CN101041560A - 一种高镁低热硅酸盐水泥熟料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高镁低热硅酸盐水泥熟料，其矿物组成为(重量百分比)：C2S 40～65％，C3S 15～40％，C3A 1～8％，C4AF 10～25％；并且，上述水泥熟料中，MgO含量在2.0～6.0％。本发明同时公开一种上述高镁低热硅酸盐水泥熟料的制备方法，包括将水泥生产原材料生产成水泥熟料的必要步骤，并包括使水泥熟料中氧化镁含量控制在2.0～6.0％的步骤。本发明提供的高镁低热硅酸盐水泥熟料，能够在一般水泥厂普遍生产，自身水化热低、干缩率低、抗侵蚀性及耐磨性好，并且在混凝土使用中可以减少混凝土裂缝，提高抗裂能力，特别适合在高性能混凝土、大体积混凝土和水工混凝土等工程上使用。

Description

一种高镁低热硅酸盐水泥熟料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种水泥，特别涉及一种可用于高性能混凝土、大体积混凝土和水工混凝土等工程的高性能高镁低热硅酸盐水泥以及其制备工艺。
背景技术
随着人们对水泥工业高能源资源消耗、环境负荷相对严重等问题认识的不断深化和对改善水泥混凝土耐久性的日益重视，节能、降耗、环保以及进一步提高水泥混凝土性能已成为国际水泥工业可持续发展的方向。高贝利特水泥的性能特点非常适合于大体积混凝土和水工混凝土的施工应用，申请人已有专利98100581.0即公开了一种高贝利特水泥熟料及其制备工艺，这种水泥熟料具有低水化热、低需水量、高流动性、高强度及高耐久性等优异性能，但在具体研究和应用过程中，发现混凝土的自生体积变形为微收缩，对混凝土的抗裂性能不利，为此研究和开发出了一种高镁含量的低热硅酸盐水泥以补偿混凝土的后期收缩。
发明内容
本发明的目的，是提供一种能够在一般水泥厂普遍生产的，自身水化热低、干缩率低、抗侵蚀性及耐磨性好，并且在混凝土使用中可以提高抗裂能力的高镁低热硅酸盐水泥熟料。
本发明的另一目的，在于提供一种上述高镁低热硅酸盐水泥熟料的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种高镁低热硅酸盐水泥熟料，其矿物组成为(重量百分比)：C2S 40～65％，C3S 15～40％，C3A 1～8％，C4AF 10～25％；并且，上述水泥熟料中，MgO含量在2.0～6.0％。
上述高镁低热硅酸盐水泥熟料中，生成所述矿物组成的原材料配比为(重量百分比)：石灰质原料65～80％，粘土质原料5～30％，以及校正原料5～25％。其中，所述石灰质原料为石灰石、低品位石灰石或高镁石灰石中的一种或一种以上的组合；所述粘土质原料为粘土、粉煤灰、赤泥、煤矸石、尾矿、和工业废渣中的一种或一种以上的组合；所述校正原料为铁粉或硫酸渣类铁质校正原料，石英石、硅石、黄砂或红砂类硅质校正原料，和白云石类镁质校正原料中的一种或一种以上的组合。
上述高镁低热硅酸盐水泥熟料中，具体原材料配比(重量百分比)为：石灰石65～80％，粘土5～30％，铁粉0～10％，工业废渣0～30％，以及校正原料0～20％，其中，铁粉、工业废渣和校正原料不同时为0。
本发明同时提供一种上述高镁低热硅酸盐水泥熟料的制备方法，包括将水泥生产原材料生产成水泥熟料的必要步骤，并包括使水泥熟料中氧化镁含量控制在2.0～6.0％的步骤。
上述高镁低热硅酸盐水泥熟料的制备方法中，所述控制水泥熟料中氧化镁含量的步骤为控制水泥生产原材料配比为(重量百分比)：石灰石65～80％，粘土5～30％，铁粉0～10％，工业废渣0～30％，以及校正原料0～20％，其中，铁粉、工业废渣和校正原料不同时为0。所述校正原料为铁质校正原料、镁质校正原料和硅质校正原料。
上述高镁低热硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，在所述生产原材料中调配加入镁质原材料。
依据上述技术方案，将高贝利特水泥熟料中的MgO含量提高到2.0～6.0％后，可充分发挥MgO的后期微膨胀性能，以补偿大体积混凝土的收缩，减少混凝土裂缝，从而提高混凝土的体积稳定性和安全性。
制备该种熟料时除采用通用硅酸盐水泥生产用原材料外，还可采用各种低品位原材料，如低品位石灰石、高镁石灰石及工业废渣，如煤矸石、赤泥、粉煤灰、尾矿及其它废渣等，这种水泥在熟料矿物组成种类上，和传统的硅酸盐水泥相同，都是由硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙四种矿物组成，但其中硅酸二钙的含量达40～65％，氧化镁的含量在2.0～6.0％，经煅烧所得的这种高镁低热硅酸盐水泥熟料配入不同类型的缓凝剂(二水石膏、硬石膏或其它工业副产石膏等)，即可制得高镁低热硅酸盐水泥，由这种水泥配制的混凝土具有流动性好、需水量低、水化热低、后期强度高、耐久性好且具有微膨胀性能等特点，比传统硅酸盐水泥更有利于实现混凝土的高性能化。
附图说明
图1为本发明LH和对比MH混凝土的绝热温升曲线图。
图2为本发明制备工艺流程图。
具体实施方式
以下从几方面对本发明进行详细阐述。
一、镁低热硅酸盐水泥熟料的配方
