)石膏。
3.如權利要求1所述的新型高抗硫水泥，其特征在于所述微膨脹組分為明礬石、煅燒明礬石、高鋁熟料、鋁酸鈣膨脹劑、硫鋁酸鈣膨脹劑(UEA膨脹劑)、CEA膨脹劑或復合膨脹劑。
4.如權利要求1所述的新型高抗硫水泥，其特征在于所述礦物摻合料為硅灰、粉煤灰、?；郀t礦渣、爐渣、鋼渣、粒化高爐磷渣、石灰石、窯灰或其他火山灰質的混合材料。
5.如權利要求1所述的新型高抗硫水泥，其特征在于所述助磨劑為水泥粉磨用工藝外加劑。
6.如權利要求5所述的新型高抗硫水泥，其特征在于所述助磨劑為三乙醇胺或滑石粉。
全文摘要
本發(fā)明公開一種新型高抗硫水泥，由普通硅酸鹽熟料20－70，石膏類3－10，微膨脹組分0－10，功能性礦物摻合料20－70以及助磨劑0－2按重量份混合而成，其中，所述礦物摻合料為硅灰、粉煤灰、?；郀t礦渣、爐渣、鋼渣、?；郀t磷渣、石灰石、窯灰或其他火山灰質混合材料；本發(fā)明的新型高抗硫水泥，成本與原有的中抗硫水泥及高抗硫水泥相當，強度則按照普通硅酸鹽水泥的強度等級來要求，而抗硫酸鹽及抗海水侵蝕效果明顯優(yōu)于原有的中抗硫水泥及高抗硫水泥，對于提高海洋工程及耐侵蝕混凝土的質量，延長混凝土的使用壽命，具有顯著的技術、經(jīng)濟和社會效益。新型高抗硫水泥可以廣泛地應用于海洋工程中。
文檔編號C04B22/14GK101037306SQ0315739
公開日2007年9月19日 申請日期2003年9月19日 優(yōu)先權日2003年9月19日
發(fā)明者劉云, 劉克忠, 王顯斌 申請人:中國建筑材料科學研究院