CN104844046A

CN104844046A - 一种加速水泥固化和提高其强度的促进剂

Info

Publication number: CN104844046A
Application number: CN201510207216.XA
Authority: CN
Inventors: 王东; 蒋海托; 刘�英; 汪清; 王玉舟
Original assignee: Tongling Hai Yuan Ultrafine Powder Co Ltd
Current assignee: Tongling Hai Yuan Ultrafine Powder Co Ltd
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2015-04-28
Publication date: 2015-08-19

Abstract

本发明公开了一种加速水泥固化和提高其强度的促进剂，包括晶种活化剂、偏高岭土、磷石膏、无碱促进剂及减水剂。本发明不仅利用工业废料和工业副产品用来制备混凝土强度促进剂，使固废得到了充分和高附加值的利用，制备得到的水泥混凝土强度促进剂能有效提高水泥混凝土在早期和中后期的强度。同时能够节约能源和资源，减少水泥工业地环境负荷。

Description

一种加速水泥固化和提高其强度的促进剂

技术领域

本发明涉及胶凝材料，特别涉及一种加速水泥固化和提高其强度的促进剂。

背景技术

一般矿化剂在生料中掺量少(1～3％)，不易混合均匀，易造成局部结大块，影响熟料质量和生产工艺稳定性。同时对工业废渣均没有强化活化处理，其晶种和改性效果不显著。在其生产过程中石膏、钢渣与生料一起入磨，由于物质之间易磨性相差较大，钢渣细度难以达到水泥晶种的要求，导致该矿化剂不能满足晶种和矿化剂的作用要求；而在配料过程中，对于掺量较大的钢渣，没有替代相应原料，容易造成生料率值变化。在生料配料时，由于使用钢渣完全替代铁质原料，且钢渣掺量不高，因此造成生料铁率偏低，烧成时液相粘度增大，不能满足工业化大稳定生产的要求。

另外，水泥组合物如混凝土必须很快固化。对于这样的用途，已使用了包括铝酸钠和碱金属氢氧化物的强力促进剂。但是，由于这类促进剂是高度碱性的，它们造成非常恶劣的处理和工作条件。因此已提出含铝化合物的低碱和无碱促进剂。此外，在这类促进剂中也已加入多种其它化合物，如酸。除工作条件之外，水泥组合物的促进剂还应具有可接受的稳定性，因为它常用在隧道中所遇到的更极端的条件下并要在高环境温度中长时期储存。这类条件会导致促进剂的凝胶化或溶解或分散在其中的物质发生沉淀。因此，对于实用的促进剂，关键在于不仅要改进水泥组合物的固化和硬化，而且要有合理的储存寿命。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种能够有效降低水泥的固化时间，同时提高水泥强度的促进剂。

本发明采用的技术方案是：一种加速水泥固化和提高其强度的促进剂，包括晶种活化剂、偏高岭土、磷石膏、无碱促进剂及减水剂，其组分按照重量百分比为：晶种活化剂10%～15%、偏高岭土20%～25%、磷石膏5%～10%、无碱促进剂1%～5%、减水剂1%～5%，其余为水；所述晶种活化剂的组份及重量含量为钢渣50%～70%，矿化剂30%～50%，所述矿化剂的组分及其重量含量为SiO₂ 3.0%～4.0%，Al₂O₃ 0.6%～0.8%，Fe₂O₃ 0.3%～0.5%，CaO 20%～25%，SO₃ 20%～25%，P₂O₃ 0.5%～0.8%，CaF₂ 45%～50%。

作为本发明的进一步改进，还包括有α-氨基酸和硫酸铝，所述α-氨基酸为丙氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸盐、谷氨酸盐、苯基丙氨酸、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、谷氨酰胺、D丙氨酸、LD丙氨酸或β-丙氨酸中的一种或一种以上。

作为本发明的进一步改进，所述促进剂在水泥生料中的掺量为6%～15%。

本发明采用的有益效果是：本发明不仅利用工业废料和工业副产品用来制备混凝土强度促进剂，使固废得到了充分和高附加值的利用，制备得到的水泥混凝土强度促进剂能有效提高水泥混凝土在早期和中后期的强度。同时能够节约能源和资源，减少水泥工业地环境负荷。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明做进一步的说明。

实施例1，一种加速水泥固化和提高其强度的促进剂，包括晶种活化剂、偏高岭土、磷石膏、无碱促进剂及减水剂，其组分按照重量百分比为：晶种活化剂15%、偏高岭土25%、磷石膏10%、无碱促进剂5%、减水剂5%，其余为水；所述晶种活化剂的组份及重量含量为钢渣70%，矿化剂30%，所述矿化剂的组分及其重量含量为SiO₂ 3.0%，Al₂O₃ 0.6%，Fe₂O₃ 0.3%，CaO 20%，SO₃ 20%，P₂O₃ 0.5%，CaF₂ 45%，所述促进剂在水泥生料中的掺量为15%。

