CN108218266A - 一种水泥混合料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水泥混合料及其制备方法，属于水泥生产技术领域，其技术要点是：一种水泥混合料，包括如下重量份数的组分，水泥熟料53‑70份、磷石膏2.5‑3.5份、粉煤灰22‑39份、玻化微珠10‑15份、矿粉4.5‑5.5份、尼龙纤维4.5‑5.5份。其制备方法包括备料、配料、粉碎、二次粉碎处理、储存或打包储存。本发明降低了后期浇筑的混凝土块的开裂情况，提高混凝土的密实度，提高抗渗和抗侵蚀能力有明显效果，同时还有助于延长其使用寿命。其制备方法，不仅步骤简单、操作方便，而且还能提高混凝土的密实度，有助于提高水泥的生产效率。

Description

一种水泥混合料及其制备方法
技术领域
本发明属于水泥生产技术领域，更具体地说，它涉及一种水泥混合料及其制备方法。
背景技术
水泥是指粉状水硬性无机胶凝材料。其在加水搅拌后能成浆体，并能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。早期石灰与火山灰的混合物与现代的石灰火山灰水泥很相似，用它胶结碎石制成的混凝土，硬化后不但强度较高，而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀。
目前，现有的水泥分为通用水泥、专用水泥和特性水泥三种。其中，最常见的水泥为硅酸盐水泥。它是由硅酸盐水泥熟料、0%-5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。
硅酸盐类水泥的生产工艺在水泥生产中具有代表性，是以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，然后喂入水泥窑中煅烧成熟料，再将熟料加适量石膏（有时还掺加混合材料或外加剂）磨细而成。
但是现有的水泥在后期浇筑成混凝土块后，经过一段时间的使用，地面容易出现裂缝或破损现场，从而影响混凝土块的整体强度，缩短了其使用的寿命。因此需要提出一种新的技术方案来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种水泥混合料，降低了后期浇筑的混凝土块的开裂情况，提高混凝土的密实度，提高抗渗和抗侵蚀能力有明显效果，同时还有助于延长其使用寿命。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：一种水泥混合料，包括如下重量份数的组分，水泥熟料53-70份、磷石膏2.5-3.5份、粉煤灰22-39份、玻化微珠10-15份、矿粉4.5-5.5份、尼龙纤维4.5-5.5份。
通过采用上述技术方案，水泥熟料是以石灰石和粘土、铁质原料为主要原料，并按适当比例配制成生料，烧至部分或全部熔融，并经冷却而获得的半成品，其主要化学成分为氧化钙、二氧化硅和少量的氧化铝和氧化铁。而磷石膏是含有残留有机磷和无机磷、氟化物及氟、钾、钠等成分及其它无机物，其主要成分是CaS04·2H20和Na2SiF6，它是一种较大的水泥缓凝剂。
其次，通过添加粉煤灰一方面能够节约了大量的水泥熟料和细骨料的用量，能降低成本；另一方面由于粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状组织，比表面积较大，具有较高的吸附活性，颗粒的粒径范围为0.5~300μm。并且珠壁具有多孔结构，孔隙率高达50%-80%，有很强的吸水性。因此不仅能够提高水泥在使用时的和易性，而且还能提高提高后期浇筑的混凝土时的硬度和均匀性，并填补细毛孔和硬化混凝土中孔隙。
此外，矿粉是将矿石粉碎加工后的产物，又称粒化高炉矿渣粉，其对抑制碱骨料反应，降低水化热，减少混凝土结构早期温度裂缝，提高混凝土密实度，提高抗渗和抗侵蚀能力有明显效果。
玻化微珠作为轻质骨料，它经过多级碳化硅电加热管式生产工艺技术加工而成，呈不规则球状体颗粒，内部多孔空腔结构，表面玻化封闭，其具有质轻、绝热、防火、耐高低温、抗老化、吸水率小等优异特性。
尼龙纤维又称聚酰胺纤维，其本体具有较好的耐磨性、抗断裂性能，吸湿性、耐热性和耐腐蚀性能，因此在水泥中添加尼龙纤维后，在浇筑混凝土时，尼龙纤维在混凝土中形成类似网状的结构，提高了混凝土块的强度和抗拉伸强度。
