CN105753406A - 一种掺低温烧粘土的复合胶凝材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种掺低温烧粘土的复合胶凝材料及其制备方法。该复合胶凝材料由硅酸盐水泥、低温烧粘土、矿渣粉、粉煤灰、石膏和膨胀剂组成。本发明中，低温烧粘土为经550℃?600℃煅烧的煤系高岭土，具有很高的火山灰活性。本发明产品制备工艺简单，并且可使大量工业废弃物得到利用，不仅能缓解矿渣粉和粉煤灰数量不足和分布不均的压力，同时还能提高胶凝材料中混合材的比例，减少水泥比例，起到节能降耗和节约资源的作用，可用于制备建筑砂浆、公路垫层、加气混凝土及大体积混凝土等，降低成本。

Description

一种掺低温烧粘土的复合胶凝材料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种掺低温烧粘土的复合胶凝材料及其制备方法。
背景技术
在建筑材料的生产制造过程中，人们广泛地使用着一种被称之为活性混合材的材料。在水泥生产过程中，利用废弃物混合材既可以减少水泥熟料用量，降低水泥生产成本，又能通过对废弃物的再生利用，减少对环境的污染，同时还可以改善水泥的性能(如降低水化热、增强抗蚀性以及抑制碱骨料反应等)，使水泥产品能够满足不同场合的需求。
近年来，我国水泥产量连年增长，2014年我国水泥产量达到24.67亿t。如果按照35%的混合材掺加量计算，每年混合材的需求量将超过8.63亿t，即使按照30%的掺加量计算，水泥混合材的需求量依然超过7亿t。因此依靠工业废弃物作为混合材的水泥行业很难获得足够数量的符合标准要求的资源。从我国矿渣和粉煤灰的资源特点来看，它们的数量不足以满足水泥工业对混合材的需求，而且资源分布不均，矿渣多分布在大型钢厂周围，粉煤灰多数集中在煤炭产区，这与水泥企业的分散布局存在很大矛盾。因此，探索新的水泥混合材是水泥工业节能降耗和节约资源的重要课题。
我国是煤炭资源大国，同时也是煤系高岭土资源十分丰富的国家。煤系高岭土作为一种富含高岭石的粘土，由于其特殊的形成条件，常含有一些有机质，致使矿石呈灰色或黑色。这是导致煤系高岭土难以直接利用的原因。通过低温煅烧，煤系高岭土中的有机质被释放，同时煤系高岭土的活性也得到提高，这使煤系高岭土用作水泥混合材成为可能。因此，开发烧粘土类混合材替代部分水泥、矿渣粉和粉煤灰，制备复合胶凝材料，不仅能缓减矿渣和粉煤灰数量不足和分布不均的压力，进一步降低水泥用量，还能有效地利用煤系高岭土，减轻环境负荷、提高废弃物综合利用率，降低生产成本。
本发明制备的复合胶凝材料以硅酸盐水泥为主要胶凝材料，低温烧粘土、矿渣粉和粉煤灰为辅助胶凝材料，并且加入石膏和膨胀剂对复合胶凝材料进行改进。其使用方便，施工简单，早期强度发展快、后期强度高、无收缩、抗渗性和抗侵蚀性好，可以用于灌浆、砂浆及混凝土等建筑材料，具有很好的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本较低、废弃物利用率高且性能较好的掺低温烧粘土的复合胶凝材料及其制备方法。
本发明提出的掺低温烧粘土的复合胶凝材料，由硅酸盐水泥、低温烧粘土、矿渣粉、粉煤灰、石膏和膨胀剂组成，各组分的重量比为：
硅酸盐水泥 100
低温烧粘土 10-50
矿渣粉 5-25
粉煤灰 5-25
石膏 2-5
膨胀剂2-8
其中：所述低温烧粘土为煤系高岭土在550℃-600℃条件下煅烧，然后粉磨而成，其0.08mm方孔筛筛余量<8%，比表面积为(300-350)m2/kg。
各组份较佳的重量比为：
硅酸盐水泥 100
低温烧粘土 20-40
矿渣粉 10-20
粉煤灰 10-20
石膏 3-4
膨胀剂 4-6