本发明提供的高镁低热硅酸盐水泥熟料的矿物组成为：C2S 40～65％，C3S 15～40％，C3A 1～8％，C4AF 10～25％。在该水泥熟料中，其中MgO含量需控制在2.0～6.0％(当压蒸安定性合格时，可到6.0％)。
其原材料配比可以为：石灰质原料65～80％，粘土质原料5～30％，校正原料5～20％。其中石灰质原料可采用石灰石、低品位石灰石、高镁石灰石等，粘土质原料可采用粘土、粉煤灰、赤泥、煤矸石、尾矿、工业废渣等，校正原料可采用铁粉、硫酸渣等铁质校正原料，石英石、硅石、黄砂、红砂等硅质校正原料，白云石等镁质校正原料。
依据上述思路，本发明具体实施例如下：
实施例一：采用配比为石灰石∶高镁石灰石∶粘土∶铁粉∶硅石＝30.6∶45.9∶13.5∶4∶6进行配料，原材料化学成分见表1，熟料成分、率值及矿物组成见表2。在φ2.5×45m五级旋风预热器窑上用常规方法(参见图2生产流程)生产出高活性的高镁低热硅酸盐水泥熟料，熟料细小均齐，结粒良好，无粉化现象，将这种熟料配以石膏作缓凝剂，生产出的高镁低热硅酸盐水泥，物理性能试验结果见表3。
                   表1  实施例一原材料化学成分分析，％
  原材料   Loss   SiO2   Al2O3   Fe2O3   CaO   MgO
  石灰石   43.2   1.36   0.61   0.16   52.28   1.10
  高镁石灰石   43.5   1.25   0.72   0.18   48.13   5.15
  粘土   10.71   59.74   13.03   5.18   6.37   1.93
  铁粉   0.54   21.61   12.11   55.08   2.63   0.88
  硅石   /   97.05   1.67   0.79   /   0.79
                                         表2  实施例一熟料的化学成分及矿物组成
               熟料化学成分，％             率值                 矿物组成，％
  SiO2   Al2O3   Fe2O3   CaO   MgO   KH   SM   IM   C3S   C2S   C3A   C4AF
  24.58   4.12   4.66   61.54   4.15   0.77   2.80   0.88   28.96   48.68   3.01   14.17
                                         表3  实施例一高镁低热硅酸盐水泥的物理性能
编号 SO3   比表面积m2/kg   标稠％      凝结时间 安定性         ISO法，MPa             GB法，MPa
  初凝   终凝   7d   28d   7d   28d
  1   2.74   364   24.5   2:13   3:07   合格   4.8/23.4   8.4/53.1   5.4/28.5   8.9/61.2
  2   2.55   357   23.6   2:37   3:25   合格   4.5/19.1   8.5/49.5   5.0/26.4   8.5/58.1
  3   2.61   345   23.7   2:05   3:12   合格   4.7/21.1   8.1/48.7   5.1/27.6   8.7/57.6
实施例二：采用配比为石灰石∶粘土∶铁粉∶赤泥∶硅石＝69.3∶9.3∶1.5∶14∶5.9进行配料，用实施例一的方法生产出高活性的高镁低热硅酸盐水泥熟料，其熟料成分、率值及其矿物组成见表4。
实施例三：采用配比为高镁石灰石∶粉煤灰∶铁粉∶黄砂＝78.2∶6.1∶3.6∶12.1进行配料，用实施例一的方法生产出高活性的高镁低热硅酸盐水泥熟料，熟料成分、率值及其矿物组成见表4。
实施例四：采用配比为石灰石∶高镁石灰石∶粘土∶铁粉∶硅石＝30∶45∶14∶5∶6进行配料，用实施例一的方法生产出高活性的高镁低热硅酸盐水泥熟料，熟料成分、率值及矿物组成见表4。
实施例五：采用配比为石灰石∶高镁石灰石∶粘土∶铁粉∶硅石＝14∶62∶14∶5∶5进行配料，用实施例一的方法生产出高活性的高镁低热硅酸盐水泥熟料，熟料成分、率值及矿物组成见表4。
                                         表4  实施例二至四熟料的化学成分及矿物组成
例                    熟料化学成分，％             率值                  矿物组成，％
  SiO2   Al2O3   Fe2O3   CaO   MgO   KH   SM   IM   C3S   C2S   C3A   C4AF
  2   24.31   3.75   5.11   61.36   2.47   0.79   2.80   0.73   34.18   43.95   1.27   15.53
  3   23.00   4.36   4.89   60.02   4.16   0.79   2.47   0.89   32.33   41.59   3.26   14.87
