CN109020271A - 一种高强度水泥 - Google Patents

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Abstract

一种高强度水泥，制备水泥熟料：原料包括（重量份）：石灰石50‑60份，粉煤灰30‑40份，硫铁矿渣5‑10份，氟石膏5‑7份，铝矾土2‑3份，煤矸石1‑2份，钒渣1‑2份预混合均匀形成生料，生料在生料磨中混合磨细，制得细生料；制得的细生料首先升温至900‑1000℃，升温速率50‑60℃/分钟，煅烧30分钟，之后将温度升高至1150‑1250℃，升温速率20‑30℃/分钟，煅烧10分钟，物料冷却后，即得到水泥熟料，相比于现有技术425号水泥，初凝、终凝时间显著延长，抗压/抗折强度也明显提高。

Description

一种高强度水泥
技术领域
本发明涉一种高强度水泥，属于水泥技术领域。
背景技术
水泥为粉末状水硬性无机胶凝材料，加入适量水后，可成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等材料牢固地胶结在一起。长期以来，它作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。现有的成品水泥普遍存在凝固后强度低，水泥在使用时需要外加配料来提高强度，以满足特定的施工需求；在生产过程中粉磨和煅烧时间长，大大提高水泥生产成本，同时，容易造成环境污染，无法适应国家的节能减排政策。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高强度水泥及其制备方法，
一种高强度水泥，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
制备水泥熟料：原料包括（重量份）：石灰石50-60份，粉煤灰30-40份，硫铁矿渣5-10份，氟石膏5-7份，铝矾土2-3份，煤矸石1-2份，钒渣1-2份预混合均匀形成生料，生料在生料磨中混合磨细，制得细生料；制得的细生料首先升温至900-1000℃，升温速率50-60℃/分钟，煅烧30分钟，之后将温度升高至1150-1250℃，升温速率20-30℃/分钟，煅烧10分钟，物料冷却后，即得到水泥熟料，
制备水泥增强剂，将（重量份）聚合醇胺33-37份、马来酸酐15-18份和烯丙基聚醚15-20份进行水浴加热，加热温度60-65℃，保温5-7分钟后，加入钛酸四丁酯5-10份，搅拌3-5分钟，加入到反应釜中，于温度为40-45℃条件下，以20-30kPa/min速率逐步升压至0.4-0.6MPa，保压处理10-12min，之后降压至0.2-0.3MPa，保压处理4-6min后，泄压至常压；之后滴加质量分数为3%氢氧化钠溶液调节pH至8.5-8.7，加入糖蜜5-8份和三聚磷酸钠3-5份，于温度为50-60℃，转速为80～100r/min条件下，恒温搅拌20-25min；之后加入硫代硫酸钠7-8份和氯化钙2-3份，搅拌至全部溶解；调节pH至8.1-8.3，最后加入2-3份的黄原胶和1-2份的吐温-80，在40-50℃转速为60～80r/min条件下，恒温搅拌10min，后静置2-3h，得到水泥增强剂，
之后将（重量份）页岩10-15份，萤石粉5-10份，钛矿渣2-3份和水泥增强剂0.1-0.2份混合得到混合材，之后将所述水泥熟料与混合材加入球磨机中粉磨；粉磨时间30-40分钟，粉磨温度控制在30-35℃，转速为150-170r/min，水泥熟料与混合材质量比例1:0.3-0.5，粉磨使其比表面积450-500m2/kg最终得到高强水泥。
本发明的水泥增强剂在物料在粉磨过程中在颗粒上的吸附降低了颗粒表面能降低颗粒的强度和硬度，促进裂纹的产生和扩展。通过调节水泥物料的流度和颗粒的表面电性，降低水泥物料的黏度，促进颗粒的分散，从而提高水泥物料的可流动性。本发明使用石灰石，粉煤灰，硫铁矿渣，氟石膏，铝矾土，煤矸石，钒渣为原料经过分级煅烧使得熟料更加均匀，利于一些工业废渣，达到环保节能的效果。与现有技术相比，本发明将水泥熟料，页岩，萤石粉和钛矿渣有效组合，制备了所述初凝时间显著延长，后期强度显著提高。其初凝/终凝时间分别达290-300/490-498min，3天14天及28天抗压/抗折强度分别达到22.1-23.4/4.9-5.3MPa，38.4-39.5/6.4-7.1MPa ， 52.4-54.2/9.2-9.5MPa，而对比现有技术425号水泥的初凝/终凝时间为210/310min，3天14天及28天的抗压/抗折强度分别为17.1/3.7MPa，33.6/5.8MPa ，43.0/7.2MPa的水泥，相比于现有技术425号水泥，初凝、终凝时间显著延长，抗压/抗折强度也明显提高。