本发明中，所述硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料(掺4%石膏)经粉磨制得，其0.08mm方孔筛筛余量为1%-4%，比表面积为(350-380)m2/kg。
本发明中，所述矿渣粉为S95矿渣粉或S105矿渣粉中的一种。
本发明中，所述粉煤灰为级高钙粉煤灰，其游离氧化钙含量≤3.0%，烧失量≤5.0%。
本发明中，所述石膏为电厂烟气脱硫石膏在80℃以下干燥除去自由水的非煅烧的脱硫石膏。
本发明中，所述膨胀剂为UEA干粉膨胀剂。
本发明提出的一种掺低温烧粘土的复合胶凝材料的制备方法，具体步骤如下：
(1) 低温烧粘土的制备：将煤系高岭土破碎至10mm以下，置于容器中，放入箱式电炉，快速升温至550℃-600℃，煅烧1小时，快速移出高温区并用风急冷，得到未粉磨的烧粘土；然后将冷却后的烧粘土与石膏一起粉磨至比表面积为(300-350)m2/kg，即可制备出所需要的低温烧粘土；
(2) 按重量比例称取硅酸盐水泥、低温烧粘土、矿渣粉、粉煤灰、石膏和膨胀剂，通过机械搅拌混合均匀后，即得所需产品。
本发明中，硅酸盐水泥作为主要的胶凝材料组分，低温烧粘土、矿渣粉和粉煤灰作为混合材，与硅酸盐水泥一起组成复合胶凝材料体系。硅酸盐水泥凝结速度较慢，早期强度较低、后期强度增长显著；低温烧粘土经过550℃-600℃的煅烧后，粘土中的高岭石脱水转化为不定形的偏高岭石，形成活性较高的SiO2和Al2O3，能够较快地与水泥熟料矿物水化过程中释放出来的Ca(OH)2发生反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，因而减少了熟料水化生成物Ca(OH)2，加速了水泥熟料的水化。另外低温烧粘土属多孔粉体，亲水性较强，在浆体中起到蓄水作用，在水泥持续水化过程中需要用水时，低温烧粘土吸附的水又能逐渐释放出来，对水泥的水化起到自养护作用。
矿渣粉成分与水泥熟料相似，其中SiO2、CaO和Al2O3总含量约达90%，活性较高，其水化生成的水化硅酸钙凝胶和水化铝酸钙凝胶能够促进体系的强度发展，起到复合胶凝效应和微集料效应。高钙粉煤灰通常是指火力发电厂采用褐煤、次烟煤作为燃料而排放出的一种CaO成分较高的粉煤灰，是一种既含有一定数量水硬性晶体矿物，又含有潜在活性物质的材料。采用矿渣粉和高钙粉煤灰复合掺加，充分发挥两者的活性，对整个复合胶凝材料体系的早期强度和后期强度都能起到很大的作用。
石膏首先作为水泥调凝剂，起缓凝效果，使水泥凝结时间符合国标和用户要求；其次作为硫酸盐激发剂，可激发矿渣粉、粉煤灰等工业废渣的活性从而提高掺矿渣粉、粉煤灰水泥的强度；并且适量的石膏还可改善水泥性能，如强度、收缩性能和抗腐蚀性能。
膨胀剂能在水泥水化、硬化过程中生成大量的膨胀型结晶水化产物钙矾石，填充到混凝土(包括砂浆和净浆)微孔中，产生适度膨胀，进而降低混凝土收缩，抑制混凝土早期收缩开裂，同时，使混凝土结构更加致密，有效阻碍了混凝土内外的离子交换以及气体交换等，从而增强了混凝土的耐久性。
本发明的有益效果在于：本发明为一种掺低温烧粘土的复合胶凝材料，其制备工艺简单，并且可使大量工业废弃物得到利用，同时还能提高胶凝材料中混合材的比例，减少水泥比例，起到节能降耗和节约资源的作用。本发明产品以硅酸盐水泥为主要胶凝材料，以低温烧粘土、矿渣粉和粉煤灰作为辅助胶凝材料，同时掺加石膏和膨胀剂对复合胶凝材料相关性能进行改善。该复合胶凝材料早期强度发展快、后期强度高、无收缩、抗渗性和抗侵蚀性好，既可用于配制建筑砂浆、公路垫层，也可用于生产加气混凝土及大体积混凝土等，具有很好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例1，一种掺低温烧粘土的复合胶凝材料，将煤系高岭土破碎后在550℃下煅烧1小时，煅烧后的煤系高岭土用风急冷，将冷却后的烧粘土与石膏一起粉磨至比表面积为300m2/kg；然后与硅酸盐水泥、矿渣粉、粉煤灰和膨胀剂一起混合均匀即得复合胶凝材料。各组分重量比为：硅酸盐水泥100，低温烧粘土10，S95矿渣粉5，粉煤灰5，石膏2，膨胀剂2。性能测试结果见表1。