  4   24.62   4.61   5.54   58.18   4.56   0.71   2.43   0.83   12.16   61.47   2.82   16.84
  5   23.32   4.65   5.58   58.33   5.65   0.75   2.28   0.83   22.15   50.20   2.86   16.96
本发明提供的高镁低热硅酸盐水泥及其制备工艺具有如下特点：
1.高镁低热硅酸盐水泥熟料的矿物组成是由C3S、C2S、C3A和C4AF组成，其中MgO含量控制在2.0～6.0％(当压蒸安定性合格时，可到6.0％)。
2.生产高镁低热硅酸盐水泥所用的原材料的范围非常广泛，可广泛利用低品位石灰石、煤矸石、赤泥、粉煤灰、尾矿、废渣等。
3.生产高镁低热硅酸盐水泥的率值控制范围为：KH＝0.70～0.82，SM＝2.0～3.0，IM＝0.70～1.20。
4.与高镁低热硅酸盐水泥熟料相匹配的烧成工艺参数：①稳定料层厚度和喂料量，做到风、煤、料的合理匹配；②煅烧操作时应保证火焰柔顺有力，避免短焰急烧和窑内还原气氛的出现，并可适当提高窑速和窑台时产量；③严格控制熟料的结粒情况；④严格控制出窑熟料立升重和游离氧化钙含量，同时应采取适当措施，加强熟料的冷却。
所制备的高镁低热硅酸盐水泥熟料配以不同种类石膏作缓凝剂，共同粉磨至一定细度，就可制得高镁低热硅酸盐水泥。缓凝剂石膏的掺量，以水泥中SO3总量进行控制，范围在1.0～3.5％之间，水泥的粉磨细度控制比表面积在300～500m2/kg之间。
二、高镁低热硅酸盐水泥的性能
1.强度性能
将实施例三所得熟料与石膏共同粉磨至比表面积约为360m2/Kg，进行水泥的物理性能试验，结果见表5。从结果可见，硅酸盐水泥(PC)和中热硅酸盐水泥(MH)早期水化速度快，一般水泥7d强度即能达到其28d强度的60～80％，而本发明的高镁低热硅酸盐水泥(LH)由于以贝利特矿物为主，早期水化活性相对较低，7d强度约为其28d强度的40～60％，7d以后的强度增进率明显高于PC和MH，至28d龄期时强度与PC、MH相当。3m～1y龄期时，高镁低热硅酸盐水泥强度超出PC、MH约10～15MPa，表现出良好的长期强度性能。
                                      表5  高镁低热硅酸盐水泥的物理性能结果
  水泥品种                                         强度(ISO法)，抗折/抗压，MPa
  3d   7d   28d   3m   6m   1y
  LH   4.1/16.5   4.8/23.4   8.7/50.1   10.2/79.6   11.6/83.1   12.0/86.2
  PC   5.5/31.4   7.1/42.3   8.0/51.5   8.8/65.6   10.0/68.6   10.1/71.0
  MH   5.3/27.4   6.9/36.8   8.2/53.2   9.4/70.2   10.2/73.6   11.0/75.0
注：MH为中热硅酸盐水泥，PC为通用硅酸盐水泥，LH为高镁低热硅酸盐水泥。
2.水化热
表6显示了不同种类水泥熟料的水化热结果，其中，本发明LH在不同水化龄期的水化放热比MH低约15％，比PC水化热低20～25％，说明本发明的高镁低热硅酸盐水泥(LH)是一种低热、高强高性能水泥。
                   表6三种水泥不同龄期的水化放热的实测值，kJ/kg
Figure A0315716800071
3.抗侵蚀性能
高镁低热硅酸盐水泥的抗侵蚀试验按GB749-65《水泥抗硫酸盐试验方法》进行，试验结果见表7。
                                               表7  耐蚀试验结果(抗折强度MPa/耐蚀系数)
编号                             28d                                    3m
  淡水   3×海水   3％Na2SO4   5％MgCl2   淡水   3×海水   3％Na2SO4   5％MgCl2
  LH   8.80/1.00   8.26/0.94   10.19/1.16   7.42/0.84   9.68/1.00   7.87/0.81   10.44/1.08   8.87/0.91
  PC   8.45/1.00   7.59/0.90   8.270/98   6.64/0.79   9.08/1.00   6.67/0.74   5.09/0.56   7.21/0.79
从耐蚀性能看，在不同试验龄期、不同侵蚀介质中，高镁低热硅酸盐水泥的耐蚀系数均高于通用硅酸盐水泥，特别是高镁低热硅酸盐水泥的抗硫酸盐侵蚀系数比硅酸盐水泥高近一倍，这说明高镁低热硅酸盐水泥与通用硅酸盐水泥相比，具有良好的耐蚀性能，尤以抗硫酸盐侵蚀为佳。
4.干缩性能
高镁低热硅酸盐水泥的干缩试验按GB751-81《水泥胶砂干缩试验方法》进行，试验结果见表8。高镁低热硅酸盐水泥的干缩率低于通用硅酸盐水泥，各龄期的干缩率为通用硅酸盐水泥的50％～70％。而且高镁低热硅酸盐水泥的干缩稳定期较短，28d后的干缩率基本无变化。这表明高镁低热硅酸盐水泥具有优于通用硅酸盐水泥的抗干缩性能。
                        表8  水泥胶砂干缩率试验结果
  水泥品种   7d   14d   28d   3m   6m
  PC   0.064   0.089   0.109   0.114   0.097
  LH   0.028   0.041   0.055   0.058   0.057
5.耐磨性能
高镁低热硅酸盐水泥的耐磨试验按JC/T421-91《水泥胶砂耐磨性试验方法》进行。经测定，高镁低热硅酸盐水泥的磨损量仅为1.33kg/m2。具有良好的耐磨性能。
三、高镁低热硅酸盐水泥混凝土的性能
由于高镁低热硅酸盐水泥(LH)非常适合于水工混凝土、大体积混凝土等工程，因此将高镁低热硅酸盐水泥混凝土与大坝水泥(中热硅酸盐水泥，MH)混凝土进行了对比。
1.工作性
由表9的试验结果可见，在基准混凝土试验条件下，LH混凝土拌合物的坍落度为7.5cm，大于MH混凝土的4.7cm，而两者的含气量基本相等。同时在试验过程中观察到LH混凝土拌合物的粘聚性较好，在搅拌、运输及成型过程中没有泌水、离析现象，其工作性在整体上要优于MH的工作性。
                                               表9  LH、MH混凝土的工作性
  混凝土编号                                  混凝土中各材料用量(Kg/m3)   坍落度(cm)   含气量(％)
  C+F   W   S                            A
80～150mm 40～80mm 20～40mm 5～20mm
  MH   231.0+0   127.0   621.5   455.0   455.0   300.0   300.0   4.7   1.1
  LH   231.0+0   127.0   621.5   455.0   455.0   300.0   300.0   7.5   1.1
2.强度
混凝土强度试验包括抗压强度和劈裂抗拉强度，试件的尺寸为150×150×150mm的立方体，按水工混凝土试验规程SD105-82进行。试验结果列入表10、表11。在相同配比条件下，LH混凝土的早期(7d)抗压、劈拉强度偏低，到28d龄期时，其强度基本达到或超出MH混凝土的强度，90d和180d龄期的强度则比MH混凝土的高。
                           表10  LH和MH混凝土的抗压强度
  混凝土编号                            抗压强度(Mpa)/相对值(％)
  7d   28d   90d   180d
  MH   24.1/100   40.4/100   47.6/100   48.9/100
  LH   13.0/54   49.3/122   58.8/124   63.0/129
                         表11  LH和MH混凝土的劈裂抗拉强度
  混凝土编号                        劈裂抗拉强度(MPa)/相对值(％)
  7d   28d   90d   180d
  MH   1.79/100   2.60/100   3.20/100   3.40/100
  LH   1.09/60   3.03/117   3.80/119   3.77/111
3.抗压弹模与极限拉伸
试验配合比和试验方法参照的规程与强度试验相同，试验结果见表12和表13。无论是28d龄期还是90d龄期，LH混凝土的抗压弹性模量为MH混凝土的95～105％，抗拉弹模则为MH混凝土的95～111％，两者弹性模量相近，并无明显差别。从轴向抗拉强度和极限拉伸值的数值来看，无论是28d还是90d龄期，LH混凝土的轴向抗拉强度均大于MH混凝土，提高了25～50％。LH混凝土的极限拉伸值也大于MH混凝土，最大的达到MH混凝土的130％左右。LH混凝土抗拉强度和极限拉伸的增加表明LH混凝土将比MH混凝土具有更好的抗裂性。
                     表12  LH和MH混凝土28d抗压弹模与极限拉伸
  混凝土编号   28d抗压弹模(GPa)/相对值(％)              28d抗拉试验数据/相对值(％)
  极限拉伸(×10-4)   抗拉强度(MPa)   弹性模数GPa)
  MH   29.8/100   1.04/100   2.51/100   32.8/100
  LH   30.1/101   1.37/132   3.76/150   32.7/100
                   表13  LH和MH混凝土90d抗压弹模与极限拉伸
  混凝土编号   90d抗压弹模(GPa)/相对值(％)                90d抗拉试验数据/相对值(％)
  极限拉伸(×10-4)   抗拉强度(MPa)   弹性模数(GPa)
  MH   33.9/100   1.17/100   3.14/100   37.1/100