具体实施方式
实施例1
一种高强度水泥，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
制备水泥熟料：原料包括（重量份）：石灰石50份，粉煤灰30份，硫铁矿渣10份，氟石膏7份，铝矾土2份，煤矸石1份，钒渣1份预混合均匀形成生料，生料在生料磨中混合磨细，制得细生料；制得的细生料首先升温至900-1000℃，升温速率50-60℃/分钟，煅烧30分钟，之后将温度升高至1150-1250℃，升温速率20-30℃/分钟，煅烧10分钟，物料冷却后，即得到水泥熟料，
制备水泥增强剂，将（重量份）聚合醇胺33份、马来酸酐18份和烯丙基聚醚20份进行水浴加热，加热温度60-65℃，保温5-7分钟后，加入钛酸四丁酯5份，搅拌3-5分钟，加入到反应釜中，于温度为40-45℃条件下，以20-30kPa/min速率逐步升压至0.4-0.6MPa，保压处理10-12min，之后降压至0.2-0.3MPa，保压处理4-6min后，泄压至常压；之后滴加质量分数为3%氢氧化钠溶液调节pH至8.5-8.7，加入糖蜜8份和三聚磷酸钠5份，于温度为50-60℃，转速为80～100r/min条件下，恒温搅拌20-25min；之后加入硫代硫酸钠7份和氯化钙3份，搅拌至全部溶解；调节pH至8.1-8.3，最后加入2份的黄原胶和2份的吐温-80，在40-50℃转速为60～80r/min条件下，恒温搅拌10min，后静置2-3h，得到水泥增强剂，
之后将（重量份）页岩10份，萤石粉10份，钛矿渣3份和水泥增强剂0.2份混合得到混合材，之后将所述水泥熟料与混合材加入球磨机中粉磨；粉磨时间30-40分钟，粉磨温度控制在30-35℃，转速为150-170r/min，水泥熟料与混合材质量比例1:0.3，粉磨使其比表面积450-500m2/kg最终得到高强水泥。
水泥初凝/终凝时间为293/497min，3天14天及28天抗压/抗折强度分别达到23.0/4.9MPa，38.9/6.6MPa，53.2/9.5MPa。
实施例2
一种高强度水泥，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
制备水泥熟料：原料包括（重量份）：石灰石60份，粉煤灰30份，硫铁矿渣10份，氟石膏7份，铝矾土3份，煤矸石2份，钒渣2份预混合均匀形成生料，生料在生料磨中混合磨细，制得细生料；制得的细生料首先升温至900-1000℃，升温速率50-60℃/分钟，煅烧30分钟，之后将温度升高至1150-1250℃，升温速率20-30℃/分钟，煅烧10分钟，物料冷却后，即得到水泥熟料，
制备水泥增强剂，将（重量份）聚合醇胺37份、马来酸酐15份和烯丙基聚醚20份进行水浴加热，加热温度60-65℃，保温5-7分钟后，加入钛酸四丁酯10份，搅拌3-5分钟，加入到反应釜中，于温度为40-45℃条件下，以20-30kPa/min速率逐步升压至0.4-0.6MPa，保压处理10-12min，之后降压至0.2-0.3MPa，保压处理4-6min后，泄压至常压；之后滴加质量分数为3%氢氧化钠溶液调节pH至8.5-8.7，加入糖蜜8份和三聚磷酸钠3份，于温度为50-60℃，转速为80～100r/min条件下，恒温搅拌20-25min；之后加入硫代硫酸钠8份和氯化钙2份，搅拌至全部溶解；调节pH至8.1-8.3，最后加入2份的黄原胶和2份的吐温-80，在40-50℃转速为60～80r/min条件下，恒温搅拌10min，后静置2-3h，得到水泥增强剂，
之后将（重量份）页岩15份，萤石粉5份，钛矿渣2份和水泥增强剂0.2份混合得到混合材，之后将所述水泥熟料与混合材加入球磨机中粉磨；粉磨时间30-40分钟，粉磨温度控制在30-35℃，转速为150-170r/min，水泥熟料与混合材质量比例1:0.38，粉磨使其比表面积450-500m2/kg最终得到高强水泥。
水泥初凝/终凝时间为300/495min，3天14天及28天抗压/抗折强度分别达到23.4/5.2MPa，38.9/6.4MPa ，54.2/9.5MPa。
实施例3
一种高强度水泥，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
