CN104860555A - 一种混合材掺量大的高性能水泥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合材掺量大的高性能水泥及其制备方法，该水泥含有矿粉和粉煤灰，矿粉和粉煤灰的用量之和占水泥质量的15-50％，矿粉与粉煤灰的用量比为(3.5-5.0):1。本发明从混合材掺量比的角度研究混合材对水泥性能的影响，不同于现有从混合材掺量的角度研究其对水泥性能的影响；确定混合材掺量比后，在一定掺量范围内能尽可能大地增加混合材用量，提高固废利用率，降低熟料用量，一方面降低了生产成本，另一方面带来了良好的社会和环保效益。

Description

一种混合材掺量大的高性能水泥及其制备方法

技术领域

本发明属于水泥制造领域，具体涉及一种混合材(指矿粉和粉煤灰)掺量和配比得到优化的高性能水泥，及其制备方法。

背景技术

现有技术中利用矿粉和粉煤灰的复掺，掺入到硅酸盐熟料中制备水泥的研究很多，但是现有的研究方法仅限于研究矿粉和粉煤灰的掺量和(总掺量)对水泥性能的影响。这种研究方法得到的结果是，矿粉和粉煤灰复掺制备高性能水泥产品时，两种混合材的总掺量不能超过某个临界值，当超过这个临界值时，水泥性能就会受到影响，因此就限制了混合材在熟料中的掺量。这样，一方面混合材掺量有限，不能最大限度的利用固体废弃物，保护环境，另一方面硅酸盐熟料的掺量大，水泥生产的成本也高。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的首要目的是在不影响水泥性能的基础上，研究矿粉和粉煤灰的掺量比对水泥性能的影响，提供一种混合材掺量大的高性能水泥；根据最佳掺量比，在总掺量不超过一定范围的情况下，增加矿粉和粉煤灰的掺量，提高混合材的总掺量，降低熟料用量，降低生产成本，提高环保效益。

本发明的另一目的是提供上述混合材掺量大的高性能水泥的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种混合材掺量大的高性能水泥，含有矿粉和粉煤灰，矿粉和粉煤灰的用量之和占水泥质量的15-50％，矿粉与粉煤灰的用量比为(3.5-5.0):1；

在同样的掺量和(指矿粉和粉煤灰的用量之和)下，矿粉与粉煤灰的掺量比在3.5-5.0的范围内，所制备出的水泥其抗压、抗折强度、凝结时间、SO₃含量等各项物理性能均达到较优；

矿粉与粉煤灰的掺量比在3.5-5.0之间时，混合材(指矿粉和粉煤灰)总掺量不超过50％，对水泥性能影响不大；因此，可以提高矿粉和粉煤灰的总掺量，减少熟料用量，制备高性能水泥；

所述的高性能水泥还含有石膏和水泥熟料；

所述的石膏是经过烘干脱水的脱硫石膏；

所述的水泥熟料是铝酸三钙C₃A＜5％的硅酸盐水泥熟料。

上述的高性能水泥的制备方法，包括以下步骤：

将石膏和水泥熟料混合后粉磨至比表面积为370m²/kg，将矿粉和粉煤灰分别粉磨至比表面积为350m²/kg；将粉磨好的各物料混匀，即得高性能水泥产品。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)本发明突破传统的研究方法，指出一条新的混合材对水泥性能影响的研究思路，从混合材掺量比的角度研究混合材对水泥性能的影响，不同于现有从混合材掺量的角度研究其对水泥性能的影响。

(2)本发明确定混合材掺量比，在一定掺量范围内能尽可能大地增加混合材用量，提高固废利用率，降低熟料用量，一方面降低了生产成本，另一方面带来了良好的社会和环保效益。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例中所称的混合材指矿粉和粉煤灰。

实施例

在混合材掺量固定的情况下，考察不同的掺量比对水泥性能的影响：

表1是该实验中不同实验组的水泥配方：

表1：各实验组的水泥配方

按照GB175-2007《通用硅酸盐水泥》的要求对表1中各实验组制得的水泥进行性能检测，检测结果如表2：

从表2的试验结果可以看出，矿粉与粉煤灰的掺量比在3.5-5.0的范围内，所制备出的水泥其抗压、抗折强度均能达到较优的水平，凝结时间、SO₃含量、安定性等性能均在现有国标要求的范围内。

接着，固定矿粉与粉煤灰的掺量比，考察不同的掺量对水泥性能是否有影响：

表3是实验组的水泥配方(表3节选自表1，编排形式稍有不同)：

表3：各实验组的水泥配方

按照GB175-2007《通用硅酸盐水泥》的要求对表3中各实验组制得的水泥进行性能检测，检测结果如表4(表4节选自表2，编排形式稍有不同)：

从表4可以看出，所制备的高性能水泥的凝结时间、SO₃含量、安定性等性能均在现有国标《通用硅酸盐水泥》要求的范围内，水泥3d胶砂抗压抗折强度随着混合材含量的增加逐渐减小，但大部分样品的强度均分别大于国标要求的15MPa和3.5MPa，28d和90d抗压抗折强度也大部分大于52.5MPa和7.0MPa，远超过了国标《通用硅酸盐水泥》中复合硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥对28d、90d胶砂强度的要求。可以看到，当矿粉与粉煤灰的掺量比在3.5-5.0的范围内，随着两种混合材总掺量的增加，水泥的抗压、抗折强度变化并不大。因此，当矿粉与粉煤灰的掺量比在3.5-5.0之间，可以提高矿粉和粉煤灰的总掺量至50％，减少熟料的用量，制备出高性能水泥产品。

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上述实施例的限制，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)

1.一种混合材掺量大的高性能水泥，含有矿粉和粉煤灰，其特征在于：矿粉和粉煤灰的用量之和占水泥质量的15-50％，矿粉与粉煤灰的用量比为(3.5-5.0):1。

2.根据权利要求1所述的高性能水泥，其特征在于：还含有石膏和水泥熟料。

3.根据权利要求2所述的高性能水泥，其特征在于：所述的石膏是经过烘干脱水的脱硫石膏。

4.根据权利要求2所述的高性能水泥，其特征在于：所述的水泥熟料是C₃A＜5％的硅酸盐水泥。

5.权利要求1-4任一项所述的高性能水泥的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

将石膏和水泥熟料混合后粉磨至比表面积为370m²/kg，将矿粉和粉煤灰分别粉磨至比表面积为350m²/kg；将粉磨好的各物料混匀，即得高性能水泥产品。