專利名稱：一種水泥基防滲堵漏材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水泥材料的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種由硫鋁酸鹽或含鋇硫鋁酸鹽水泥基制成的防滲堵漏材料。
(二) 背景技術(shù)目前市場上防滲堵漏材料品種繁多，性能各異。新型的卷材、涂料、油膏類等防水材料，快速有效，但對施工的要求較高，適應(yīng)性較差，易老化；傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥基防水材料，此類材料經(jīng)過摻加外加劑一般具有快凝、快硬的特點(diǎn)，但硅酸鹽水泥具有水化慢、水化后收縮等缺點(diǎn)，為克服這些缺點(diǎn)，往往需要摻入許多種外加劑，才能獲得較為滿意的效果。但這又導(dǎo)致成本增加、質(zhì)量易波動等問題的出現(xiàn)。
硫鋁酸鹽水泥，是以鋁質(zhì)原料(如鋁礬土)、石灰質(zhì)原料(石灰石)和石膏，經(jīng)適當(dāng)配合后，煅燒成含有適量無水硫鋁酸鈣的熟料，再摻入適量石膏共同磨細(xì)所得的水硬性膠凝材料。通過調(diào)節(jié)石膏的摻量，可以分別得到早強(qiáng)、高強(qiáng)、膨脹、抗?jié)B、抗凍和自應(yīng)力等不同的性能。但這種材料雖然凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度等性能有一定的提高，但抗?jié)B性能達(dá)不到防滲堵漏的要求。
(三) 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了克服以上不足，提供了一種利用硫鋁酸鹽或含鋇硫鋁酸鹽水泥基為原料制成的具有防滲堵漏性能的材料。
本發(fā)明是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明公開了一種水泥基防滲堵漏材料，是由常規(guī)方法煅燒成的硫鋁酸鹽或含鋇硫鋁酸鹽熟料，加入硫酸鋁共同研磨制成的膠凝材料。
本發(fā)明的水泥基防滲堵漏材料，所述的硫酸鋁占防滲堵漏材料的重量百分比為1-5％。
所述防滲堵漏材料各主要成分的重量百分比為無水硫鋁酸鈣3CaO·3Al2O3·CaSO4或硫鋁酸鋇鈣(3-X)CaO·XBaO·3Al2O3·CaSO4(X＝0.25～3)55～75％
硅酸二鈣(2CaO·SiO2)10～37％鐵相(2CaO·Fe2O3-6CaO·2Al2O3·Fe2O3)3～10％硫酸鋁1～5％。
從防水機(jī)理上看，水泥基防滲堵漏材料，最為重要的三項(xiàng)指標(biāo)是凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度、抗?jié)B性能。只有滿足三項(xiàng)指標(biāo)的要求，才能在工程中加以應(yīng)用。
硫鋁酸鹽水泥，是以鋁質(zhì)原料(如鋁礬土)、石灰質(zhì)原料(石灰石)和石膏，經(jīng)適當(dāng)配合后，煅燒成含有適量無水硫鋁酸鈣的熟料，再摻入適量石膏共同磨細(xì)所得的水硬性膠凝材料。通過調(diào)節(jié)石膏的摻量，可以分別得到早強(qiáng)、高強(qiáng)、膨脹、抗?jié)B、抗凍和自應(yīng)力等不同的性能。因此，硫鋁酸鹽水泥，從理論上講是一種很好的防滲堵漏材料的母料。硫鋁酸鹽水泥熟料中主要礦物有無水硫鋁酸鈣、硅酸二鈣、鐵相等。再摻入適量的石膏，共同磨細(xì)制得硫鋁酸鹽水泥。