CN104193202B - 一种高保水性水泥 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高保水性水泥，由硅酸盐水泥熟料、包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物、混合材料、石膏、其它助剂组成。本发明的水泥保水组分包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物是无机材料，不存在有机材料的分解失效问题，水泥保水率不低于90%；可采用现有水泥厂设备进行生产，工艺容易实现；能够同时消纳纯碱厂的大宗固体废弃物——碱渣和返砂返石，并可利用其中的部分氢氧化钙进行纯碱生产。
Description
技术领域
本发明属于水泥领域，特别涉及一种高保水性水泥。
背景技术
一般的水泥以强度为主要控制指标，但应用于砌筑砂浆和抹面砂浆的水泥，为避免墙体材料大量吸水导致的砂浆的空鼓和开裂问题，还需要水泥具有高的保水性。
为解决上述问题，申请人开发了ZL200610035113.0的高保水性的新型砌筑水泥，采用在传统砌筑水泥组成中添加纤维素醚（也可同时添加其他助剂）的方法提高砌筑水泥的保水性（保水率超过90％），并根据水泥性能要求对混合材料的种类和用量进行优化，其中混合材料的用量为50～93％。
但纤维素醚为有机材料，其价格较高，且在水泥加工过程中可能发生失效问题，因此迫切需要开发能够提高水泥保水性的无机材料。
碱渣是氨碱法生产纯碱过程中产生的工业废渣，碱渣的主要成分是碳酸钙，硫酸钙及铝、铁、硅等氧化物，并含有大量氯化物。碱渣颗粒较小，颗粒尺寸多在数微米至几十微米之间，且其中含有大量孔隙，能够吸附水分起到保水的作用，将碱渣除氯后用作高保水性水泥的无机保水材料是可能的。
纯碱厂的固体废弃物除了碱渣外，还有返砂返石，每生产一吨纯碱要产生大概165kg返砂返石。其主要成分是碳酸钙，由于其中含有过烧氧化钙，其长期以来一直用于铺路、立窑水泥原材料等用途，虽然利用价值低，但大部分能够消耗掉。而随着对道路质量要求的提高和立窑水泥厂的淘汰，其利用率反而下降，急需寻求新的利用途径。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种成本低、稳定性好的高保水性水泥的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种高保水性水泥，由以下质量百分比的物质组成：
硅酸盐水泥熟料25～90
包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物3～30
混合材料0～70
石膏2～12
其它助剂0～1。
进一步地，所述混合材料是粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料、硅灰、偏高岭土、沸石、钢渣、粒化精炼铬铁渣、粒化增钙液态渣、粒化电炉磷渣、化铁炉渣、粒化碳素铬铁渣、粒化高炉钛矿渣、石灰石、砂岩、花岗岩、废陶瓷、钡渣、窑灰中的一种或一种以上。
进一步地，所述其它助剂是助磨剂、早强剂中的一种或两种。
进一步地，所述包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物是由以下步骤制备而得：
步骤1、先将返砂返石破碎、粉磨成返砂返石粉，在水中浸泡0.5至14天消解过烧的氧化钙，得到消解后的返砂返石粉；
步骤2、将消解后的返砂返石粉、碱渣、水混合后，进行压滤处理，得到氯离子含量低于混合物中固体总质量0.10%的包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物，以材料的质量比例计，所述混合物由如下组份组成：消解后的返砂返石粉干质量和碱渣干质量的比例为2：8至5：5，水总质量为消解后的返砂返石粉和碱渣总干质量的3至10倍；
步骤3、将包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物进行干燥处理。
进一步地，所述包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物制备步骤1还包括将消解后的返砂返石粉中的氢氧化钙先进行分离回收、用于纯碱生产的步骤。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
（1）本发明的水泥保水组分包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物是无机材料，不存在有机材料的分解失效问题，水泥保水率不低于90%。
（2）可采用现有水泥厂设备进行生产，工艺容易实现。
（3）能够同时消纳纯碱厂的大宗固体废弃物——碱渣和返砂返石，并可利用其中的部分氢氧化钙进行纯碱生产。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种高保水性水泥，由以下质量百分比的物质组成：
硅酸盐水泥熟料25
包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物10
粒化高炉矿渣30
粉煤灰22
石膏12
助磨剂0.5
早强剂0.5。
进一步地，所述包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物是由以下步骤制备而得：
步骤1、先将返砂返石破碎、粉磨成返砂返石粉，在水中浸泡0.5天消解过烧的氧化钙，得到消解后的返砂返石粉；
