CN107459274B - 一种含化学石膏的水泥用促凝材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含化学石膏的水泥用促凝材料，其包括如下重量比的组分：氧化钙80~85重量份、氧化钠2~3重量份、氧化镁5~10重量份和氧化铝2~3重量份。本发明还涉及制备上述促凝材料的方法，包括原料预处理、原料煅烧和原料混合。本发明的促凝材料适用范围广，稳定性好。

Description

一种含化学石膏的水泥用促凝材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种含化学石膏的水泥用促凝材料及制备方法。
背景技术
水泥作为工程建设领域的基础材料之一，具有使用面广、用量大等特点，因此，水泥品质稳定性对于工程建设的安全稳定具有重要意义。水泥是由熟料、石膏和混合材等材料按配比粉磨至一定细度的粉体，与水混合后能在水中、空气中硬化，并能将砂石等材料胶结在一起的胶凝材料的通称。
一般水泥熟料磨成细粉后与水反应会很快凝结，导致无法施工。掺加适量石膏不仅可以调节凝结时间，同时能够提高硬化水泥浆体的早期强度，降低干缩变形，改善耐蚀性、抗冻性等一系列性能。然而石膏对水泥凝结时间的影响与掺量不成正比，并且带有突变性。当石膏掺量较低时，不能阻止水泥快凝，而石膏掺量增加一定程度后，略有增加就会使凝结时间变化很大，因此，水泥凝结性能受石膏品质变化影响很大。
鉴于资源、成本等多方面影响因素，化学石膏在水泥行业的使用比例逐渐增加，已成为水泥生产中必不可少的调凝材料。
迄今为止，部分种类的化学石膏在应用中仍存在过分缓凝以致水泥产品违反国家标准等问题：如磷石膏中含有可溶性的磷、氟；脱硫石膏中由于氧化不足导致亚硫酸钙含量增加及阻垢剂残留等都易造成水泥凝结时间延长，对水泥及混凝土性能造成影响。
目前，为降低化学石膏品质异常导致的水泥凝结缓慢，主要采用水洗、浮选等方法处理。水洗法具有除杂效果强、工艺简单等优点，但处理后的废水会造成二次污染；浮选法能够除去化学石膏中的有机物及可溶性杂质，但效率不高，工艺成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用范围广，稳定性好的促凝材料及其制备方法。
本发明采用如下技术方案：
一种含化学石膏的水泥用促凝材料，其包括如下重量比的组分：氧化钙 30~90重量份、氧化钠0.5~10重量份、氧化镁5~50重量份和氧化铝2~5重量份。
优选的，其包括如下重量比的组分：氧化钙 80~85重量份、氧化钠2~3重量份、氧化镁5~10重量份和氧化铝2~3重量份。
进一步的，所述促凝材料的添加量为水泥中化学石膏质量的5%-10%。
优选的，所述促凝材料的添加量为水泥中化学石膏质量的10%。
一种上述含化学石膏的水泥用促凝材料的制备方法，其包括如下步骤：
1）原料预处理：将石灰石、白云石、菱镁矿分别破碎至粒度7mm以下；
2）原料煅烧：将破碎后石灰石在700℃-900℃温度下煅烧3~10小时，空气中自然冷却至室温，得到煅烧石灰石粉；将破碎后白云石在900℃~1200℃温度下煅烧2~6小时，空气中自然冷却至室温，得到煅烧白云石粉；将破碎后菱镁矿在700℃~1000℃温度下煅烧3~9小时，空气中自然冷却至室温，得到煅烧菱镁矿粉；
3）原料混合：取偏高岭土、碳酸钠以及步骤2）得到的煅烧石灰石粉、煅烧白云石粉和煅烧菱镁矿粉，以氧化物质量计，混合均匀，混合料粉磨至80~500目，得到水泥用化学石膏促凝材料。
制备方法中，步骤2）中，所述偏高岭土、碳酸钠、煅烧石灰石粉、煅烧白云石粉和煅烧菱镁矿粉，以氧化物质量计，重量份数为：氧化钙 30~90重量份、氧化钠0.5~10重量份、氧化镁5~50重量份和氧化铝2~5重量份。