水化時(shí)石膏參與水化反應(yīng)。反應(yīng)議程如下(gel)本發(fā)明是在硫鋁酸鹽水泥熟料研磨時(shí)，由硫酸鋁代替石膏，通過研磨，將硫酸鋁引入到硫鋁酸鹽熟料中去，制成一種全新的具有優(yōu)良防滲堵漏性能的水硬性膠凝材料。本發(fā)明的防滲堵漏材料，由于硫酸鋁是在水泥熟料的研磨過程中代替石膏加入的，硫酸鋁與水泥熟料能夠充分地混合，硫酸鋁與硫鋁酸鹽成為一體，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，使本發(fā)明的材料具有凝結(jié)時(shí)間短，強(qiáng)度高，并且具有優(yōu)良的抗?jié)B堵漏性能。
本發(fā)明的材料，其防滲堵漏的機(jī)理如下在水化初期，形成大量的氫氧化鋁凝膠，使水泥漿體加速失去流動性而迅速凝結(jié)，堵塞了水泥中的毛細(xì)通道，從而降低了孔隙率，從而縮短凝結(jié)時(shí)間，提高了抗?jié)B性能。同時(shí)，由于熟料中的主礦相硫鋁酸鈣3CaO·3Al2O3·CaSO4逐步水化，其強(qiáng)度得到較大的改善。本發(fā)明由于將硫酸鋁引入到硫鋁酸鹽水泥熟料中取代石膏，改變了水化反應(yīng)，主要反應(yīng)方程如下(gel)(gel)通過改變水泥水化反應(yīng)，來控制凝結(jié)時(shí)間等性能指標(biāo)，這是本發(fā)明的要點(diǎn)。
本發(fā)明的防滲堵漏材料，選取硫鋁酸鈣水泥熟料與硫酸鋁研磨制成，其各種物理性能測試數(shù)據(jù)平均值見表1。(在實(shí)驗(yàn)室條件下)表1物理性能
注抗?jié)B試驗(yàn)過程采用初始水壓1MPa，1h后調(diào)至1.5MPa，2h后調(diào)至2MPa，恒壓48h。
以上抗?jié)B試驗(yàn)的條件，大大高于國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
本發(fā)明的材料，其3d齡期水化試樣的XRD圖譜見圖1，由圖中可以看出，本發(fā)明的材料中含有大量的氫氧化鋁凝膠。
綜上所述，本發(fā)明的材料具有優(yōu)異的抗?jié)B堵漏性能，并且具有凝結(jié)時(shí)間短，強(qiáng)度高的特點(diǎn)。
(四)


附圖為本發(fā)明的材料3d齡期水化試樣的XRD圖譜具體實(shí)施方式
1.實(shí)施例1取按常規(guī)方法煅燒成的硫鋁酸鈣熟料，加入占總量百分比為2％的硫酸鋁，共同研磨制成本實(shí)施例的防滲堵漏材料。本防滲堵漏材料各主要成分的重量百分比為無水硫鋁酸鈣(3CaO·3Al2O3·CaSO4)60％硅酸二鈣(2CaO·SiO2)34％鐵相(2CaO·Fe2O3-6CaO·2Al2O3·Fe2O3)4％
硫酸鋁2％。本實(shí)施例的材料，其物理性能見表2表2物理性能
注抗?jié)B試驗(yàn)過程采用初始水壓1MPa，1h后調(diào)至1.5MPa，2h后調(diào)至2MPa，恒壓48h。
2.實(shí)施例2取按常規(guī)方法煅燒成的硫鋁酸鈣熟料，加入占總量百分比為5％的硫酸鋁，共同研磨制成本實(shí)施例的防滲堵漏材料。本防滲堵漏材料各主要成分的重量百分比為無水硫鋁酸鈣(3CaO·Al2O3·CaSO4)70％硅酸二鈣(2CaO·SiO2)15％鐵相(2CaO·Fe2O3-6CaO·2Al2O3·Fe2O3)10％硫酸鋁5％。
本實(shí)施例的材料，其物理性能見表3表3物理性能
注抗?jié)B試驗(yàn)過程采用初始水壓1MPa，1h后調(diào)至1.5MPa，2h后調(diào)至2MPa，恒壓48h。