本发明进一步设置为：还包括干酪素5.5-8份。
通过采用上述技术方案，干酪素是动物乳汁中的含磷蛋白，其结构式为NH2RCOOH，可作为水溶性胶粘剂使用，能够有效提高后期混凝土块的凝结力，效果较好。
本发明进一步设置为：还包括植物纤维5.5-8份。
通过采用上述技术方案，植物纤维是纤维素与各种营养物质结合生成的丝状或絮状物，一方面能够对环境无影响无污染，另一方面也能够起到跟尼龙纤维同样的效果，提高后期浇筑的混凝土的机械强度和抗拉伸强度。
本发明进一步设置为：所述植物纤维包括桔梗纤维、大豆纤维、苎麻纤维或棉纤维中的一种或两种以上。
通过采用上述技术方案，上述纤维是常见的植物纤维，价格低廉，收集也相对方便；同时均是天然的植物纤维，对环境无污染，环境友好。
本发明进一步设置为：还包括丝瓜络纤维5.5-8份。
通过采用上述技术方案，丝瓜络是为葫芦科植物丝瓜或粤丝瓜的成熟果实的维管束。丝瓜络不仅价格低廉，而且还具有很强的吸水能力，能够有效缓解水泥的水化反应。
本发明进一步设置为：所述磷石膏为改性磷石膏或者天然石膏与改性磷石膏的混合物。
通过采用上述技术方案，改性磷石膏是将工厂中直接得到的磷石膏经由除杂处理后并通过添加入Ca（OH）2中和磷石膏内的磷酸、硫酸或者氢氟酸，使得改性后的磷石膏呈中性，有效减少了水泥生产设备腐蚀，水泥的凝结时间不正常以及水泥强度降低等问题，从而提高了水泥的强度。
本发明进一步设置为：所述粉煤灰包括20-30%的一级粉煤灰和70-80%的二级粉煤灰。
通过采用上述技术方案，一级粉煤灰是采用优质粉煤灰和高效减水剂复合技术生产而成的；而二级粉煤灰的性能略差于一级粉煤灰，因此通过复合处理后，使水泥混合料能在保证其基本强度的同时节约成本。
针对现有技术存在的不足，本发明的目的二在于提供一种水泥混合料的制备方法，步骤简单、操作方便，同时还能提高混凝土的密实度，有助于提高水泥的生产效率。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：一种水泥混合料的制备方法，包括如下操作步骤，
步骤S1、备料：
步骤a、将船运装载的水泥熟料、磷石膏分别采用卸船机将所述水泥熟料和磷石膏搬运到场地或输送机的进料口处在经由输送机运送到原料储存仓组内进行储存；
步骤b、将船运装载的粉煤灰、玻化微珠、矿粉分别采用气力输送装置将所述粉煤灰、玻化微珠、矿粉经由输送管运送到原料储存仓组内进行储存；
步骤S2、配料：打开所述原料储存仓底部的出料口，并按照配料比将所述水泥熟料、磷石膏、粉煤灰、玻化微珠、矿粉经由皮带秤进行精确称量，接着再输送到输送带内进行预混合配料处理，得到混合的水泥粗料；
步骤S3、粉碎：将步骤S2中得到的水泥粗料仅输送带输送到辊压机内，并在相互挤压的压辊作用下进行粉碎处理；
步骤S4、将步骤S3的水泥粗料经由输送带输送到水泥磨内进行二次粉碎处理，得到细化的水泥混合料；
步骤S5、将步骤S4中得到的水泥混合料经输送带输送到水泥存储罐内进行储存或经由水泥包装装置打包后输送到水泥存储罐内进行储存。
通过采用上述技术方案，首先备料，根据原料的性质和特点采用不同的方式进行传输和储存，由此可以减少原料的损失，提高原料在存储在输送过程的效率和质量；其次在配料时进行实现原材料的预混合；接着再将上述水泥粗料经过辊压机进行粉碎处理，此时在辊压机的压辊的相互挤压作用下，使得物料能够进一步进行粉碎，使物料的颗粒能够在选粉机内被筛选出，达到选粉机的选粉要求。随后进一步细化的颗粒在输送带的作用下运输到水泥磨内进行二次粉碎处理即可得到细化的水泥混合物料。此时水泥混合料的制作工艺，不仅步骤简单、操作方便，而且还能提高混凝土的密实度，有助于提高水泥的生产效率。
本发明进一步设置为：在步骤S2中，在所述输送带内经由电磁铁除杂装置进行去除含铁杂质。
通过采用上述技术方案，在原料传输的过程中将水泥熟料中含有的含铁杂质，例如氧化铁Fe2O3，经过电磁铁吸附筛选处理，不仅能降低水泥熟料内的杂质含量，还能降低杂质的存在对水泥水化反应的影响，有助于提高后期浇筑的混凝土块的机械强度。
本发明进一步设置为：在步骤S3中，经辊压机粉碎后的水泥粗料经提升机提升到V型选粉机和/或高效选粉机内进行选粉处理，随后再由输送带输送到水泥磨内进行二次粉碎处理。