制备方法中，步骤2）中，所述偏高岭土、碳酸钠、煅烧石灰石粉、煅烧白云石粉和煅烧菱镁矿粉，以氧化物质量计，氧化物的重量份数为：氧化钙 80~85重量份、氧化钠2~3重量份、氧化镁5~10重量份和氧化铝2~3重量份。
本发明的有益效果在于：
1）本发明的促凝材料使用效果明显，能够有效解决化学石膏应用于水泥生产时的过分缓凝问题，有利于水泥产品质量稳定。
2）本发明的促凝材料原料易得，成本低，制备工艺简单。
3）本发明的促凝材料对水泥其它性能无负面影响，且对水泥需水量降低有一定的积极作用。
4）本发明的促凝材料可直接在水泥生产过程中加入，也可对化学石膏改性后加入，应用方式简单易行，可降低劳动强度，同时有效杜绝环境污染。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面实施例对本发明进行详细的描述，该实施例是示例性的，仅用于解释本发明，并不对保护范围构成限定。
实施例1
1）原料制备
将市场购买的石灰石、白云石、菱镁矿分别破碎至粒度7mm以下，偏高岭土、碳酸钠由市场购买。
2）原料煅烧
将破碎后石灰石在900℃温度下煅烧3小时，空气中自然冷却至室温，得到煅烧石灰石粉；将破碎后白云石在1200℃温度下煅烧2小时，空气中自然冷却至室温，得到煅烧白云石粉；将破碎后菱镁矿在950℃温度下煅烧3小时，空气中自然冷却至室温，得到煅烧菱镁矿粉。
3）原料混合及粉磨
将偏高岭土、碳酸钠以及冷却后的煅烧石灰石粉、煅烧白云石粉和煅烧菱镁矿粉，按氧化物质量计，氧化钙80重量份，氧化钠3重量份，氧化镁10重量份，氧化铝3重量份，依次混合均匀，混合料粉磨至200目，得到1#促凝材料。促凝材料在水泥中的添加量为水泥中化学石膏质量的5%。
实施例2
1）原料制备
将市场购买的石灰石、白云石、菱镁矿分别破碎至粒度7mm以下，偏高岭土、碳酸钠由市场购买。
2）原料煅烧
将破碎后石灰石在850℃温度下煅烧5小时，空气中自然冷却至室温，得到煅烧石灰石粉；将破碎后白云石在1000℃温度下煅烧4小时，空气中自然冷却至室温，得到煅烧白云石粉；将破碎后菱镁矿在800℃温度下煅烧6小时，空气中自然冷却至室温，得到煅烧菱镁矿粉。
3）原料混合及粉磨
将偏高岭土、碳酸钠以及冷却后的煅烧石灰石粉、煅烧白云石粉和煅烧菱镁矿粉，按氧化物质量计，氧化钙85重量份，氧化钠2重量份，氧化镁5重量份，氧化铝3重量份，依次混合均匀，混合料粉磨至300目，得到2#促凝材料。促凝材料在水泥中的添加量为水泥中化学石膏质量的8%。
实施例3
1）原料制备
将市场购买的石灰石、白云石、菱镁矿分别破碎至粒度7mm以下，偏高岭土、碳酸钠由市场购买。
2）原料煅烧
将破碎后石灰石在750℃温度下煅烧7小时，空气中自然冷却至室温，得到煅烧石灰石粉；将破碎后白云石在900℃温度下煅烧6小时，空气中自然冷却至室温，得到煅烧白云石粉；将破碎后菱镁矿在700℃温度下煅烧9小时，空气中自然冷却至室温，得到煅烧菱镁矿粉。
3）原料混合及粉磨
将偏高岭土、碳酸钠以及冷却后的煅烧石灰石粉、煅烧白云石粉和煅烧菱镁矿粉，按氧化物质量计，氧化钙82重量份，氧化钠2.5重量份，氧化镁8重量份，氧化铝3重量份，依次混合均匀，混合料粉磨至80目，得到3#促凝材料。促凝材料在水泥中的添加量为水泥中化学石膏质量的9%。
实施例4
1）原料制备
将市场购买的石灰石、白云石、菱镁矿分别破碎至粒度7mm以下，偏高岭土、碳酸钠由市场购买。
2）原料煅烧
将破碎后石灰石在700℃温度下煅烧10小时，空气中自然冷却至室温，得到煅烧石灰石粉；将破碎后白云石在1100℃温度下煅烧2小时，空气中自然冷却至室温，得到煅烧白云石粉；将破碎后菱镁矿在1000℃温度下煅烧7小时，空气中自然冷却至室温，得到煅烧菱镁矿粉。