  LH   35.0/103   1.28/109   3.97/126   37.6/101
4.干缩
试验方法按水工混凝土试验规程SD105-82进行，试验结果见表14。LH混凝土和MH混
                                                            表14  LH和MH混凝土的干缩率
  混凝土编号                                                             混凝土的干缩率(×10-6)/相对值
  3d   7d   15d   30d   45d   60d   90d   120d   150d   180d
MH   31.8/100   79.9/100   163.7/100   259.9/100   297.1/100   325.8/100   336.1/100   345.2/100   348.3/100   350.6/100
LH   37.0/116   94.9/119   188.7/115   292.8/113   319.4/108   349.5/107   362.6/108   371.7/108   377.3/108   383.1/109
PC*   120.0/377.4   260.0/325.4   400.0/244.3   400.0/153.9   440.0/148.1   480.0/147.3   490.0/145.8   -   -   -
凝土的干缩率相近，而远小于普通混凝土。28d龄期时，LH和MH混凝土干缩率均小于300×10-6；90d龄期时，两种混凝土的干缩率均小于400×10-6；180d龄期时，干缩率也小于400×10-6，比普通混凝土的干缩要小得多。
5.自生体积变形
混凝土在恒温绝湿无荷载的条件下，仅仅由于胶凝材料的水化作用引起的体积变形即自生体积变形。试验方法按水工混凝土试验规程SD105-82进行。混凝土试件尺寸为φ200×600mm，测得的试验结果见表15。在MgO含量较高(3.54％)的情况下，LH混凝土的自生体积变形为膨胀变形，60天微膨胀值24.86με，MH混凝土MgO含量虽然达到3.95％，前期(28天前)表现为微膨胀，但此后逐渐出现微收缩，60天龄期微收缩为14.93με。LH在MgO含量较高情况下，自生体积变形为微膨胀型，有利于混凝土的抗裂能力。
                                         表15  LH和MH混凝土的自生体积变形
  混凝土编号                                      混凝土的自生体积变形(×10-6)
  3d   7d   15d   20d   28d   34d   45d   50d   60d
  LH   12.08   9.75   12.11   10.66   18.92   20.13   22.87   24.17   24.86
  MH   10.64   4.41   2.63   104   1.36   -3.97   -10.39   -11.77   -14.93
注：MH MgO含量为3.95％；LH MgO含量为3.54％。
6.抗冻性
试验根据水工混凝土试验规程SD-105-82“混凝土抗冻性试验(快冻法)”进行，试件尺寸为100×100×400mm，试验结果见表16。根据试验结果可以看出，采用LH配制的混凝土，抗冻性能基本与MH配制的混凝土相当，抗冻等级均能达到F300。
             表16  LH和MH混凝土的抗冻融性能
冻融次数   LH   MH
  Pn(％)/Wn(％)   Pn(％)/Wn(％)
  50   93.04/0.07   95.13/0.04
  100   91.61/0.28   93.46/0.18
  150   89.33/0.39   92.85/0.28
  200   87.11/0.55   92.65/0.47
  250   83.14/0.77   90.63/0.65
  300   82.26/0.95   90.49/0.89
注：Pn为相对动弹性模量，Wn为试件重量损失，Pn≤60％，Wn≥5％视为破坏。
7.抗渗性
根据水工混凝土试验规程“混凝土抗渗性试验(逐级加压法)”进行了LH和MH混凝土的抗渗性对比试验，试验龄期为28天，试验结果见表17。试验结果表明，LH混凝土的抗
                     表17  LH和MH混凝土抗渗性能
  混凝土编号   抗渗设计要求              抗渗试验结果
  抗渗标号   渗水高度(cm)
  LH   W10   ＞W10   3.4
  MH   WS10   ＞W10   6.2
渗等级可大于W10。
8.绝热温升
根据大坝内部混凝土的配合比条件，进行了LH和MH混凝土的绝热温升试验；试验方法按水工混凝土试验规程SD105-82进行，试验结果见图1。LH大坝混凝土的绝热温升比MH混凝土要低，3d龄期的绝热温升低4℃；7d龄期的绝热温升低5.4℃；14d龄期绝热温升低4.3℃，28d龄期低3.0℃，由此说明采用LH大坝混凝土将比MH混凝土具有更低的绝热温升值，对大坝混凝土温度控制更为有利。
