CN1048703C - 一种抗碱－集料反应水泥 - Google Patents

一种抗碱－集料反应水泥 Download PDF

Info

Publication number
CN1048703C
CN1048703C CN95105990A CN95105990A CN1048703C CN 1048703 C CN1048703 C CN 1048703C CN 95105990 A CN95105990 A CN 95105990A CN 95105990 A CN95105990 A CN 95105990A CN 1048703 C CN1048703 C CN 1048703C
Authority
CN
China
Prior art keywords
cement
alkali
aggregate
weight
aggregate reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN95105990A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1137497A (zh
Inventor
唐明述
曹辰
许仲梓
邓敏
兰祥辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NANJING CHEMICAL UNIV
DEGAO CEMENT NEW TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co BEIJING
Original Assignee
NANJING CHEMICAL UNIV
DEGAO CEMENT NEW TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co BEIJING
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NANJING CHEMICAL UNIV, DEGAO CEMENT NEW TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co BEIJING filed Critical NANJING CHEMICAL UNIV
Priority to CN95105990A priority Critical patent/CN1048703C/zh
Publication of CN1137497A publication Critical patent/CN1137497A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1048703C publication Critical patent/CN1048703C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • 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
    • 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
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/10—Compositions or ingredients thereof characterised by the absence or the very low content of a specific material
    • C04B2111/1025—Alkali-free or very low alkali-content materials
    • 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
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/10—Compositions or ingredients thereof characterised by the absence or the very low content of a specific material
    • C04B2111/1062—Halogen free or very low halogen-content materials
    • 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
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/2023—Resistance against alkali-aggregate reaction

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

一种新型的特种水泥-抗碱-集料反应水泥，它是由普通的高碱硅酸盐水泥熟料，复合活性混合材和少量化学外加剂构成。其特征是混合材被机械和化学活化，水泥熟料品质合乎同标号硅酸盐水泥质量要求，复合的化学活化剂对混凝土强度和耐久性有利而无害。复合活性混合材占水泥的比例按集料碱活性大小而定，由强度发展分布525R，525，425R，425四个标号。用于现场浇注和预制钢筋混凝土和素混凝土，确保使用硅质碱活性集料时不发生碱-集料反应破坏。

