CN101348334A - 高纯度水泥及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高纯度水泥，所述的高纯度水泥为100％通过0.01－0.08mm方孔筛网孔的水泥熟料，或者100％通过0.01－0.08mm方孔筛网孔的水泥熟料与100％通过0.01－0.08mm方孔筛网孔的水泥掺和料组成的混合物。水泥熟料与水泥掺和料的混合方法，采用粉磨前混合方法或粉磨后混合方法。其优点是：比表面积大、对填料的包覆力强；提高了水泥的纯度，毛细孔细小、抗渗水功能强、表面光洁、观感细腻、能增强涂层表面的抗沾污能力并减轻清洗费用；成本低廉，既可作防水涂料和装饰涂料使用，也可用作保温涂料的基料及建筑砌筑粉刷水泥，具有十分巨大的经济和社会效益。

Description

高纯度水泥及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种高纯度水泥及其制备方法和应用。

背景技术

水泥的生产和应用已有二百年历史，现在已经广泛应用于建筑、桥梁、道路等重大工程，是国家的支柱产业之一。由于石油工业在20世纪得到了迅速发展，它给人们带来物质文明的同时，也对大气造成严重污染，给环境保护工作带来了极大的压力。近30年来一些注重环保节能的科学家致力于试用生产污染轻能源消耗低的水泥去增强聚合物粘结剂的各项研究，力图降低有机聚合物在涂料中及粘结场合的用量，并研制成功了聚合物水泥防水涂料，为提高涂料质量、减缓石油能源的消耗速度、保护生态环境作出很大的贡献。

但是由于上述大部分水泥采用现行标准的0.07--0.08mm筛余2-10％细度标准，有一小部分是采用5000m²/kg以下的比表面积来检测检验的，但是不管哪种生产检验方法所得的水泥产品，其中都含有0.08mm或以上的大粒径颗粒，这种水泥作为涂料的增强材料使用时，由于水泥中存在的粒径大于0.08mm的颗粒，使得涂料成膜后，存在下列缺点：①表面粗糙，涂层表面容易沾灰；②毛细孔粗，容易产生渗漏水事故；③水泥比表面积低，对填料的包覆力差，影响粘结强度。

虽然在20世纪70年代日本和我国的科技工作者就已注意到这个问题，并研究成功了超细水泥的制作方法，但由于在超细水泥制作过程中仍采用筛余法或比表面积法生产，使水泥颗粒的尺寸失去纯度控制(存在不同粗细的大颗粒)，使上述缺点无法从根本上得到克服，严重阻碍水泥对高分子聚合物的替代进程、影响环保、节能工作的纵深开展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对已有的细度水泥纯度不够高的问题，提供一种高纯度水泥。

本发明所要解决的另一技术问题是，针对筛余法或比表面积法置备的水泥纯度低的缺点，提供一种上述高纯度水泥的制备方法。

本发明所要解决的再一技术问题是，提供所述高纯度水泥的应用方法。

一种高纯度水泥，为100％通过0.01-0.08mm方孔筛网孔的水泥熟料，或者100％通过0.01-0.08mm方孔筛网孔的水泥熟料与水泥掺和料组成的混合物。

上述技术方案基础上，所述的水泥熟料为硅酸盐水泥熟料、铝酸盐水泥熟料、硫铝酸盐水泥熟料和铁铝酸盐水泥熟料中的一种或一种以上的混合物。

上述技术方案基础上，所述的水泥掺和料为粉煤灰、矿渣、钢渣、窑灰、磷渣、矿石、废砖瓦、废陶瓷、废玻璃中的一种或几种的混合物。

上述技术方案基础上，所述的水泥熟料细度为0.01-0.08mm的任意一细度，比如具体为0.01mm、0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm和0.08mm，纯度达100％。

本发明提供一种高纯度水泥的制备方法，所述水泥熟料与水泥掺和料的混合方法，采用粉磨前混合方法或粉磨后混合方法。具体为以下三种方法：

(一)把水泥熟料投入水泥粉磨系统，研磨到一定细度后送入风力选粉机进行选粉，将分级细度调整到能全部通过设计的方孔筛网孔，即没有筛余物的细度和纯度为止，达不到这种细度和纯度的水泥颗粒进行重新研磨，重新选粉，使所有水泥颗粒均能达到细度和纯度要求的粉体作成品水泥包装入库，即为高纯度水泥。