通过采用上述技术方案，通过设置V型选粉机可以在风力作用下，将颗粒粒径较小的水泥混合料筛选出来，而颗粒粒径较大的水泥混合料重新流入到辊压机内进行再次粉碎作用；由此即可完成初步的选粉处理，有助于取出水泥混合料内的颗粒较大的原料。接着经由高效选粉机再次进行选粉处理，此时将颗粒过小的颗粒或灰尘颗粒排出到高效选粉机外，而粒径符合要求的物料再经由输送带传输水泥磨内进行而成粉碎处理。由此能够得到物料颗粒的均匀度，有助于提高水泥混合料的综合质量。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明降低了后期浇筑的混凝土块的开裂情况，提高混凝土的密实度，提高抗渗和抗侵蚀能力有明显效果，同时还有助于延长其使用寿命；
2、本发明的制备方法，不仅步骤简单、操作方便，而且还能提高混凝土的密实度，有助于提高水泥的生产效率。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：一种水泥混合料，包括如下重量份数的组分：水泥熟料53份、磷石膏3份、粉煤灰39份、玻化微珠13份、矿粉5份、尼龙纤维5份。其中，粉煤灰包括20%的一级粉煤灰和80%的二级粉煤灰。而磷石膏为改性磷石膏，改性磷石膏利用湿法磷酸的废渣磷石膏制得的水泥缓凝剂，其主要成分为二水硫酸钙，单斜晶体，密度为2.3g/cm3。
由于未改性的磷石膏中含有可溶磷，主要为H3PO4、H3PO4和HPO4 —三种形式。可溶磷能被二水石膏、熟料矿物晶体所吸附，水化时可溶磷与溶液中Ca2+反应，生成难溶的Ca3(PO4)2附着于石膏表面，阻碍水泥熟料矿物的进一步溶出和水化，使得磷石膏凝结时间延长、结构疏松、强度降低，从而影响后期浇筑时的混凝土块的强度。因此通过改性磷石膏代替普通的磷石膏作为水凝缓凝剂使用，由此通过降低了磷石膏内残余的酸、P2O5以及F—等有害成分，提高了后期浇筑时的混凝土块的强度。
实施例2：一种水泥混合料，包括如下重量份数的组分：水泥熟料70份、磷石膏3份、粉煤灰22.4份、玻化微珠12份、矿粉4份、尼龙纤维5份。其中，粉煤灰包括25%的一级粉煤灰和75%的二级粉煤灰。而磷石膏为改性磷石膏。
实施例3：一种水泥混合料，与实施例1的不同之处在于：磷石膏为天然石膏与改性磷石膏的混合物。
实施例4：一种水泥混合料，与实施例1的不同之处在于：按照重量份数计，还包括干酪素5.5份。
实施例5：一种水泥混合料，与实施例1的不同之处在于：按照重量份数计，还包括植物纤维8份，上述植物纤维为大豆纤维。
实施例6：一种水泥混合料，与实施例1的不同之处在于：按照重量份数计，还包括植物纤维6.5份，上述植物纤维包括苎麻纤维和棉纤维。
实施例7：一种水泥混合料，与实施例1的不同之处在于：按照重量份数计，还包括植物纤维6.5份，上述植物纤维包括桔梗纤维和大豆纤维。
实施例8：一种水泥混合料，与实施例1的不同之处在于：按照重量份数计，还包括植物纤维7份，上述植物纤维包括大豆纤维、苎麻纤维和棉纤维三种纤维混合物。
实施例9：一种水泥混合料，与实施例1的不同之处在于：按照重量份数计，还包括植物纤维7.5份，上述植物纤维包括桔梗纤维、大豆纤维、苎麻纤维和棉纤维四种纤维混合物。
实施例10：一种水泥混合料，与实施例1的不同之处在于：按照重量份数计，还包括8份的丝瓜络纤维。
实施例11：一种水泥混合料，与实施例1的不同之处在于：按照重量份数计，还包括5.5份的干酪素、5.5份的大豆纤维和5.5份的丝瓜络纤维。
实施例12：一种水泥混合料，与实施例1的不同之处在于：按照重量份数计，还包括6份的棉纤维和6份的丝瓜络纤维。
实施例13：一种水泥混合料的制备方法，包括如下操作步骤：
步骤S1、备料：
步骤a、将船运装载的水泥熟料、磷石膏分别采用卸船机，该卸船机为YGG系列全液压固定式抓料机，将上述水泥熟料和改性磷石膏分别搬运带式输送机的进料口处；经由带式输送机运送到原料储存仓组内进行储存；
步骤b、将船运装载的粉煤灰、玻化微珠、矿粉分别采用气力输送装置将上述粉煤灰、玻化微珠、矿粉经由输送管运送到原料储存仓组内进行储存，上述原料储存仓组有两组，由此不仅提高了原料的储存效率，同时还方便了清理或应对特殊情况，提高了应对特殊情况时的灵活度；