9.抗裂性
根据理论研究和大量的试验结果分析，大体积混凝土裂缝大部分是在降温过程中受到基础或内部混凝土的约束而产生的裂缝，充分考虑混凝土材料的弹性、塑性、粘性等特点，从应变的角度提出混凝土的抗裂能力可综合考虑如下：
Figure A0315716800111
式中混凝土的抗拉变形是指混凝土本身能承受的拉伸变形，包括极拉变形，徐变、自变和干缩，混凝土收缩变形是指降温过程中产生的温度收缩变形。这一概念主要从材料角度作相对比较，抗裂系数R既可用作基础混凝土，也可用于外部混凝土抗裂性的相对比较。
其中，εa＝k1×混凝土瞬时变形(极限拉伸)+k2×徐变变形-k3×自生体积变形-k4×干缩变形
εb＝k5×混凝土的温度收缩变形
系数k1、k2、k3、k4、k5表示相应变形的权重系数(％)。
该表达式从物理概念范畴分析了混凝土降温过程中的有利变形和不利变形，可用来相对评价混凝土材料的抗裂性能，即R值越大，混凝土的抗裂性相对较好。
在实际混凝土工程中，瞬时变形对混凝土的抗裂能力贡献最大，徐变变形性能次之，自生体积变形、干缩的影响更小，特别是干缩变形，只要采用的养护措施得当，其影响可以忽略不计，故取系数k1、k2、k3、k4表示的权重分别为80％、15％、4％、1％。其次，由于混凝土在浇注过程中热量的散失，混凝土内部一般为绝热温升的60％，故取系数k5为0.6。根据统
                         表18  LH和MH混凝土的抗裂系数R
  混凝土编   龄期(d)                             混凝土抗裂系数R
  εa＝k1×混凝土的瞬时变形+k2×徐变变形-k3×自生体积变形-k4×干缩变形(×10-6) εb＝k5×混凝土的温度变形(×10-6) 抗裂系数R
  LH   7   47.92   65.74   0.73
  28   73.34   97.92   0.75
  90   81.36   108.63   0.75
  MH   7   47.28   87.62   0.54
  28   72.59   118.58   0.61
  90   76.77   120.82   0.64
计资料，取混凝土的线膨胀系数为8.5×10-6/℃，故按公式计算得到的结果见表18。
计算结果表明，在不同龄期，LH混凝土的抗拉变形εa均大于MH混凝土，而温度收缩变形εb均小于MH混凝土，故其抗裂系数R均大于MH混凝土。该计算从物理概念上也说明LH混凝土的相对抗裂能力比MH混凝土更优。

Claims (10)

1、一种高镁低热硅酸盐水泥熟料，其矿物组成为(重量百分比)：
C2S  40～65％，
C3S  15～40％，
C3A  1～8％，以及
C4AF 10～25％；
并且，上述水泥熟料中，MgO含量在2.0～6.0％。
2、根据权利要求1所述的高镁低热硅酸盐水泥熟料，其特征在于：所述矿物组成优选为(重量百分比)：
C2S  40～65％，
C3S  12～35％，
C3A  1～5％，以及
C4AF 10～20％。
3、根据权利要求1或2所述的高镁低热硅酸盐水泥熟料，其特征在于：生成所述矿物组成的原材料配比为(重量百分比)：
石灰质原料65～80％，粘土质原料5～30％，以及校正原料5～20％。
4、根据权利要求3所述的高镁低热硅酸盐水泥熟料，其特征在于：生成所述矿物组成的原材料优选配比为(重量百分比)：
石灰质原料70～80％，粘土质原料10～20％，以及校正原料10～20％。
5、根据权利要求3所述的高镁低热硅酸盐水泥熟料，其特征在于：所述石灰质原料为石灰石、低品位石灰石或高镁石灰石中的一种或一种以上的组合；所述粘土质原料为粘土、粉煤灰、赤泥、煤矸石、尾矿、和工业废渣中的一种或一种以上的组合；所述校正原料为铁粉或硫酸渣类铁质校正原料，石英石、硅石、黄砂或红砂类硅质校正原料，和白云石类镁质校正原料中的一种或一种以上的组合。
6、根据权利要求5所述的高镁低热硅酸盐水泥熟料，其特征在于：所述原材料配比(重量百分比)优选为：石灰石65～80％，粘土5～30％，铁粉0～10％，工业废渣0～30％，以及校正原料0～20％，其中，铁粉、工业废渣和校正原料不同时为0。
7、权利要求1至6任一种高镁低热硅酸盐水泥熟料的制备方法，包括将水泥生产原材料生产成水泥熟料的必要步骤，其特征在于：包括使水泥熟料中氧化镁含量控制在2.0～6.0％的步骤。
8、根据权利要求7所述的高镁低热硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述控制水泥熟料中氧化镁含量的步骤为控制水泥生产原材料配比为(重量百分比)：石灰石65～80％，粘土5～30％，铁粉0～10％，工业废渣0～30％，以及校正原料0～20％，其中，铁粉、工业废渣和校正原料不同时为0。
9、根据权利要求8所述的高镁低热硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述校正原料为镁质校正原料、铁质校正原料和硅质校正原料。
10、根据权利要求7至9任一所述的高镁低热硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，在所述生产原材料中调配加入镁质原材料。
