CN106746782B - 核电低热水泥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种核电低热水泥及其制备方法，其制备方法包括：1)将石灰石、粘土、粒化增钙液态渣和铁粉混合磨成粉末，得到核电低热硅酸盐水泥生料；2)将所述的核电低热硅酸盐水泥生料在1350‑1450℃煅烧，得到核电低热硅酸盐水泥熟料；3)将所述的核电低热硅酸盐水泥熟料、混合材料、石膏和助磨剂混合，共同粉磨至320‑360m2/kg，得到核电低热水泥；其中，所述的核电低热水泥，以重量百分比计，其组分包括：核电低热硅酸盐水泥熟料：75‑94％；混合材料：1‑20％，为矿渣、硅灰、偏高岭土和粒化增钙液态渣中的至少一种；石膏：4‑6％；助磨剂：0.5‑1％。本发明的核电低热水泥的3d水化热≤192kJ/kg，7d水化热≤240kJ/kg，3d强度≥18.0MPa，28d强度≥49.0MPa，适用于核电工程建设。

Description

核电低热水泥及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种水泥及其制备方法，特别是涉及一种核电低热水泥及其制备方法。
背景技术
基于当今世界越来越重视温室气体排放、气候变暖，积极推进核能发电是我国能源建设的一项重要政策，核能发电具有污染物质排放量少，属于清洁能源；不会产生加重地球温室效应的二氧化碳；核燃料能量密度高、体积小，运输与储存都很方便；核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，不易受到国际经济形势影响，故发电成本较其它发电成本低。
核电低热水泥主要运用于建设核电站，具有低水化热、高强度、干缩性小等特性。因此，核电水泥不但要满足低热水泥的水化热标准，而且还要满足道路水泥的干缩率要求和普通硅酸盐水泥的强度要求，以及工程本身所要求的特殊要求，要同时满足多品种水泥不同的技术指标要求，指标范围窄，生产难度大。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种新型的核电低热水泥及其制备方法，所要解决的技术问题是使其水泥强度高、水化热低，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种核电低热水泥的制备方法，其包括：
1)将石灰石、粘土、粒化增钙液态渣和铁粉混合磨成粉末，得到核电低热硅酸盐水泥生料；
2)将所述的核电低热硅酸盐水泥生料在1350-1450℃煅烧，得到核电低热硅酸盐水泥熟料；
3)将所述的核电低热硅酸盐水泥熟料、混合材料、石膏和助磨剂混合，共同粉磨至320-360m2/kg，得到核电低热水泥；
其中，所述的核电低热水泥，以重量百分比计，其组分包括：
核电低热硅酸盐水泥熟料：75-94％；
混合材料：1-20％，为矿渣、硅灰、偏高岭土和粒化增钙液态渣中的至少一种；
石膏：4-6％；
助磨剂：0.5-1％。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的核电低热水泥的制备方法，其中所述的核电低热硅酸盐水泥生料，以重量百分比计，其组分包括：
石灰石：70-85％；
粘土：5-15％；
粒化增钙液态渣：5-10％；
铁粉：3-10％。
优选的，前述的核电低热水泥的制备方法，其中所述的核电低热硅酸盐水泥熟料，以重量百分比计，其矿物成分为：
C3S：35-50％；
C2S：35-44％；
C3A：2-4％；
C4AF：8-17％。
优选的，前述的核电低热水泥的制备方法，其中所述的矿渣为粒化高炉矿渣。
优选的，前述的核电低热水泥的制备方法，其中所述的硅灰的比表面积大于20000m2/kg，二氧化硅质量含量大于90％。
优选的，前述的核电低热水泥的制备方法，其中所述的偏高岭土的二氧化硅和三氧化二铝合量大于90％。
优选的，前述的核电低热水泥的制备方法，其中所述的助磨剂包括三异丙醇胺、二乙二醇、月桂醇硫酸酯铵、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠和2,4-二甲苯磺酸。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种核电低热水泥，以重量百分比计，其组分包括：