Description

一种抗碱-集料反应水泥
本发明是关于一种新型的抗碱-集料反应水泥，具体地说是一种能确保混凝土使用硅质碱活性集料时，不发生碱-集料反应破坏的新品种水泥。
碱-集料反应是指混凝土中的碱活性集料与水泥、外加剂和环境中的碱发生破坏性的膨胀反应，其结果导致工程混凝土的破坏。自1940年被发现和命名以来，已造成全世界数十个国家的一大批重大混凝土工程破坏，经济损失高达数千亿美元，成为造成混凝土结构破坏的最主要因素之一。许多科学家将其称为混凝土的“癌症”。目前防治碱-集料反应的主要方法有两类，一是使用非活性集料，二是使用低碱水泥(水泥碱含量＜0.6％等当量Na2O)。但由于工程成本要求和原料分布的特殊性，实际情况中往往选择不到非活性集料或低碱水泥，或者作出这样的选择要大幅度提高工程造价。例如，中国的华北和东北地区就是这样，现有水泥基本上都是高碱水泥，而且大面积分布着碱活性集料。
抗碱-集料反应的另一措施是在混凝土或水泥中掺活性混合材，要求混合材掺量必须大到足以抑制碱-集料反应的程度。这一措施往往造成几种工程困难，一是大量掺混合材后影响混凝土或水泥的强度和耐久性，二是控制量不当反而会促进碱-集料反应；三是对不同工程、不同集料、不同水泥情况都必须做大量试验研究，巨大的工作量使得该方法难以在实际工程中应用。
目前现有水泥品种主要有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣、粉煤灰、火山灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥、高铝水泥以及其它特种水泥(如白水泥、抗硫酸盐水泥、油井水泥、铁铝和硫铝酸盐水泥等)。大量使用于混凝土的是硅酸盐类水泥，而其中的普通硅酸盐水泥中虽掺有一定混合材，但掺量不足以防止碱-集料反应。矿渣硅酸盐水泥中的矿渣对抑制碱-集料反应效果不显著。粉煤灰硅酸盐水泥若将粉煤灰掺量大到足以防止碱-集料反应的程度，则必然早强性能不良，不能满足工程施工进度要求。其他少数特种水泥虽有抗碱-集料反应性能，但价格昂贵，无法大量使用于普通混凝土工程。
本发明的目的就在于提供一种新型的抗碱-集料反应水泥，它具有抗碱-集料反应的性能，兼有早强、流动性好、高耐久性能，适用于所有现场浇注和预制钢筋混凝土和素混凝土。
本发明的抗碱-集料反应水泥主要由水泥熟料、复合化学活性剂通过特殊的复合而成。特殊的复合方式以最大限度提高抗碱-集料反应性能、强度性能和耐久性能为宗旨。对水泥中各组分的品质也有特殊的要求。简单地说，本发明是采用特定要求的水泥熟料，选择对抗碱-集料反应性能好，对强度和耐久性能有利的混合材，通过机械活化和化学活化，按集料碱活性大小进行熟料和混合材配合成的抗碱-集料反应水泥。具体配方范围为60～80％(重量)硅酸盐水泥熟料，20-40％(重量)复合混合材，0-4％(重量)复合化学活化剂。
本发明水泥中的主要成分是所述的硅酸盐水泥熟料，其品质应至少达到相同标号纯硅酸盐水泥的国家标准中的各项指标。各项指标优于标准值越多越好。例如，水泥熟料标号越高越好，游离氧化钙越低越好。对于28天熟料强度分别达到59MPa和61MPa的两种水泥熟料，优先选用强度为61MPa的熟料。同时，选择的水泥熟料是高碱水泥熟料，其中碱含量大于0.6％且小于1.3％等当量Na2O。选择的水泥熟料碱含量越低越好，例如对于碱含量分别为1.2％和0.9％的水泥熟料，宁可选择后者。
本发明中选择的活性混合材原料，其品质要求在于足够量的活性组分，其中惰性矿物越少越好。例如，对于活性组分含量分别为95％和85％的混合材，宁可选择前者。混合材品种可分为A和B两类，不同混合材有的对抑制碱-集料反应特别有效，有的对水泥强度和耐久性较有利。因而，必须兼顾综合性能和成本要求。混合材品种通过这种选择，按不同配比混合成复合混合材。例如，对于所述的性能要求，宁可选择A和B两种混合材的复合混合材，而不选择单一B种混合材。所述的复合混合材由混合材A和B复合而成，且被机械和化学活化。通过熟料和复合混合材及复合活化剂共磨，使本发明所述水泥的比表面积为350～500m2/kg。混合材A为烧失量低于6％且氧化硅含量高于40％的硅质材料，其占复合混合材的比例为85～100％(重量)，混合材B为另一种氧化硅含量高于50％的硅质材料，其占复合混合材的比例为0～15％(重量)。
为使本发明水泥达到抗碱-集料反应性能以及高早强、流动性和耐久性好的目的。对活性混合材最好采取机械活化和化学活化措施。例如，对于公知的机械活化后比表面积达500m2/kg和300m2/kg的混合材，最好采用500m2/kg表面积的混合材。混合材机械活化后的比表面积越高越好，品格缺陷越多越好。在机械活化的同时，最好也采用化学活化，既能促进机械活化的效果，又能使混合材化学活性增加。例如，对于单用机械活化和机械活化与化学活化结合两种情况，最好选择后者。
如上所述的化学活化剂，必须采用无碱、无氯型活化剂，方能既有活化效果，对水泥其它性能又有改善。采用的有机-无机复合活化剂，最好兼顾各性能的要求，有利组分越多越好。例如，X，Y二种化学活化剂，分别对水泥某二种性能有利，则最好使用X，Y复合型活化剂，而不要采用单一种活化剂。所述的复合化学活化剂由活化剂X和活化剂Y复合成，其中X为醇胺类活化剂，占0-20％(重量)，Y为无碱、无氯的无机盐类，占80～100％(重量)
上述活化剂的掺量按生产525R，525，425R，425不同标号的抗碱-集料反应水泥而定。在确保生产水泥达到相应指标情况下，按照廉价的要求，掺量越低越好。例如，对于掺量分别为4％和3％(按水泥重量计)的情况，最好选择后者。
本发明所述的抗碱-集料反应水泥中，水泥熟料与混合材比例应按照集料碱活性的大小而定。集料碱活性越高，混合材所占比例越大。例如，对于高碱集料混合材掺量应在30～40％(重量)范围内。同样，如果集料碱活性较小，可适量地降低混合材掺量，比如说20-30％(重量)。本发明所述水泥的力学性能为：3天抗折强度和抗压强度分别达到6.5Ma和35.2MPa，28天则分别达到8.9和70.1MPa，水/灰比较纯硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥低5％。使用本发明水泥，在使用活性集料时膨胀性能显著低于使用低碱水泥的情况，而使用低碱水泥是国际公认的抗碱-集料反应方法。因此，使用本发明水泥能确保工程使用碱集料时不发生碱-集料反应破坏。
本发明所述的抗碱-集料反应水泥具有广泛的适用性，它不仅能确保使用碱活性硅质集时不发生碱-集料反应破坏，同时具有高早强(可达525R)、流动性好和耐久性好等优良性能。例如：由含碱量为1.06％(等当量Na2O)的熟料所制成的本发明水泥，其与碱活性集料的高温养护膨胀试验，所得的膨胀量比在同样试验条件下的低碱水泥(等当量Na2O为0.58％，符合ASTM标准)所得的膨胀量还要低31％，说明本发明所述水泥具有比低碱水泥更好的抗碱-集料反应性能。而其强度(3、7天抗折和3、7天抗压)分别达到5.47、8.18、26.8、55.10MPa，都超过了普通硅酸盐水泥525R为国家标准。与此同时，该水泥的标准稠度需水量比同标号硅酸盐水泥要低5％左右。该水泥的生产成本与同标号硅酸盐水泥相近，使用方法与其他水泥品种相同，生产方法与现有硅酸盐水泥基本相同。为解决中国或其他国家的碱-集料反应问题，确保工程混凝土的安全性，避免巨大经济和社会损失，提供一种切实有效的材料。