(二)把水泥熟料及掺和料混合均匀后投入开流磨系统磨细至一定细度，经选粉机选粉，使至全部粉体通过设定细度的方孔筛，检验合格后即为高纯度水泥，包装入库备用。

(三)将水泥熟料和水泥掺和料分别研磨，分别选粉，使二种粉体颗粒粒径全部小于设定的细度，经过化检分析，按需要配比称量后将二种粉体混合即为分别粉磨的高纯度水泥。

上述技术方案基础上，将市售的成品水泥拆包后重新选粉，并对粗颗粒进行重新研磨，使其达到全部通过0.01-0.08mm之间的设计细度的筛网网孔获得高纯度水泥。

将市售的硅酸盐水泥拆包投入超细分级选粉机选粉，将大于设定细度的方孔筛上的筛余物投入气流粉碎机粉碎至全部通过设定的方孔筛后与先期选出的水泥进行混合即为没有筛余物的高纯度水泥。

上述技术方案基础上，采用由风力选粉机械、筛网筛分机械和超细分级机械超微分级机械中的一种或一种以上的选粉机械组合的选粉机组进行筛分，选出全部通过细度≤0.01-0.08mm的水泥颗粒。

一种高纯度水泥的应用，将所述的高纯度水泥与聚合物涂料、高分子合成树脂、天然树脂、废砖瓦粉、废陶瓷粉、废橡胶粉、砂子、石粉、助剂、稀释剂、发泡聚苯颗粒、膨胀珍珠岩颗粒、蛭石颗粒、空心陶粒和空心玻璃微珠中的一种或几种以任何比例混合后使用。

针对上述技术方案，本发明提供一种高纯度水泥的分类方法，以颗粒尺寸为标准将水泥的细度划分为：0.01mm、0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm和0.08mm，每个分级细度表示其粒径全部小于该数字或全部通过该方孔筛的水泥颗粒的粒径尺寸的水泥。

在上述分类方法基础上，将全部通过0.01-0.08mm同等粒径的网孔的水泥称为普通高纯度水泥，将全部颗粒粒径≤0.01mm的水泥称为超细高纯度水泥。

本发明的特点在于：

一、高纯度水泥的比表面积大，对填料的包覆力强，与普通水泥相比在同等填料的情况下，可节约水泥用量10-50％，减少水泥的用量后，涂料的碱性降低，可减轻碱对基层材料和涂层的腐蚀作用，延长涂层的使用寿命。

二、将水泥制作成没有筛余物的粉体，使水泥排除了筛余物中的大颗粒的干扰，提高了水泥的纯度，高纯水泥中没有大的筛余颗粒，用于装饰场合时其毛细孔细小，抗渗水功能强，表面光洁、观感细腻、能增强涂层表面的抗沾污能力并减轻清洗费用。

三、成本低廉，本发明可在较低成本条件下，制作出普通细度的高纯度水泥和超细高纯度水泥。

四、可节约聚合物用量10-30％，降低生产成本，提高涂料质量，减少能源消耗，在用途上不仅可作防水涂料和装饰涂料使用，也可作为保温涂料的基料及建筑砌筑粉刷水泥使用，具有十分巨大的经济和社会效益。

具体实施方式

实施例1

一种高纯度水泥，由100％通过0.01-0.08mm方孔筛网孔的白色硅酸盐水泥熟料93份与100％通过0.01-0.08mm方孔筛网孔的石膏7份组成。

一种高纯度水泥的制备方法，将白色硅酸盐水泥熟料93份，石膏7份混合后投入管磨机中研磨至0.07mm细度后送入已调整锁风口，并适当缩小细粉选粉室分级范围和提高选粉风力等调节手段的高效笼式选粉机选粉，使选出的成品粉体能达到100％通过0.07mm方孔筛的纯度和细度标准后，包装入库，检验合格即为高纯度白色硅盐水泥，未被选出的粗颗粒回管磨机重新研磨。

一种高纯度水泥的应用，将所述的高纯度水泥与聚合物涂料、高分子合成树脂、天然树脂、废砖瓦粉、废陶瓷粉、废橡胶粉、砂子、石粉、助剂、稀释剂、发泡聚苯颗粒、膨胀珍珠岩颗粒、蛭石颗粒、空心陶粒和空心玻璃微珠中的一种或几种以任何比例混合后使用。

本实施例中，采用颗粒尺寸为标准将水泥的细度划分为：0.01mm、0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm和0.08mm，每个分级细度表示其粒径全部小于该数字或全部通过该方孔筛的水泥颗粒的粒径尺寸的水泥；

实施例2

一种高纯度水泥，由100％通过0.06mm方孔筛网孔的低钙度硫铝酸盐水泥熟料70份、硬石膏5份与100％通过0.01-0.08mm方孔筛网孔的石灰石25份组成。

将低钙度硫铝酸盐水泥熟料70份、硬石膏5份、石灰石25份混合并经粉碎机细碎后投入管磨机中研磨至细度达到0.06mm方孔筛筛余不足10％时，将水泥粉体送入滚筒式筛网选粉机选粉，筛余物重新投入磨机研磨选粉，筛下物为细度达0.06mm的高纯度低钙度硫铝酸盐水泥。