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Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102173841A (zh) * 2011-01-30 2011-09-07 淄博鑫耐达耐火材料股份有限公司 厌水性镁钙质合成熟料及其制备工艺
CN101462837B (zh) * 2008-12-01 2011-11-09 浙江大学 一种生产水泥熟料的方法
CN102690068A (zh) * 2011-03-22 2012-09-26 株式会社Dc 水泥熟料的制造方法
CN102898050A (zh) * 2012-10-22 2013-01-30 中国建筑材料科学研究总院 一种高镁微膨胀低热水泥及其制备方法
CN103145353A (zh) * 2013-03-12 2013-06-12 中国长江三峡集团公司 一种低热抗裂型硅酸盐水泥
CN103601380A (zh) * 2013-11-04 2014-02-26 葛洲坝当阳水泥有限公司 一种利用铜铅尾矿和硫酸渣生产的水泥熟料及其生产方法
CN103613293A (zh) * 2013-05-09 2014-03-05 中国建筑材料科学研究总院 一种微膨胀高镁中热水泥及其生产方法与应用
CN103992048A (zh) * 2014-05-14 2014-08-20 浙江上峰建材有限公司 一种节能环保型水泥生料配方及其烧制工艺
CN104058617A (zh) * 2014-06-13 2014-09-24 中国建筑材料科学研究总院 一种硅酸盐水泥熟料及其制备方法
CN105217976A (zh) * 2014-06-05 2016-01-06 镇江市船山第二水泥厂 一种水泥熟料
CN105271872A (zh) * 2014-06-05 2016-01-27 镇江市船山第二水泥厂 一种水泥助剂
CN105330180A (zh) * 2015-11-19 2016-02-17 中国建筑材料科学研究总院 早强型低热硅酸盐水泥及其制备方法
CN105347707A (zh) * 2015-10-30 2016-02-24 中国建筑材料科学研究总院 抗侵蚀低钙硅酸盐水泥及其制备方法
CN105541234A (zh) * 2016-01-19 2016-05-04 中国长江三峡集团公司 特高拱坝用大体积水工混凝土的温控防裂方法
CN106316172A (zh) * 2016-08-25 2017-01-11 中国建筑材料科学研究总院 微细高强度高贝利特水泥及其制备方法
CN106336135A (zh) * 2016-08-25 2017-01-18 北海金匠水泥制品有限责任公司 一种新型水泥配方
CN106348627A (zh) * 2016-08-25 2017-01-25 北海金匠水泥制品有限责任公司 一种环保水泥熟料配方
WO2017016062A1 (zh) * 2015-07-28 2017-02-02 盐城工学院 一种低钙硅酸盐水泥及其制备与硬化方法
CN106866008A (zh) * 2017-02-15 2017-06-20 四川嘉华锦屏特种水泥有限责任公司 一种高镁低热水泥熟料的制备方法
CN109437619A (zh) * 2018-12-04 2019-03-08 上海中冶环境工程科技有限公司 一种冶炼铜渣作为水泥铁质校正剂的用途及水泥
CN110698092A (zh) * 2019-10-25 2020-01-17 河北京兰水泥有限公司 一种高镁石灰石生产高强熟料的方法
CN111533471A (zh) * 2020-05-04 2020-08-14 常州盘石水泥有限公司 一种采用高镁石的水泥生料
CN112499999A (zh) * 2020-10-26 2021-03-16 南京工业大学 一种新型水泥熟料、水泥熟料制备方法和抗收缩开裂低热硅酸盐水泥
CN113045276A (zh) * 2021-04-09 2021-06-29 四川铁创科技有限公司 一种用于热害隧道的混凝土
CN113060950A (zh) * 2021-04-09 2021-07-02 嘉华特种水泥股份有限公司 一种抗裂自修复水泥
CN113121128A (zh) * 2021-06-04 2021-07-16 嘉华特种水泥股份有限公司 一种高强增韧固井胶凝材料及其制备方法和应用
CN114477809A (zh) * 2022-02-22 2022-05-13 北京工业大学 一种强度与体积稳定协调发展的无机胶凝材料及其应用

Cited By (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101462837B (zh) * 2008-12-01 2011-11-09 浙江大学 一种生产水泥熟料的方法
CN102173841A (zh) * 2011-01-30 2011-09-07 淄博鑫耐达耐火材料股份有限公司 厌水性镁钙质合成熟料及其制备工艺