Claims (1)

1.一种抗碱-集料反应水泥，其特征在于：所述的水泥配方为：
  硅酸盐水泥熟料           60～80％(重量)
  复合型混合材             20～40％(重量)
  复合型化学活化剂         0～4％(重量)
其中所述熟料是高碱水泥熟料，碱含量大于0.6％且小于1.3％等当量Na2O所述复合型混合材由烧失量低于6％且氧化硅含量高于40％的无机硅质材料和另一种氧化硅含量高于50％的硅质材料分别按占混合材总量85～100％(重量)及0～15％(重量)的比例复合而成，所说的复合化学活化剂由占0～20％(重量)的醇胺类活化剂和占80～100％(重量)的无机无碱、无氯盐类复合而成，所述水泥的比表面积为350～500m2/kg。
CN95105990A 1995-06-08 1995-06-08 一种抗碱－集料反应水泥 Expired - Fee Related CN1048703C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN95105990A CN1048703C (zh) 1995-06-08 1995-06-08 一种抗碱－集料反应水泥

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN95105990A CN1048703C (zh) 1995-06-08 1995-06-08 一种抗碱－集料反应水泥

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1137497A CN1137497A (zh) 1996-12-11
CN1048703C true CN1048703C (zh) 2000-01-26

Family

ID=5075714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN95105990A Expired - Fee Related CN1048703C (zh) 1995-06-08 1995-06-08 一种抗碱－集料反应水泥

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1048703C (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107117845B (zh) * 2017-06-28 2021-02-26 重庆大学 一种抑制混凝土碱硅酸反应的方法
CN108516706A (zh) * 2018-04-25 2018-09-11 中国科学院青海盐湖研究所 一种特种水泥及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1069250A (zh) * 1992-06-29 1993-02-24 陈鸣 增大水泥混合材掺入量的配方
CN1092390A (zh) * 1993-12-28 1994-09-21 浙江大学 用硫酸铝渣作水泥生料原料和混合材的水泥生产工艺

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1069250A (zh) * 1992-06-29 1993-02-24 陈鸣 增大水泥混合材掺入量的配方
CN1092390A (zh) * 1993-12-28 1994-09-21 浙江大学 用硫酸铝渣作水泥生料原料和混合材的水泥生产工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN1137497A (zh) 1996-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106082724B (zh) 一种高早强、高抗蚀硅酸盐水泥及其制备方法
US5383967A (en) Natural silica-containing cement and concrete composition
CN1166580C (zh) 纤维抗渗防裂混凝土
CN102199025B (zh) 一种以钢渣为集料的结构加固材料
CN103253921B (zh) 一种抗氯盐侵蚀的水泥混凝土及其制备方法
CN106242429A (zh) 一种高韧性混杂纤维增强混凝土及其制备方法
CN102173612B (zh) 一种高速公路路基缓凝水泥
CN103803918A (zh) 一种掺有瓷粉废料的水泥基微膨胀裂缝修补砂浆及使用方法
CN101289304A (zh) 海洋工程混凝土保护层强化材料及其生产方法
CN107399948A (zh) 掺加铁尾矿砂的高强度混凝土及其制备和应用
CN105669072A (zh) 用高硅铁尾矿生产的高性能混凝土复合掺合料
CN101786822A (zh) 一种高抗渗微晶自愈型水泥外加剂
CN109912280A (zh) 一种抗渗混凝土及其制备方法
CN101885589A (zh) 复合硫酸盐水泥
CN113292306A (zh) 一种巷旁充填材料
CN101948255A (zh) 一种低熟料用量、高折压比复合水泥的制备方法
CN110436801A (zh) 一种高抗折复合硅酸盐水泥及制备方法
CN110451885A (zh) 一种基于材料粒度匹配设计的高强超高程泵送混凝土降粘调控方法
CN100408503C (zh) 建筑砂浆用胶结材及其生产方法
CN114180914A (zh) 应用河卵石制备的高强混凝土
CN1048703C (zh) 一种抗碱－集料反应水泥
CN102964076A (zh) 一种无碱无氯增强型粉状混凝土速凝剂
CN100410201C (zh) 建筑用钢渣砂浆
CN112174553A (zh) 一种复合激活低钙粉煤灰水泥及其制备方法
CN111925176A (zh) 新型高性能生态艺术水泥材料及其制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C57 Notification of unclear or unknown address
DD01 Delivery of document by public notice

Addressee: Degao Cement New Technology Development Co., Beijing

Document name: payment instructions

C57 Notification of unclear or unknown address
DD01 Delivery of document by public notice

Addressee: Degao Cement New Technology Development Co., Beijing

Document name: Notification of Termination of Patent Right

C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee