CN1034354A - 蒸养水泥制造法 - Google Patents

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CN1034354A
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林宗寿
刘顺妮
张洪
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates

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Abstract

将硅酸盐水泥熟料、硬石膏、三乙醇胺或EDTA 混合粉磨，即得蒸养水泥。在常压蒸汽养护条件下， 蒸养水泥的强度比用同样熟料按现有技术制造的硅 酸盐水泥的强度有较大的提高。而且单位水泥中熟 料的比例降低。

Description

本发明属于建筑材料水泥类。
在水泥制品厂为了缩短工期，提高模板利用率，提高早期强度，通常采用蒸汽养护。但是现有硅酸盐类水泥，经过蒸汽养护后，后期强度通常比常温养护的水泥要低10～15%，本发明旨在克服该缺点，提出将硅酸盐水泥熟料加入硬石膏、三乙醇胺或EDTA后，制造出一种适应于蒸汽养护的蒸养水泥的具体方法。经过蒸汽养护后，该水泥的后期强度比常温养护水泥有较大幅度增加，并且各期强度均有提高。
本发明详细介绍如下：
硅酸盐熟料的主要矿物组成为C3S、C2S、C4AF、C3A。其强度受C3S控制。C3A、C4AF除了产生少量早期强度外，对硅酸盐水泥强度贡献不大。在硅酸盐水泥熟料中加入石膏后，对C3S、C2S水化的作用不大，而可促使C3S、C4AF水化形成针状结构、强度高的钙矾石之类的水化产物;且这类水化产物所含结晶水高，能在同样水灰比条件下，降低水泥石的空隙率，提高水泥石的强度。但当石膏掺量过多时，会在后期继续形成钙矾石，致使初期硬化了浆体产生膨胀应力，削弱了强度。严重的还会造成安定性不良严重后果。为此，国家标准规定了硅酸盐水泥中SO3的含量不得大于3.5%，以限制石膏的掺量。但是3.5%的SO3最多只能使3.93%C3A化合成钙矾石。而硅酸盐水泥中C3A、C4AF的含量分别为6%、15%，要使这些含量的C3A和C4AF全部化合成钙矾石，则需20%左右的SO3含量。显然现有的硅酸盐类水泥中C3A和C4AF主要水化成水化铝（铁）酸钙，形成钙矾石量很少。由此可见，它们全部作用尚未充分发挥，欲使C3A和C4AF的强度得以充分发挥，则必须设法在水泥石未硬化前，使它们分别与石膏化合成钙矾石，以避免产生膨胀应力。
显然行之有效办法之一是：不提高或延缓C3S、C2S的水化速率而尽可能加快C3A、C4AF的水化速率，在C3A、C4AF形成钙矾石后，形成一个针状产物的空间骨架，C3S再继续水化，使水泥石结构致密，以消除安定性不良后果，因而石膏掺量可以放宽，强度得以提高。
利用蒸汽养护，提高水泥石的养护温度，对C3S的水化速率影响不大，但却可以大大加速C3A、C4AF的水化速率。利用硬石膏可以使C3A、C4AF更容易形成钙矾石。第六届国际水泥化学会议论文集第二卷《短暂热处理时，石膏对水泥砂浆和水泥浆体性能的影响》一文中，使用二水石膏，增加石膏掺量，经热处理的水泥强度，有所提高，但还是低于正常养护28天强度，而且强度提高幅度不大。本发明采用硬石膏其内含结晶水比二水石膏少。有利于在水灰比相同的情况下，形成更致密的结构。三乙醇胺和EDTA（乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸二钠）都具有促进钙矾石形成，延缓C3S水化的作用。
将硅酸盐水泥熟料、硬石膏、三乙醇胺一起混合粉磨至比表面积2500～9000cm2/g，最佳3000～5000cm2/g。或将硅酸盐水泥熟料、硬石膏、EDTA一起混合粉磨至比表面积2500～90000cm2/g，最佳3000～5000cm2/g。即可制造出蒸养水泥。本发明中所用的硅酸盐水泥熟料指现有各水泥厂生产的硅酸盐水泥熟料。硬石膏的主要成份为CaSO4。三乙醇胺和EDTA为市售的化工产品。硬石膏的掺量以SO3计为3.5～12%;最佳掺量为5～9%。掺量太少，效果不显著。掺量太多，水泥后强度降低。三乙醇胺掺量为0.01～0.5%，最佳掺量为0.03～0.05%。掺量太少效果不显著，掺量太多会使水泥石强度降低。EDTA的掺量为0.03～0.8%，最佳掺量为0.06～0.2%。本蒸养水泥必须用蒸汽养护。养护温度为40～90℃，最佳养护温度为60～70℃温度太低会造成水泥石后期强度倒缩。温度太高会使钙矾石分解，使水泥石强度降低。静停至终凝开始升温养护，滤俾饰?～30℃/小时最佳为10～20℃/时。升温太快有造成热裂的危险。升温太慢则相对延长的养护时间，造成浪费。在升温到预定的温度下的养护时间为2～20小时，最佳为4～6小时。时间太短会造成水泥后期强度倒缩。时间太长，水泥石1天强度稍有增加，但后期强度并不增加，造成浪费。养护到指定时间后，停止通蒸汽，令其自然冷却至室温即可脱模。使用本发明的蒸养水泥时，还可利用减水剂降低水灰比。可使水泥后强度大幅度增加。
实例1
本发明的蒸养水泥和现有技术的硅酸盐的配方见表2。
将表2中的水泥进行强度检验。水灰比0.44，1∶2.5砂浆，4×4×16cm试体。静停五小时后开始通蒸汽养护、升温速率15℃/时，升温至65℃后养护4小时。然后停止通蒸汽令其自然冷却至室温脱模。随即浸入20℃的水中养护至各龄期再进行强度检验。另外为了对比，将A3试样按标准强度检验方法重做了试验。所得结果见表3
Figure 871079569_IMG3
实例2
本发明的蒸养水泥在使用时还可以加入减水剂，以降低水灰比。此时效果更加显著。将表2的试样重新进行强度检验。除了外掺0.7%的uNFⅡ减水剂，水灰比降为0.33外，其余实验条件同上。实验结果见表4。
Figure 871079569_IMG4

Claims (4)

1、蒸养水泥制造法，其特征是，将硬石膏、三乙醇胺或EDTA、硅酸盐水泥熟料混合粉磨至比表面积2500～9000cm2/g。
2、根据权利1所述的制造法，其特征是所混合的硬石膏含量以水泥中的SO3计为3.5～12%（重量）。
3、根据权利1或2所述的制造法，其特征是所混合的三乙醇胺的含量为0.01～0.5%（重量）。
4、根据权利要求1或2所述的制造法，其特征是所混合的EDTA的含量为0.03～0.8%（重量）。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1069294C (zh) * 1997-09-25 2001-08-08 潘智生 一种早强高强粉煤灰水泥混凝土制造方法
US20240018048A1 (en) * 2022-07-15 2024-01-18 China Building Materials Academy Co., Ltd. Method for preparing low-background cement

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