核电低热硅酸盐水泥熟料：75-94％；
混合材料：1-20％，为矿渣、硅灰、偏高岭土和粒化增钙液态渣中的至少一种；
石膏：4-6％；
助磨剂：0.5-1％。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的核电低热水泥，其中所述的核电低热硅酸盐水泥熟料其矿物组成为(重量百分比)：C3S：35-50％，C2S：35-44％，C3A：2-4％，C4AF：8-17％；所述的矿渣为粒化高炉矿渣；所述的硅灰的比表面积大于20000m2/kg，二氧化硅质量含量大于90％；所述的偏高岭土的二氧化硅和三氧化二铝合量大于90％；所述的助磨剂包括三异丙醇胺、二乙二醇、月桂醇硫酸酯铵、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠和2,4-二甲苯磺酸。
优选的，前述的核电低热水泥，其中所述的核电低热水泥的3d水化热≤192kJ/kg，7d水化热≤240kJ/kg，3d强度≥18.0MPa，28d强度≥49.0MPa，28d氯离子扩散系数≤1.0×10-12m2/s，28d抗侵蚀系数Kc≥1.2。
借由上述技术方案，本发明核电低热水泥及其制备方法至少具有下列优点：本发明的核电低热水泥采用矿渣、硅灰、偏高岭土和粒化增钙液态渣作为混合材料，粒化增钙液态渣能够提高熟料的饱和度，从而使核电低热水泥的3d水化热≤192kJ/kg，7d水化热≤240kJ/kg，3d强度≥18.0MPa，28d强度≥49.0MPa，适用于核电工程。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的核电低热水泥及其制备方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
本发明的一个实施例提出的一种核电低热水泥的制备方法，其包括：
1)将石灰石、粘土、粒化增钙液态渣和铁粉混合磨成150-200目粉末，得到核电低热硅酸盐水泥生料；
2)将所述的核电低热硅酸盐水泥生料在1350-1450℃煅烧30-40min，得到核电低热硅酸盐水泥熟料；
3)将所述的核电低热硅酸盐水泥熟料、混合材料、石膏和助磨剂混合，共同粉磨至320-360m2/kg，得到核电低热水泥；
其中，所述的核电低热水泥，以重量百分比计，其组分包括：
核电低热硅酸盐水泥熟料：75-94％；
混合材料：1-20％，为矿渣、硅灰、偏高岭土和粒化增钙液态渣中的至少一种；
石膏：4-6％；
助磨剂：0.5-1％。
其中，所述的核电低热硅酸盐水泥生料，以重量百分比计，其组分包括：
石灰石：70-85％；
粘土：5-15％；
粒化增钙液态渣：5-10％；
铁粉：3-10％。
其中核电低热硅酸盐水泥熟料，以重量百分比计，其矿物成分为：C3S：35-50％，C2S：35-44％，C3A：2-4％，C4AF：8-17％；矿渣为粒化高炉矿渣，为S95矿渣粉或S105矿渣粉；硅灰的比表面积大于20000m2/kg，二氧化硅质量含量大于90％；偏高岭土的二氧化硅和三氧化二铝合量大于90％；助磨剂包括三异丙醇胺、二乙二醇、月桂醇硫酸酯铵、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠和2,4-二甲苯磺酸。本发明的核电低热水泥采用矿渣、硅灰、偏高岭土和粒化增钙液态渣作为混合材料，粒化增钙液态渣能够提高熟料的饱和度，从而使核电低热水泥水化热低并且强度高。
本发明的另一实施例提出一种核电低热水泥，以重量百分比计，其组分包括：
核电低热硅酸盐水泥熟料：75-94％；
混合材料：1-20％，为矿渣、硅灰、偏高岭土和粒化增钙液态渣中的至少一种；
石膏：4-6％；
助磨剂：0.5-1％。
核电低热水泥的3d水化热≤192kJ/kg，7d水化热≤240kJ/kg，3d强度≥18.0MPa，28d强度≥49.0MPa，28d氯离子扩散系数≤1.0×10-12m2/s，28d抗侵蚀系数Kc≥1.2。