步骤S2、配料：打开上述原料储存仓底部的出料口，并按照配料比将所述水泥熟料、磷石膏、粉煤灰、玻化微珠、矿粉经由皮带秤进行精确称量，接着再输送到输送带内，该输送带为气垫式输送机，在该气垫式输送机内进行预混合配料处理，得到混合的水泥粗料；
步骤S3、粉碎：将步骤S2中得到的水泥粗料仅输送带输送到辊压机内，该辊压机为HFCG150-100型辊压机，并在两根相互挤压的压辊作用下进行粉碎处理；
步骤S4、将步骤S3的水泥粗料经由输送带输送到水泥磨内进行二次粉碎处理，该输送带为气垫式输送机，得到细化的水泥混合料；
步骤S5、将步骤S4中得到的水泥混合料经输送带输送到水泥存储罐内进行储存或经由水泥包装装置打包后输送到水泥存储罐内进行储存。
实施例14：一种水泥混合料的制备方法，与实施例13不同之处在于：在步骤S2中，在输送带内经由电磁铁除杂装置进行去除含铁杂质。
实施例15：一种水泥混合料的制备方法，与实施例13不同之处在于：在步骤S3中，经辊压机粉碎后的水泥粗料经提升机提升到V型选粉机内进行选粉处理，随后再由输送带输送到水泥磨内进行二次粉碎处理。
实施例16：一种水泥混合料的制备方法，与实施例13不同之处在于：在步骤S3中，经辊压机粉碎后的水泥粗料经提升机提升到V型选粉机内进行选粉处理，随后经过高效选粉机进行再次选粉处理，接着再由输送带输送到水泥磨内进行二次粉碎处理。
实施例17：一种水泥混合料的制备方法，与实施例13不同之处在于：在步骤S3中，经辊压机粉碎后的水泥粗料经提升机提升到高效选粉机内进行选粉处理，接着再由输送带输送到水泥磨内进行二次粉碎处理。
具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种水泥混合料，其特征在于：包括如下重量份数的组分，水泥熟料53-70份、磷石膏2.5-3.5份、粉煤灰22-39份、玻化微珠10-15份、矿粉4.5-5.5份、尼龙纤维4.5-5.5份。
2.根据权利要求1所述的一种水泥混合料，其特征在于：还包括干酪素5.5-8份。
3.根据权利要求2所述的一种水泥混合料，其特征在于：还包括植物纤维5.5-8份。
4.根据权利要求3所述的一种水泥混合料，其特征在于：所述植物纤维包括桔梗纤维、大豆纤维、苎麻纤维或棉纤维中的一种或两种以上。
5.根据权利要求4所述的一种水泥混合料，其特征在于：还包括丝瓜络纤维5.5-8份。
6.根据权利要求5所述的一种水泥混合料，其特征在于：所述磷石膏为改性磷石膏或者天然石膏与改性磷石膏的混合物。
7.根据权利要求6所述的一种水泥混合料，其特征在于：所述粉煤灰包括20-30%的一级粉煤灰和70-80%的二级粉煤灰。
8.一种水泥混合料的制备方法，其特征在于：包括如下操作步骤，
步骤S1、备料：
步骤a、将船运装载的水泥熟料、磷石膏分别采用卸船机将所述水泥熟料和磷石膏搬运到场地或输送机的进料口处在经由输送机运送到原料储存仓组内进行储存；
步骤b、将船运装载的粉煤灰、玻化微珠、矿粉分别采用气力输送装置将所述粉煤灰、玻化微珠、矿粉经由输送管运送到原料储存仓组内进行储存；
步骤S2、配料：打开所述原料储存仓底部的出料口，并按照配料比将所述水泥熟料、磷石膏、粉煤灰、玻化微珠、矿粉经由皮带秤进行精确称量，接着再输送到输送带内进行预混合配料处理，得到混合的水泥粗料；
步骤S3、粉碎：将步骤S2中得到的水泥粗料仅输送带输送到辊压机内，并在相互挤压的压辊作用下进行粉碎处理；
步骤S4、将步骤S3的水泥粗料经由输送带输送到水泥磨内进行二次粉碎处理，得到细化的水泥混合料；
步骤S5、将步骤S4中得到的水泥混合料经输送带输送到水泥存储罐内进行储存或经由水泥包装装置打包后输送到水泥存储罐内进行储存。
9.根据权利要求8所述的一种水泥混合料的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，在所述输送带内经由电磁铁除杂装置进行去除含铁杂质。
10.根据权利要求8或9所述的一种水泥混合料的制备方法，其特征在于：在步骤S3中，经辊压机粉碎后的水泥粗料经提升机提升到V型选粉机和/或高效选粉机内进行选粉处理，随后再由输送带输送到水泥磨内进行二次粉碎处理。
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