步骤2、将消解后的返砂返石粉、碱渣、水混合后，进行压滤处理，得到氯离子含量低于混合物中固体总质量0.09%的包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物，以材料的质量比例计，所述混合物由如下组份组成：消解后的返砂返石粉干质量和碱渣干质量的比例为2：8，水总质量为消解后的返砂返石粉和碱渣总干质量的10倍；
步骤3、将包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物进行干燥处理。
经测试，本实施例制备的高保水性水泥性能满足砌筑水泥12.5级要求，保水率为95.5%。
为提高返砂返石的循环利用率，所述步骤1还可以包括将消解后的返砂返石粉中的氢氧化钙先进行分离回收、用于纯碱生产的步骤，增加返砂返石的循环利用途径，节约成本。
实施例2
一种高保水性水泥，由以下质量百分比的物质组成：
硅酸盐水泥熟料28
包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物20
粒化高炉钛矿渣10
粒化高炉矿渣40
石膏2。
进一步地，所述包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物是由以下步骤制备而得：
步骤1、先将返砂返石破碎、粉磨成返砂返石粉，在水中浸泡1天消解过烧的氧化钙，得到消解后的返砂返石粉；
步骤2、将消解后的返砂返石粉、碱渣、水混合后，进行压滤处理，得到氯离子含量低于混合物中固体总质量0.08%的包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物，以材料的质量比例计，所述混合物由如下组份组成：消解后的返砂返石粉干质量和碱渣干质量的比例为3：7，水总质量为消解后的返砂返石粉和碱渣总干质量的7倍；
步骤3、将包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物进行干燥处理。
经测试，本实施例制备的高保水性水泥性能满足砌筑水泥12.5级要求，保水率为98.5%。
为提高返砂返石的循环利用率，所述步骤1还可以包括将消解后的返砂返石粉中的氢氧化钙先进行分离回收、用于纯碱生产的步骤，增加返砂返石的循环利用途径，节约成本。
实施例3
一种高保水性水泥，由以下质量百分比的物质组成：
硅酸盐水泥熟料40
包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物15
火山灰质混合材料30
硅灰6
石膏8
早强剂1。
进一步地，所述包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物是由以下步骤制备而得：
步骤1、先将返砂返石破碎、粉磨成返砂返石粉，在水中浸泡3天消解过烧的氧化钙，得到消解后的返砂返石粉；
步骤2、将消解后的返砂返石粉、碱渣、水混合后，进行压滤处理，得到氯离子含量低于混合物中固体总质量0.05%的包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物，以材料的质量比例计，所述混合物由如下组份组成：消解后的返砂返石粉干质量和碱渣干质量的比例为5：5，水总质量为消解后的返砂返石粉和碱渣总干质量的3倍；
步骤3、将包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物进行干燥处理。
经测试，本实施例制备的高保水性水泥性能满足砌筑水泥22.5级要求，保水率为96.5%。
为提高返砂返石的循环利用率，所述步骤1还可以包括将消解后的返砂返石粉中的氢氧化钙先进行分离回收、用于纯碱生产的步骤，增加返砂返石的循环利用途径，节约成本。
实施例4
一种高保水性水泥，由以下质量百分比的物质组成：
硅酸盐水泥熟料50
包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物30
钢渣6
粒化增钙液态渣10
石膏3
早强剂1。
进一步地，所述包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物是由以下步骤制备而得：
步骤1、先将返砂返石破碎、粉磨成返砂返石粉，在水中浸泡7天消解过烧的氧化钙，得到消解后的返砂返石粉；
步骤2、将消解后的返砂返石粉、碱渣、水混合后，进行压滤处理，得到氯离子含量低于混合物中固体总质量0.09%的包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物，以材料的质量比例计，所述混合物由如下组份组成：消解后的返砂返石粉干质量和碱渣干质量的比例为2：8，水总质量为消解后的返砂返石粉和碱渣总干质量的10倍；
步骤3、将包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物进行干燥处理。
经测试，本实施例制备的高保水性水泥性能满足复合水泥32.5级要求，保水率为99.2%。
为提高返砂返石的循环利用率，所述步骤1还可以包括将消解后的返砂返石粉中的氢氧化钙先进行分离回收、用于纯碱生产的步骤，增加返砂返石的循环利用途径，节约成本。
实施例5
一种高保水性水泥，由以下质量百分比的物质组成：
硅酸盐水泥熟料65
包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物15
粒化高炉钛矿渣5
石灰石5
窑灰2.5
石膏7
助磨剂0.5。
进一步地，所述包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物是由以下步骤制备而得：
步骤1、先将返砂返石破碎、粉磨成返砂返石粉，在水中浸泡14天消解过烧的氧化钙，得到消解后的返砂返石粉；