本发明实施例1-4的低热硅酸盐水泥生料组成如表1所示。
表1低热硅酸盐水泥生料组成(重量百分比)
低热硅酸盐水泥是通过将石灰石、粘土、粒化增钙液态渣、铁粉混合均匀粉磨至150-200目，得到低热硅酸盐水泥生料，将低热硅酸盐水泥生料在新型水泥干法窑系统内进行煅烧，制得核电低热硅酸盐水泥熟料。实施例1-4的核电低热硅酸盐水泥熟料的矿物组成如表2所示。
表2海工低热硅酸盐水泥熟料矿物组成(重量百分比)
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
C<sub>3</sub>S 35％ 50％ 45％ 50％
C<sub>2</sub>S 44％ 38％ 43％ 35％
C<sub>3</sub>A 4％ 2％ 4％ 3％
C<sub>4</sub>AF 17％ 10％ 8％ 12％
将核电低热硅酸盐水泥熟料、混合材料、石膏和助磨剂混合，共同粉磨至320-360m2/kg，得到核电低热水泥。实施例1-4的核电低热水泥的组成如表3所示。
表3核电低热水泥的组成(重量百分比)
将实施例1-4所得水泥粉磨至320-360m2/kg后，进行水泥的物理性能测试，结果如表4所示。
表4实施例核电低热水泥的物理性能
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种核电低热水泥的制备方法，其特征在于，其包括：
1）将石灰石、粘土、粒化增钙液态渣和铁粉混合磨成粉末，得到核电低热硅酸盐水泥生料；
2）将所述的核电低热硅酸盐水泥生料在1350-1450℃煅烧，得到核电低热硅酸盐水泥熟料；
3）将所述的核电低热硅酸盐水泥熟料、混合材料、石膏和助磨剂混合，共同粉磨至320-360m2/kg，得到核电低热水泥；
其中，所述的核电低热水泥，以重量百分比计，其组分包括：
核电低热硅酸盐水泥熟料：75-94%；
混合材料：1-20%，所述混合材料为矿渣、硅灰、偏高岭土和粒化增钙液态渣；或者，所述混合材料为粒化增钙液态渣；
石膏：4-6%；
助磨剂：0.5-1%；
所述的核电低热硅酸盐水泥生料，以重量百分比计，其组分包括：
石灰石：70-85%；
粘土：10-20%；
粒化增钙液态渣：5-10%；
铁粉：1-5%；
上述各组分重量百分比之和为100%；
所述的核电低热硅酸盐水泥熟料，以重量百分比计，其矿物成分为：
C3S：35-50%；
C2S：35-44%；
C3A：2-4%；
C4AF：8-17%。
2.根据权利要求1所述的核电低热水泥的制备方法，其特征在于，所述的矿渣为粒化高炉矿渣。
3.根据权利要求1所述的核电低热水泥的制备方法，其特征在于，所述的硅灰的比表面积大于20000m2/kg，二氧化硅质量含量大于90%。
4.根据权利要求1所述的核电低热水泥的制备方法，其特征在于，所述的偏高岭土的二氧化硅和三氧化二铝合量大于90%。
5.根据权利要求1所述的核电低热水泥的制备方法，其特征在于，所述的助磨剂包括三异丙醇胺、二乙二醇、月桂醇硫酸酯铵、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠和2,4-二甲苯磺酸。
6.一种权利要求1-5任一项所述的方法制备的核电低热水泥。
7.根据权利要求6所述的核电低热水泥，其特征在于，所述的矿渣为粒化高炉矿渣；所述的硅灰的比表面积大于20000m2/kg，二氧化硅质量含量大于90%；所述的偏高岭土的二氧化硅和三氧化二铝合量大于90%；所述的助磨剂包括三异丙醇胺、二乙二醇、月桂醇硫酸酯铵、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠和2,4-二甲苯磺酸。
8.根据权利要求6所述的核电低热水泥，其特征在于，所述的核电低热水泥的3d水化热≤192kJ/kg，7d水化热≤240kJ/kg，3d强度≥18.0MPa，28d强度≥49.0MPa，28d氯离子扩散系数≤1.0×10-12m2/s，28d抗侵蚀系数Kc≥1.2。
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