CN102815908B - 一种片麻岩水泥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种片麻岩水泥及其制备方法，由片麻岩、硅酸盐水泥熟料、复合激发剂和石膏调凝剂按适当的质量百分比经一定的工艺混合而成，其中片麻岩的含量为22-28%。本发明的片麻岩水泥是一种新型混合材水泥，28d强度达到32.5MPa的要求，其它性能也均满足要求，性能特征与同强度等级的粉煤灰硅酸盐水泥相似。这项发明不仅促进废弃资源的利用，也降低熟料用量与生产能耗，可以获得较高的环境效益、经济效益和综合社会效益。

Description

一种片麻岩水泥及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体为一种利用片麻岩制备的新型混合材水泥及其制备方法。
背景技术
目前，水泥工业存在着资源和能源的高消耗、温室效应和环境污染等一系列重大问题。如何使水泥工业走与环境相协调的可持续发展道路，是国内外水泥工业和科研工作者正在解决的一个重大问题。研究发现在水泥中掺加工业废渣，来减少熟料用量，改善水泥的性能或者降低成本，是行之有效的措施之一。高炉矿渣和II级粉煤灰是目前用量较大的两种辅助性胶凝材料，但是随着水泥工业利用量的增大，质量较好的高炉矿渣和II级粉煤灰的价格也迅速上涨，而火电厂质量较差的锅底灰以及其他废渣如铜渣、镉渣等，很难满足水泥的质量要求。对煤矸石、硅灰、沸石粉、偏高岭土也有研究，但是都存在着一些问题，如煤矸石活性低、硅灰需水量大、沸石粉和偏高岭土成本高。
经过调查发现，豫西南地面表层的一种风化岩石——片麻岩。目前，对于片麻岩的研究和工程利用相对较少，主要作为混凝土骨料，尚无以片麻岩为原料的水泥，已经是一个值得研究的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术中的问题，本发明提供了一种以片麻岩为原料的水泥及其制备方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种片麻岩水泥，其特征在于，由下列原料按照质量百分比组合而成：22-28％片麻岩、57-66％硅酸盐水泥熟料、8-11%复合激发剂、4%石膏调凝剂组成。
所述的复合激发剂由硅酸钠、硅酸钾、氢氧化钙组成。
所述的石膏调凝剂为二水硫酸钙或半水硫酸钙。
所述的片麻岩化学组成：SiO2含量为50%-65%，Al2O3的含量为15%-20%，Fe2O3的含量为1%-4%，MgO的含量为1%-2%，CaO的含量为1%-2%。
所述的片麻岩水泥，其具体制备方法步骤如下：
（1）先将片麻岩在破碎机中破碎成细粒，然后用球磨机粉磨至要求细度，比表面积控制在350-450m2/kg；
（2）激发剂用球磨机粉磨至要求细度，比表面积控制在350-450m2/kg；
（3）硅酸盐水泥熟料和石膏调凝剂按用量比例在球磨机中粉磨至要求细度，比表面积控制在350-450m2/kg；
（4）将磨细的片麻岩、水泥熟料、复合激发剂按上述比例进行混合，制成片麻岩水泥。
片麻岩一种变质岩，通常为中-高级变质作用的产物，具明显的片麻状构造。一般可分为富铝片麻岩、斜长片麻岩、碱性长石片麻岩和钙质片麻岩等。本发明采用的片麻岩属于富铝片麻岩，它由富铝的黏土质岩石经中高级变质作用形成，呈黄褐色，其主要化学组成为：SiO2含量为50%-65%，Al2O3的含量为15%-20%，Fe2O3的含量为1%-4%，MgO的含量为1%-2%，CaO的含量为1%-2%，矿物组成主要是石英、酸性斜长石、钾长石和黑云母等，具有清楚的带状，可以沿着层理劈成薄片。
积极有益效果：本发明制备的片麻岩水泥具有以下优势：
（1）采用复合激发剂对片麻岩进行活性激发，使其潜在水硬性得以充分发挥；
（2）片麻岩水泥的标准稠度、凝结时间、安定性均符合国家标准要求。当片麻岩掺量在25-30%时片麻岩水泥强度等级达到42.5；片麻岩掺量在30-35%时片麻岩水泥强度等级达到32.5；
（3）片麻岩是一种层状结构，硬度低，容易破碎，粉磨成本较低。
（4）片麻岩水泥是一种可以取代粉煤灰水泥的混合材水泥，具有环境低负荷和耐久性优良的特征，符合我国可持续发展战略。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步的说明：
一种片麻岩水泥，其特征在于，由下列原料按照质量百分比组合而成：22-28％片麻岩、57-66％硅酸盐水泥熟料、8-11%复合激发剂、4%石膏调凝剂组成。
所述的复合激发剂由硅酸钠、硅酸钾、氢氧化钙组成。
所述的石膏调凝剂为二水硫酸钙或半水硫酸钙。
所述的片麻岩化学组成：SiO2含量为50%-65%，Al2O3的含量为15%-20%，Fe2O3的含量为1%-4%，MgO的含量为1%-2%，CaO的含量为1%-2%。
所述的片麻岩水泥，其具体制备方法步骤如下：
（1）先将片麻岩在破碎机中破碎成细粒，然后用球磨机粉磨至要求细度，比表面积控制在350-450m2/kg；
（2）激发剂用球磨机粉磨至要求细度，比表面积控制在350-450m2/kg；
（3）硅酸盐水泥熟料和石膏调凝剂按用量比例在球磨机中粉磨至要求细度，比表面积控制在350-450m2/kg；
（4）将磨细的片麻岩、水泥熟料、复合激发剂按上述比例进行混合，制成片麻岩水泥。
实施例1
通过将各种组分按上述方法磨制成细粉，然后按下列比例质量百分比混合而成。
片麻岩                22%
硅酸盐水泥熟料        66%
石膏调凝剂            4%
复合激发剂            8%
主要物理性能指标：比表面积为430m2/kg；标准稠度用水量为135g；初凝时间为135min，终凝时间为290min；3天抗压强度为23.5 MPa，28d强度为41.6MPa；安定性合格；28d干缩率为1.82×10-4%（水泥胶砂）。
实施例2
通过将各种组分按上述方法磨制成细粉，然后按下列比例质量百分比混合而成。
片麻岩                25%
硅酸盐水泥熟料        62%
石膏调凝剂            4%
复合激发剂            9%
主要物理性能指标：比表面积控制在430m2/kg；标准稠度用水量为132g；初凝时间为130min，终凝时间为310min；3天抗压强度为20.3MPa，28d强度为39.2MPa；安定性合格；28d干缩率为1.55×10-4%（水泥胶砂）。
实施例3
通过将各种组分按上述方法磨制成细粉，然后按下列比例质量百分比混合而成。
片麻岩                28%
硅酸盐水泥熟料        57%
石膏调凝剂            4%
复合激发剂            11%
主要物理性能指标：比表面积控制在430m2/kg；标准稠度用水量为130g；初凝时间为150min，终凝时间为320min；3天抗压强度为19.8 MPa，28d强度为37.5MPa；安定性合格；28d干缩率为1.28×10-4%。
本发明制备的片麻岩水泥具有以下优势：
（1）采用复合激发剂对片麻岩进行活性激发，使其潜在水硬性得以充分发挥；
（2）片麻岩水泥的标准稠度、凝结时间、安定性均符合国家标准要求。当片麻岩掺量在25-30%时片麻岩水泥强度等级达到42.5；片麻岩掺量在30-35%时片麻岩水泥强度等级达到32.5；
（3）片麻岩是一种层状结构，硬度低，容易破碎，粉磨成本较低。
（4）片麻岩水泥是一种可以取代粉煤灰水泥的混合材水泥，具有环境低负荷和耐久性优良的特征，符合我国可持续发展战略。
以上实施例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围之内。