其他与实施例1相同。

实施例3

一种高纯度水泥，为100％通过0.01mm方孔筛网孔的市售复合硅酸盐水泥。

对市售的复合硅酸盐水泥拆包后投入超微选粉机选粉，将0.01mm粒径的水泥颗粒选出，选粉后将细颗粒进行单独保管。将粗颗粒装入气流粉碎机继续粉碎，直到能全部水泥颗粒粒径≤0.01mm为止，然后与先期筛下的水泥颗粒进行混合，包装后即为0.01mm超细高纯度复合硅酸盐水泥。

其他与实施例1相同。

实施例4

一种高纯度水泥，由100％通过0.05mm方孔筛网孔的铝酸盐水泥熟料96份与100％通过0.01-0.08mm方孔筛网孔的二水石膏4份组成。

取铝酸盐水泥熟料96份、二水石膏4份，混合后投入辊式磨机中，辊磨后再投入选粉机将细度0.05mm的粉体选出，将粗颗粒再投入具有二个棒磨仓和一个钢段钢球混合仓的管磨机中研磨，达到0.05mm细度后送入超细分级选粉机选粉，工作时适当调高风力，并将超细级选粉区的水泥颗粒粒径纯度调整在100％，全部通过0.05mm方孔筛的纯度和细度，大于分级径的粗粉粉体继续投入磨机磨至全部能通过0.05方孔筛后与先期选出的粉体进行混合，即为高纯度铝酸盐水泥。

其他与实施例1相同。

实施例5

将水泥熟料和水泥掺合料分别投入各自的粉磨系统，分别研磨和分别选粉，使二种粉体颗粒均能全部通过0.06mm方孔筛，然后进行化学分析。按水泥的化学成份需要计算配比量，过称后混合均匀获得分组份粉磨的高纯度水泥。

实施例6

一种高纯度水泥，由全部通过0.05mm方孔筛的硅酸盐高纯度水泥6.5KG、石膏粉0.5KG与100％通过0.01-0.08mm方孔筛网孔的矿渣粉1KG组成。

以生产100KG溶剂型聚合物高纯水泥建筑涂料为例：

A组份的材料及配比：

将二甲苯15份、异丁醇3份、环己酮2份、200#溶剂油10份、醋酸乙酯1份、矿石粉5份、碳酸钙10份、粉煤灰10份、氧化钙5份、消泡剂0.2份、水泥减水剂0.3份、溶剂型丙稀酸树脂37.4份和醋酸纤维素0.8份高速搅拌均匀并进砂磨机研磨，经检验细度后以每桶15KG的重量密封包装，作为本实施例的A组份入库备用。

B组份的原料及配比：

全部通过0.05mm方孔筛的硅酸盐高纯度水泥6.5KG，石膏粉0.5KG，矿渣粉1KG，混合均匀后按每袋8KG的重量密封包装作为本实施例的B组份入库备用。

使用时将15KG的A组份与8KG的B组份混合均匀即可。

本配方所采用粉体一律为300目以上的细度，本配方的稀释剂为溶剂。

实施例7

一种高纯度水泥，由全部通过0.06mm方孔筛的的粉煤灰硅酸盐高纯水泥4KG与同等细度和纯度的钢渣粉0.9KG组成。

以制作引发剂引发固化型高纯水泥涂料为例：

A组份的材料及配比：

将环氧树脂8KG、消泡剂0.05KG和300目以上细度窑灰1.95KG搅拌均匀，用马口铁桶密封包装作为本发明的A组份主剂。以环氧树脂固化剂4.9KG与水泥激发剂0.1KG混合后，用5KG铁桶包装作为本发明A组份副剂入库备用。

B组份的原料及配方：

全部通过0.06mm方孔筛的的粉煤灰硅酸盐高纯水泥4KG，同等细度的和纯度的钢渣粉0.9KG，水泥减水剂0.1KG混合均匀后，按每袋5KG的重量密封包装作为本实施例的B组份入库备用。

使用时先将10KGA组份主剂和5KGA组份的副剂混合均匀，然后与5KG重的B组份进行混合即可

本实施例中的稀释剂为溶剂。

实施例8

一种高纯度水泥，由全部通过0.07mm方孔筛的硅酸盐高纯水泥10KG、400目以上细度的钢渣粉10KG和400目细度的磷渣粉10KG组成。

A组份的材料及配比：

将可再分散乳胶粉2KG、聚乙稀醇粉末2KG、钛白粉10KG、分散剂0.8KG、消泡剂0.1KG、羟乙基纤维素0.2KG、600目重质碳酸钙40KG、400目滑石粉5KG、水泥激发剂1KG和水泥早强剂0.5KG混合均匀，然后以每包20KG的重量份用密封袋包装作为A组份备用。

B组份的原料及配方：

全部通过0.07mm方孔筛的硅酸盐高纯水泥10KG、400目以上细度的钢渣粉10KG和400目细度的磷渣粉10KG，混合均匀后按每袋10KG的重量密封包装作为本实施例的B组份入库备用。

使用时将20KG的A组份与10KG的B组份用清水调合即可。

实施例9

一种高纯度水泥，为全部通过0.05mm方孔筛的低碱硫铝酸盐高纯度水泥5KG。

A组份所用原料及配比：

将清水1KG、500目细度的重质碳酸钙5.20KG、水泥减水剂0.05KG、钛白粉3KG、滑石粉2KG、分散剂0.3KG、防霉杀菌剂0.05KG、成膜助剂0.35KG、调色剂0.05KG与丙稀酸合成树脂乳液7KG混合，并将PH调正至偏碱性，用塑料桶密封包装，作为本发明的A组份入库备用。

B组份的原料及配方：

将全部通过0.05mm方孔筛的低碱硫铝酸盐高纯度水泥5KG用防潮袋密封包装，作为本实施例的B组份入库备用。

使用时将上述A、B组份用清水调和均匀即为本发明聚合物高纯度水泥建筑涂料。

实施例10

一种高纯度水泥，由0.04mm粒径的铁铝酸盐高纯度水泥3.25KG与400目细度的石膏2KG组成。

A组份所用原料及配比：

将改性乳化沥青14KG、500目矿渣粉3KG、400目粉煤灰1KG、600目磷渣粉1KG与水泥缓凝剂0.05KG混合均匀，用塑料桶密封包装作为本发明的A组份入库备用。

B组份的原料及配比：

将0.04mm粒径的铁铝酸盐高纯度水泥3.25KG、400目细度的石膏2KG与400目细度氢氧化钙0.75KG混合，然后，以干粉状态用防潮袋密封包装作为本实施例的B组份入库备用。

使用时将上述A、B组份混合均匀即可。

Claims (10)

1.一种高纯度水泥，其特征在于：所述的高纯度水泥为100％通过0.01-0.08mm方孔筛网孔的水泥熟料，或者100％通过0.01-0.08mm方孔筛网孔的水泥熟料与100％通过0.01-0.08mm方孔筛网孔的水泥掺和料组成的混合物。

2.按权利要求1所述的高纯度水泥，其特征在于：所述的水泥熟料为硅酸盐水泥熟料、铝酸盐水泥熟料、硫铝酸盐水泥熟料和铁铝酸盐水泥熟料中的一种或一种以上的混合物。

3.按权利要求1所述的高纯度水泥，其特征在于：所述的水泥掺和料为粉煤灰、矿渣、钢渣、窑灰、磷渣、矿石、废砖瓦、废陶瓷、废玻璃中的一种或几种的混合物。

4.按权利要求1所述的高纯度水泥，其特征在于：所述的水泥熟料细度为0.01-0.08mm之间的任意一细度，纯度为100％。

5.一种权利要求1至4之一所述的高纯度水泥的制备方法，其特征在于：所述水泥熟料与水泥掺和料的混合方法，采用粉磨前混合方法或粉磨后混合方法。

6.按权利要求5所述的高纯度水泥的制备方法，其特征在于：将市售的成品水泥拆包后重新选粉，并对粗颗粒进行重新研磨，使其达到全部通过0.01-0.08mm之间的设计细度的筛网网孔获得水泥熟料。

7.按权利要求5所述的高纯度水泥的制备方法，其特征在于：采用由风力选粉机械、筛网筛分机械和超细分级机械超微分级机械中的一种或一种以上的选粉机械组合的选粉机组进行筛分，选出全部通过细度≤0.01-0.08mm的水泥颗粒。

8.一种权利要求1至4之一所述高纯度水泥的应用，其特征在于：将所述的高纯度水泥与聚合物涂料、高分子合成树脂、天然树脂、废砖瓦粉、废陶瓷粉、废橡胶粉、砂子、石粉、助剂、稀释剂、发泡聚苯颗粒、膨胀珍珠岩颗粒、蛭石颗粒、空心陶粒和空心玻璃微珠中的一种或几种以任何比例混合后使用。

9.按权利要求1所述的高纯度水泥的分类方法，以颗粒尺寸为标准将水泥的细度划分为：0.01mm、0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm和0.08mm，每个分级细度表示其粒径全部≤该数字或全部通过该方孔筛的水泥颗粒的粒径尺寸的水泥。

10.按权利要求9所述的高纯度水泥的分类方法，其特征在于：将全部颗粒通过0.01-0.08mm同等粒径的网孔的水泥称为普通高纯度水泥，将全部颗粒粒径≤0.01mm的水泥称为超细高纯度水泥。