实施例2，一种加速水泥固化和提高其强度的促进剂，包括晶种活化剂、偏高岭土、磷石膏、无碱促进剂及减水剂，其组分按照重量百分比为：晶种活化剂10%、偏高岭土20%、磷石膏5%、无碱促进剂2%、减水剂2%，其余为水；所述晶种活化剂的组份及重量含量为钢渣60%，矿化剂40%，所述矿化剂的组分及其重量含量为SiO₂ 4.0%，Al₂O₃ 0.7%，Fe₂O₃ 0.4%，CaO 25%，SO₃ 25%，P₂O₃ 0.8%，CaF₂ 45%，所述促进剂在水泥生料中的掺量为6%，还包括有α-氨基酸和硫酸铝，所述α-氨基酸为谷氨酰胺、D丙氨酸和丙氨酸的混合物。

实施例3，一种加速水泥固化和提高其强度的促进剂，包括晶种活化剂、偏高岭土、磷石膏、无碱促进剂及减水剂，其组分按照重量百分比为：晶种活化剂12%、偏高岭土22%、磷石膏7%、无碱促进剂3%、减水剂3%，其余为水；所述晶种活化剂的组份及重量含量为钢渣60%，矿化剂40%，所述矿化剂的组分及其重量含量为SiO₂ 3.5%，Al₂O₃ 0.8%，Fe₂O₃ 0.5%，CaO 23%，SO₃ 24%，P₂O₃ 0.6%，CaF₂ 48%，所述促进剂在水泥生料中的掺量为6%，还包括有α-氨基酸和硫酸铝，所述α-氨基酸为苯基丙氨酸、甘氨酸和LD丙氨酸的混合物。

本发明中涉及的水泥混凝土强度促进剂中，由于钢渣中主要矿物成分为α-C₂S、β-C₂S、γ-C₂S、C₃S、C₄AF、C₃A和C₁₂A₇以及含硫硅酸二钙等，与水泥熟料有相似的矿物组成，而且炼钢时温度高于水泥烧成温度，其中硅酸盐矿物晶体已形成，因急冷晶格缺陷较多，具有较高的物理潜能和化学反应活性，可以作为非熟料晶种，具备“诱导结晶”功能，再经过磨细加工，使颗粒尺寸减小，表面活性提高，在水泥烧成中晶种效应更突出，C₃S形成速度和结晶程度以及熟料质量均有所提高，并在整个体系中形成大量的小团状絮凝结构，这些絮凝结构为接下来水泥的水化提供了丰富的成核点，水泥水化的不断进行使最初的絮凝结构逐渐变成被水泥水化产物所包裹的水化基团。在上述水化基团的形成过程中，还未参与水化反应的偏高岭土颗粒将充分发挥其微集料效应，均匀地填充在水化基团的空隙中，使水化基团的结构更为密实。当水化基团发展到一定程度的时候，基团与基团之间将会出现价键的搭合，从而使整个反应体系形成一个有序的网络结构，有利于早期强度的发展；同时偏高岭土－磷石膏体系在后期逐步表现出补强作用，磷石膏在水化过程进行硫酸盐激发形成水化产物钙矾石，剩余部分被水化产物所包裹起集料填充作用；减水剂分子链的空间位阻效应、浸润作用可防止水泥颗粒的凝聚，使得体系具有更强的分散能力和更好的工作性能。

本发明不仅利用工业废料和工业副产品用来制备混凝土强度促进剂，使固废得到了充分和高附加值的利用，制备得到的水泥混凝土强度促进剂能有效提高水泥混凝土在早期和中后期的强度。同时能够节约能源和资源，减少水泥工业地环境负荷。

本领域技术人员应当知晓，本发明的保护方案不仅限于上述的实施例，还可以在上述实施例的基础上进行各种排列组合与变换，在不违背本发明精神的前提下，对本发明进行的各种变换均落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种加速水泥固化和提高其强度的促进剂，其特征是包括晶种活化剂、偏高岭土、磷石膏、无碱促进剂及减水剂，其组分按照重量百分比为：晶种活化剂10%～15%、偏高岭土20%～25%、磷石膏5%～10%、无碱促进剂1%～5%、减水剂1%～5%，其余为水；所述晶种活化剂的组份及重量含量为钢渣50%～70%，矿化剂30%～50%，所述矿化剂的组分及其重量含量为SiO₂ 3.0%～4.0%，Al₂O₃ 0.6%～0.8%，Fe₂O₃ 0.3%～0.5%，CaO 20%～25%，SO₃ 20%～25%，P₂O₃ 0.5%～0.8%，CaF₂ 45%～50%。

2.根据权利要求1所述的一种加速水泥固化和提高其强度的促进剂，其特征是还包括有α-氨基酸和硫酸铝，所述α-氨基酸为丙氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸盐、谷氨酸盐、苯基丙氨酸、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、谷氨酰胺、D丙氨酸、LD丙氨酸或β-丙氨酸中的一种或一种以上。

3.根据权利要求1或2所述的一种加速水泥固化和提高其强度的促进剂，其特征是所述促进剂在水泥生料中的掺量为6%～15%。