实施例2，一种掺低温烧粘土的复合胶凝材料，将煤系高岭土破碎后在550℃下煅烧1小时，煅烧后的煤系高岭土用风急冷，将冷却后的烧粘土与石膏一起粉磨至比表面积为350m2/kg；然后与硅酸盐水泥、矿渣粉、粉煤灰和膨胀剂一起混合均匀即得复合胶凝材料。各组分重量比为：硅酸盐水泥100，低温烧粘土30，S95矿渣粉15，粉煤灰15，石膏3，膨胀剂5。性能测试结果见表1。
实施例3，一种掺低温烧粘土的复合胶凝材料，将煤系高岭土破碎后在600℃下煅烧1小时，煅烧后的煤系高岭土用风急冷，将冷却后的烧粘土与石膏一起粉磨至比表面积为350m2/kg，然后与硅酸盐水泥、矿渣粉、粉煤灰和膨胀剂一起混合均匀即得复合胶凝材料。各组分重量比为：硅酸盐水泥100，低温烧粘土50，S105矿渣粉25，粉煤灰25，石膏5，膨胀剂8。性能测试结果见表1。
表1 实施例性能测试结果

Claims (8)

1.一种掺低温烧粘土的复合胶凝材料，其特征在于由硅酸盐水泥、低温烧粘土、矿渣粉、粉煤灰、石膏和膨胀剂组成，各组分的重量比为：
硅酸盐水泥 100
低温烧粘土 10-50
矿渣粉 5-25
粉煤灰 5-25
石膏 2-5
膨胀剂 2-8
所述低温烧粘土为煤系高岭土在550℃-600℃条件下煅烧，然后粉磨而成的，其0.08mm方孔筛筛余量<8%，比表面积为(300-350)m2/kg。
2.根据权利要求1所述的一种掺低温烧粘土的复合胶凝材料，其特征在于各组份重量比为：
硅酸盐水泥 100
低温烧粘土 20-40
矿渣粉 10-20
粉煤灰 10-20
石膏 3-4
膨胀剂 4-6。
3.根据权利要求1所述的一种掺低温烧粘土的复合胶凝材料，其特征在于所述硅酸盐水泥由掺4%石膏的硅酸盐水泥熟料经粉磨制得，其0.08mm方孔筛筛余量为1%-4%，比表面积为(350-380)m2/kg。
4.根据权利要求1所述的一种掺低温烧粘土的复合胶凝材料，其特征在于所述矿渣粉为S95矿渣粉或S105矿渣粉中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种掺低温烧粘土的复合胶凝材料，其特征在于所述粉煤灰为I级高钙粉煤灰，其游离氧化钙含量≤3.0%，烧失量≤5.0%。
6.根据权利要求1所述的一种掺低温烧粘土的复合胶凝材料，其特征在于所述石膏为电厂烟气脱硫石膏在80℃以下干燥除去自由水的非煅烧的脱硫石膏。
7.根据权利要求1所述的一种掺低温烧粘土的复合胶凝材料，其特征在于所述膨胀剂为UEA干粉膨胀剂。
8.一种如权利要求1所述的一种掺低温烧粘土的复合胶凝材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
(1) 低温烧粘土的制备：将煤系高岭土破碎至10mm以下，置于容器中，放入箱式电炉，快速升温至550℃-600℃，煅烧1小时，快速移出高温区并用风急冷，得到未粉磨的烧粘土；
(2)然后将冷却后的烧粘土与石膏一起粉磨至比表面积为(300-350)m2/kg，即可制备出所需要的低温烧粘土；
(3) 按前述重量比例称取硅酸盐水泥、低温烧粘土、矿渣粉、粉煤灰、石膏和膨胀剂，通过机械搅拌混合均匀后，即得所需产品。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108395127A (zh) * 2018-04-12 2018-08-14 济南大学 一种烧粘土型磷铝酸盐水泥胶凝材料
CN110482986A (zh) * 2019-09-18 2019-11-22 贵州中能高新材料有限公司 一种石膏复合胶凝材料的加工方法