3）原料混合及粉磨
将偏高岭土、碳酸钠以及冷却后的煅烧石灰石粉、煅烧白云石粉和煅烧菱镁矿粉，按氧化物质量计，氧化钙82重量份，氧化钠3重量份，氧化镁10重量份，氧化铝2.5重量份，依次混合均匀，混合料粉磨至500目，得到4#促凝材料。促凝材料在水泥中的添加量为水泥中化学石膏质量的10%。
效果例1
为验证本发明的水泥用化学石膏促凝材料的有益效果，按照GB/T 1346和GB/T176要求，进行不同配比的水泥对比试验及检验，水泥配比见表1。
表1 试验用水泥配比
。
表1中不同编号水泥的性能见表2。
表2 化学石膏促凝材料性能一览表
。
由表2可见，本发明的促凝材料按照一定比例掺入含化学石膏的水泥中后，能够明显降低化学石膏对水泥的缓凝影响，有利于水泥质量稳定。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，但并不限于此，本领域的技术人员很容易根据上述实施例领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种含化学石膏的水泥用促凝材料，其特征在于，其包括如下重量比的组分：氧化钙80~85重量份、氧化钠2~3重量份、氧化镁5~10重量份和氧化铝2~3重量份；
其通过如下步骤制备：
1）原料预处理：将石灰石、白云石、菱镁矿分别破碎至粒度7mm以下；
2）原料煅烧：将破碎后石灰石在700℃~900℃温度下煅烧3~10小时，空气中自然冷却至室温，得到煅烧石灰石粉；将破碎后白云石在900℃~1200℃温度下煅烧2~6小时，空气中自然冷却至室温，得到煅烧白云石粉；将破碎后菱镁矿在700℃~1000℃温度下煅烧3~9小时，空气中自然冷却至室温，得到煅烧菱镁矿粉；
3）原料混合：取偏高岭土、碳酸钠以及步骤2）得到的煅烧石灰石粉、煅烧白云石粉和煅烧菱镁矿粉，以氧化物质量计，混合均匀，混合料粉磨至80~500目，得到水泥用化学石膏促凝材料。
2.根据权利要求1所述的一种含化学石膏的水泥用促凝材料，其特征在于，所述促凝材料的添加量为水泥中化学石膏质量的5%-10%。
3.根据权利要求1所述的一种含化学石膏的水泥用促凝材料，其特征在于，所述促凝材料的添加量为水泥中化学石膏质量的10%。
4.一种权利要求1、2或3所述含化学石膏的水泥用促凝材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
1）原料预处理：将石灰石、白云石、菱镁矿分别破碎至粒度7mm以下；
2）原料煅烧：将破碎后石灰石在700℃~900℃温度下煅烧3~10小时，空气中自然冷却至室温，得到煅烧石灰石粉；将破碎后白云石在900℃~1200℃温度下煅烧2~6小时，空气中自然冷却至室温，得到煅烧白云石粉；将破碎后菱镁矿在700℃~1000℃温度下煅烧3~9小时，空气中自然冷却至室温，得到煅烧菱镁矿粉；
3）原料混合：取偏高岭土、碳酸钠以及步骤2）得到的煅烧石灰石粉、煅烧白云石粉和煅烧菱镁矿粉，以氧化物质量计，混合均匀，混合料粉磨至80~500目，得到水泥用化学石膏促凝材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述偏高岭土、碳酸钠、煅烧石灰石粉、煅烧白云石粉和煅烧菱镁矿粉，以氧化物质量计，氧化物的重量份数为：氧化钙 80~85重量份、氧化钠2~3重量份、氧化镁5~10重量份和氧化铝2~3重量份。
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