Claims (4)

1.一种片麻岩水泥，其特征在于，由下列原料按照质量百分比组合而成：22-28％片麻岩、57-66％硅酸盐水泥熟料、8-11%复合激发剂、4%石膏调凝剂组成；所述的片麻岩化学组成：SiO2含量为50%-65%，Al2O3的含量为15%-20%，Fe2O3的含量为1%-4%，MgO的含量为1%-2%，CaO的含量为1%-2%。
2.根据权利1所述的片麻岩水泥，其特征在于：所述的复合激发剂由硅酸钠、硅酸钾、氢氧化钙组成。
3.根据权利1所述的片麻岩水泥，其特征在于：所述的石膏调凝剂为二水硫酸钙或半水硫酸钙。
4.如权利要求1所述的片麻岩水泥，其具体制备方法步骤如下：
（1）先将片麻岩在破碎机中破碎成细粒，然后用球磨机粉磨至要求细度，比表面积控制在350-450m2/kg；
（2）复合激发剂用球磨机粉磨至要求细度，比表面积控制在350-450m2/kg；
（3）硅酸盐水泥熟料和石膏调凝剂按用量比例在球磨机中粉磨至要求细度，比表面积控制在350-450m2/kg；
（4）将磨细的片麻岩、水泥熟料、复合激发剂和石膏调凝剂按上述比例进行混合，制成片麻岩水泥。
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