JPWO2021260860A1 (zh) * 2020-06-24 2021-12-30
WO2021260859A1 (ja) * 2020-06-24 2021-12-30 一般財団法人先端建設技術センター 膨張抑制材の製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1721876A1 (en) * 2005-05-09 2006-11-15 Sika, S.A. Process for the preparation of self-levelling mortar and binder used in it
CN101172824A (zh) * 2007-10-16 2008-05-07 南京航空航天大学 三维定向纤维增强水泥基复合材料
CN102617057A (zh) * 2011-11-30 2012-08-01 中国人民解放军63653部队 一种低热复合胶凝材料
CN103319105A (zh) * 2013-07-01 2013-09-25 湖南省湘维有限公司 一种无机防水胶凝材料及其制造方法
CN104211314A (zh) * 2014-09-05 2014-12-17 欧国文 胶凝材料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1721876A1 (en) * 2005-05-09 2006-11-15 Sika, S.A. Process for the preparation of self-levelling mortar and binder used in it
CN101172824A (zh) * 2007-10-16 2008-05-07 南京航空航天大学 三维定向纤维增强水泥基复合材料
CN102617057A (zh) * 2011-11-30 2012-08-01 中国人民解放军63653部队 一种低热复合胶凝材料
CN103319105A (zh) * 2013-07-01 2013-09-25 湖南省湘维有限公司 一种无机防水胶凝材料及其制造方法
CN104211314A (zh) * 2014-09-05 2014-12-17 欧国文 胶凝材料及其制备方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108395127A (zh) * 2018-04-12 2018-08-14 济南大学 一种烧粘土型磷铝酸盐水泥胶凝材料
CN110482986A (zh) * 2019-09-18 2019-11-22 贵州中能高新材料有限公司 一种石膏复合胶凝材料的加工方法
JPWO2021260860A1 (zh) * 2020-06-24 2021-12-30
WO2021260860A1 (ja) * 2020-06-24 2021-12-30 一般財団法人先端建設技術センター 膨張抑制材の製造方法
WO2021260859A1 (ja) * 2020-06-24 2021-12-30 一般財団法人先端建設技術センター 膨張抑制材の製造方法
JPWO2021260859A1 (zh) * 2020-06-24 2021-12-30
JP7142810B2 (ja) 2020-06-24 2022-09-27 一般財団法人先端建設技術センター 膨張抑制材の製造方法
JP7142809B2 (ja) 2020-06-24 2022-09-27 一般財団法人先端建設技術センター 膨張抑制材の製造方法

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