CN102690068A (zh) * 2011-03-22 2012-09-26 株式会社Dc 水泥熟料的制造方法
CN102898050A (zh) * 2012-10-22 2013-01-30 中国建筑材料科学研究总院 一种高镁微膨胀低热水泥及其制备方法
CN102898050B (zh) * 2012-10-22 2014-10-01 中国建筑材料科学研究总院 一种高镁微膨胀低热水泥及其制备方法
CN103145353A (zh) * 2013-03-12 2013-06-12 中国长江三峡集团公司 一种低热抗裂型硅酸盐水泥
CN103613293A (zh) * 2013-05-09 2014-03-05 中国建筑材料科学研究总院 一种微膨胀高镁中热水泥及其生产方法与应用
CN103601380B (zh) * 2013-11-04 2015-11-18 葛洲坝当阳水泥有限公司 一种利用铜铅尾矿和硫酸渣生产的水泥熟料及其生产方法
CN103601380A (zh) * 2013-11-04 2014-02-26 葛洲坝当阳水泥有限公司 一种利用铜铅尾矿和硫酸渣生产的水泥熟料及其生产方法
CN103992048A (zh) * 2014-05-14 2014-08-20 浙江上峰建材有限公司 一种节能环保型水泥生料配方及其烧制工艺
CN105271872A (zh) * 2014-06-05 2016-01-27 镇江市船山第二水泥厂 一种水泥助剂
CN105217976A (zh) * 2014-06-05 2016-01-06 镇江市船山第二水泥厂 一种水泥熟料
CN104058617A (zh) * 2014-06-13 2014-09-24 中国建筑材料科学研究总院 一种硅酸盐水泥熟料及其制备方法
WO2017016062A1 (zh) * 2015-07-28 2017-02-02 盐城工学院 一种低钙硅酸盐水泥及其制备与硬化方法
CN105347707A (zh) * 2015-10-30 2016-02-24 中国建筑材料科学研究总院 抗侵蚀低钙硅酸盐水泥及其制备方法
CN105347707B (zh) * 2015-10-30 2018-08-24 中国建筑材料科学研究总院 抗侵蚀低钙硅酸盐水泥及其制备方法
CN105330180A (zh) * 2015-11-19 2016-02-17 中国建筑材料科学研究总院 早强型低热硅酸盐水泥及其制备方法
CN105541234A (zh) * 2016-01-19 2016-05-04 中国长江三峡集团公司 特高拱坝用大体积水工混凝土的温控防裂方法
CN106316172A (zh) * 2016-08-25 2017-01-11 中国建筑材料科学研究总院 微细高强度高贝利特水泥及其制备方法
CN106336135A (zh) * 2016-08-25 2017-01-18 北海金匠水泥制品有限责任公司 一种新型水泥配方
CN106348627A (zh) * 2016-08-25 2017-01-25 北海金匠水泥制品有限责任公司 一种环保水泥熟料配方
CN106866008A (zh) * 2017-02-15 2017-06-20 四川嘉华锦屏特种水泥有限责任公司 一种高镁低热水泥熟料的制备方法
CN109437619B (zh) * 2018-12-04 2021-08-20 上海中冶环境工程科技有限公司 一种冶炼铜渣作为水泥铁质校正剂的用途及水泥
CN109437619A (zh) * 2018-12-04 2019-03-08 上海中冶环境工程科技有限公司 一种冶炼铜渣作为水泥铁质校正剂的用途及水泥
CN110698092A (zh) * 2019-10-25 2020-01-17 河北京兰水泥有限公司 一种高镁石灰石生产高强熟料的方法
CN111533471A (zh) * 2020-05-04 2020-08-14 常州盘石水泥有限公司 一种采用高镁石的水泥生料
CN112499999A (zh) * 2020-10-26 2021-03-16 南京工业大学 一种新型水泥熟料、水泥熟料制备方法和抗收缩开裂低热硅酸盐水泥
CN112499999B (zh) * 2020-10-26 2022-08-02 南京工业大学 一种水泥熟料、水泥熟料制备方法和抗收缩开裂低热硅酸盐水泥
CN113060950A (zh) * 2021-04-09 2021-07-02 嘉华特种水泥股份有限公司 一种抗裂自修复水泥
CN113045276A (zh) * 2021-04-09 2021-06-29 四川铁创科技有限公司 一种用于热害隧道的混凝土
CN113045276B (zh) * 2021-04-09 2022-12-16 四川铁拓科技有限公司 一种用于热害隧道的混凝土
CN113121128A (zh) * 2021-06-04 2021-07-16 嘉华特种水泥股份有限公司 一种高强增韧固井胶凝材料及其制备方法和应用
CN114477809A (zh) * 2022-02-22 2022-05-13 北京工业大学 一种强度与体积稳定协调发展的无机胶凝材料及其应用

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