3.實(shí)施例3取按常規(guī)方法煅燒成的硫鋁酸鈣熟料，加入占總量百分比為3％的硫酸鋁，共同研磨制成本實(shí)施例的防滲堵漏材料。本防滲堵漏材料各主要成分的重量百分比為無水硫鋁酸鈣(3CaO·Al2O3·CaSO4)75％
硅酸二鈣(2CaO·SiO2)15％鐵相(2CaO·Fe2O3-6CaO·2Al2O3·Fe2O3)7％硫酸鋁3％。本實(shí)施例的材料，其物理性能見表4表4物理性能
注抗?jié)B試驗(yàn)過程采用初始水壓1MPa，1h后調(diào)至1.5MPa，2h后調(diào)至2MPa，恒壓48h。
4.實(shí)施例4取按常規(guī)方法煅燒成的含鋇硫鋁酸鹽熟料，加入占總量百分比為3％的硫酸鋁，共同研磨制成本實(shí)施例的防滲堵漏材料。本防滲堵漏材料各主要成分的重量百分比為含鋇硫鋁酸鈣(3-X)CaO·XBaO·3Al2O3·CaSO4(X＝0.25～3)61％硅酸二鈣 29％鐵鋁酸鈣 7％硫酸鋁3％。
本實(shí)施例的材料，其物理性能見表5表5物理性能
注抗?jié)B試驗(yàn)過程采用初始水壓1MPa，1h后調(diào)至1.5MPa，2h后調(diào)至2MPa，恒壓48h。
5.實(shí)施例5取按常規(guī)方法煅燒成的硫鋁酸鈣熟料，加入占總量百分比為10％的硫酸鋁，共同研磨制成本實(shí)施例的防滲堵漏材料。本防滲堵漏材料各主要成分的重量百分比為無水硫鋁酸鈣(3CaO·Al2O3·CaSO4)55％硅酸二鈣(2CaO·SiO2)27％鐵相(2CaO·Fe2O3-6CaO·2Al2O3·Fe2O3)8％硫酸鋁10％。
本實(shí)施例的材料，其物理性能見表6表6物理性能
注抗?jié)B試驗(yàn)過程采用初始水壓1MPa，1h后調(diào)至1.5MPa，2h后調(diào)至2MPa，恒壓48h。
權(quán)利要求
1.一種水泥基防滲堵漏材料，其特征在于是由常規(guī)方法煅燒成的硫鋁酸鹽熟料，加入硫酸鋁共同研磨制成的膠凝材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥基防滲堵漏材料，其特征在于所述的硫酸鋁占防滲堵漏材料的重量百分比為1-5％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥基防滲堵漏材料，其特征在于所述防滲堵漏材料各主要成分的重量百分比為無水硫鋁酸鈣3CaO·3Al2O3·CaSO4或硫鋁酸鋇鈣(3-X)CaO·XBaO·3Al2O3·CaSO4(X＝0.25～3)∶55～75％硅酸二鈣(2CaO·SiO2)∶10～37％鐵相(2CaO·Fe2O3-6CaO·2Al2O3·Fe2O3)∶3～10％硫酸鋁1～5％。
全文摘要
本發(fā)明屬于水泥材料的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種由硫鋁酸鹽和含鋇硫鋁酸鹽水泥基制成的防滲堵漏材料。是由常規(guī)方法煅燒成的硫鋁酸鹽熟料，加入硫酸鋁共同研磨制成的膠凝材料。本發(fā)明的材料具有優(yōu)異的抗?jié)B堵漏性能，并且具有凝結(jié)時(shí)間短，強(qiáng)度高的特點(diǎn)。
文檔編號C09K3/12GK1526785SQ0313906
公開日2004年9月8日 申請日期2003年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月24日
發(fā)明者程新, 葉正茂, 常鈞, 蘆令超, 黃世峰, 張德成, 徐榮華, 新 程 申請人:濟(jì)南大學(xué)