步骤2、将消解后的返砂返石粉、碱渣、水混合后，进行压滤处理，得到氯离子含量低于混合物中固体总质量0.08%的包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物，以材料的质量比例计，所述混合物由如下组份组成：消解后的返砂返石粉干质量和碱渣干质量的比例为3：7，水总质量为消解后的返砂返石粉和碱渣总干质量的7倍；
步骤3、将包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物进行干燥处理。
经测试，本实施例制备的高保水性水泥性能满足复合水泥42.5级要求，保水率为96.5%。
为提高返砂返石的循环利用率，所述步骤1还可以包括将消解后的返砂返石粉中的氢氧化钙先进行分离回收、用于纯碱生产的步骤，增加返砂返石的循环利用途径，节约成本。
实施例6
一种高保水性水泥，由以下质量百分比的物质组成：
硅酸盐水泥熟料80
包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物3
偏高岭土6
沸石4
石膏6.5
助磨剂0.5。
进一步地，所述包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物是由以下步骤制备而得：
步骤1、先将返砂返石破碎、粉磨成返砂返石粉，在水中浸泡3天消解过烧的氧化钙，得到消解后的返砂返石粉；
步骤2、将消解后的返砂返石粉、碱渣、水混合后，进行压滤处理，得到氯离子含量低于混合物中固体总质量0.09%的包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物，以材料的质量比例计，所述混合物由如下组份组成：消解后的返砂返石粉干质量和碱渣干质量的比例为2：8，水总质量为消解后的返砂返石粉和碱渣总干质量的10倍；
步骤3、将包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物进行干燥处理。
经测试，本实施例制备的高保水性水泥性能满足普通水泥42.5级要求，保水率为93.5%。
实施例7
一种高保水性水泥，由以下质量百分比的物质组成：
硅酸盐水泥熟料90
包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物3
石膏6.5
助磨剂0.5。
进一步地，所述包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物是由以下步骤制备而得：
步骤1、先将返砂返石破碎、粉磨成返砂返石粉，在水中浸泡1天消解过烧的氧化钙，得到消解后的返砂返石粉；
步骤2、将消解后的返砂返石粉、碱渣、水混合后，进行压滤处理，得到氯离子含量低于混合物中固体总质量0.09%的包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物，以材料的质量比例计，所述混合物由如下组份组成：消解后的返砂返石粉干质量和碱渣干质量的比例为2：8，水总质量为消解后的返砂返石粉和碱渣总干质量的10倍；
步骤3、将包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物进行干燥处理。
经测试，本实施例制备的高保水性水泥性能满足硅酸盐水泥52.5级要求，保水率为90.5%。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高保水性水泥，其特征在于，由以下质量百分比的物质组成：
硅酸盐水泥熟料25～90
包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物3～30
混合材料0～70
石膏2～12
其它助剂0～1。
2.根据权利要求1所述的高保水性水泥，其特征在于，所述混合材料是粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料、硅灰、偏高岭土、沸石、钢渣、粒化精炼铬铁渣、粒化增钙液态渣、粒化电炉磷渣、化铁炉渣、粒化碳素铬铁渣、粒化高炉钛矿渣、石灰石、砂岩、花岗岩、废陶瓷、钡渣、窑灰中的一种或一种以上。
3.根据权利要求1所述的高保水性水泥，其特征在于，所述其它助剂是助磨剂、早强剂中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的高保水性水泥，其特征在于，所述包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物是由以下步骤制备而得：
步骤1、先将返砂返石破碎、粉磨成返砂返石粉，在水中浸泡0.5至14天消解过烧的氧化钙，得到消解后的返砂返石粉；
步骤2、将消解后的返砂返石粉、碱渣、水混合后，进行压滤处理，得到氯离子含量低于混合物中固体总质量0.10%的包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物，以材料的质量比例计，所述混合物由如下组份组成：消解后的返砂返石粉干质量和碱渣干质量的比例为2：8至5：5，水总质量为消解后的返砂返石粉和碱渣总干质量的3至10倍；
步骤3、将包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物进行干燥处理。
5.根据权利要求4所述的一种高保水性水泥，其特征在于，所述包含返砂返石粉及除氯后的碱渣的混合物制备步骤1还包括将消解后的返砂返石粉中的氢氧化钙先进行分离回收、用于纯碱生产的步骤。
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