制备水泥熟料：原料包括（重量份）：石灰石52份，粉煤灰33份，硫铁矿渣6份，氟石膏5.3份，铝矾土2.4份，煤矸石1.9份，钒渣1.7份预混合均匀形成生料，生料在生料磨中混合磨细，制得细生料；制得的细生料首先升温至900-1000℃，升温速率50-60℃/分钟，煅烧30分钟，之后将温度升高至1150-1250℃，升温速率20-30℃/分钟，煅烧10分钟，物料冷却后，即得到水泥熟料，
制备水泥增强剂，将（重量份）聚合醇胺34份、马来酸酐16份和烯丙基聚醚17份进行水浴加热，加热温度60-65℃，保温5-7分钟后，加入钛酸四丁酯6份，搅拌3-5分钟，加入到反应釜中，于温度为40-45℃条件下，以20-30kPa/min速率逐步升压至0.4-0.6MPa，保压处理10-12min，之后降压至0.2-0.3MPa，保压处理4-6min后，泄压至常压；之后滴加质量分数为3%氢氧化钠溶液调节pH至8.5-8.7，加入糖蜜6份和三聚磷酸钠3.4份，于温度为50-60℃，转速为80～100r/min条件下，恒温搅拌20-25min；之后加入硫代硫酸钠7.3份和氯化钙2.7份，搅拌至全部溶解；调节pH至8.1-8.3，最后加入2.2份的黄原胶和1.7份的吐温-80，在40-50℃转速为60～80r/min条件下，恒温搅拌10min，后静置2-3h，得到水泥增强剂，
之后将（重量份）页岩11份，萤石粉9份，钛矿渣2.8份和水泥增强剂0.16份混合得到混合材，之后将所述水泥熟料与混合材加入球磨机中粉磨；粉磨时间30-40分钟，粉磨温度控制在30-35℃，转速为150-170r/min，水泥熟料与混合材质量比例1:0.4，粉磨使其比表面积450-500m2/kg最终得到高强水泥。
水泥初凝/终凝时间为290/491min，3天14天及28天抗压/抗折强度分别达到22.1/4.8MPa， 39.1/7.1MPa ，52.4/9.4MPa。
实施例4
一种高强度水泥，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
制备水泥熟料：原料包括（重量份）：石灰石59份，粉煤灰36份，硫铁矿渣8份，氟石膏6份，铝矾土2.7份，煤矸石1.8份，钒渣1.7份预混合均匀形成生料，生料在生料磨中混合磨细，制得细生料；制得的细生料首先升温至900-1000℃，升温速率50-60℃/分钟，煅烧30分钟，之后将温度升高至1150-1250℃，升温速率20-30℃/分钟，煅烧10分钟，物料冷却后，即得到水泥熟料，
制备水泥增强剂，将（重量份）聚合醇胺36份、马来酸酐17份和烯丙基聚醚16份进行水浴加热，加热温度60-65℃，保温5-7分钟后，加入钛酸四丁酯8份，搅拌3-5分钟，加入到反应釜中，于温度为40-45℃条件下，以20-30kPa/min速率逐步升压至0.4-0.6MPa，保压处理10-12min，之后降压至0.2-0.3MPa，保压处理4-6min后，泄压至常压；之后滴加质量分数为3%氢氧化钠溶液调节pH至8.5-8.7，加入糖蜜7.4份和三聚磷酸钠4.6份，于温度为50-60℃，转速为80～100r/min条件下，恒温搅拌20-25min；之后加入硫代硫酸钠7.7份和氯化钙2.5份，搅拌至全部溶解；调节pH至8.1-8.3，最后加入2.7份的黄原胶和1.2份的吐温-80，在40-50℃转速为60～80r/min条件下，恒温搅拌10min，后静置2-3h，得到水泥增强剂，
之后将（重量份）页岩14份，萤石粉9份，钛矿渣2.2份和水泥增强剂0.17份混合得到混合材，之后将所述水泥熟料与混合材加入球磨机中粉磨；粉磨时间30-40分钟，粉磨温度控制在30-35℃，转速为150-170r/min，水泥熟料与混合材质量比例1:0.45，粉磨使其比表面积450-500m2/kg最终得到高强水泥。
水泥初凝/终凝时间为298/496min，3天14天及28天抗压/抗折强度分别达到23.2/5.0MPa，39.1/6.5MPa ，52.6/9.2MPa。
实施例5
一种高强度水泥，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
制备水泥熟料：原料包括（重量份）：石灰石55份，粉煤灰35份，硫铁矿渣7份，氟石膏6份，铝矾土2.5份，煤矸石1.5份，钒渣1.5份预混合均匀形成生料，生料在生料磨中混合磨细，制得细生料；制得的细生料首先升温至900-1000℃，升温速率50-60℃/分钟，煅烧30分钟，之后将温度升高至1150-1250℃，升温速率20-30℃/分钟，煅烧10分钟，物料冷却后，即得到水泥熟料，
制备水泥增强剂，将（重量份）聚合醇胺35份、马来酸酐16份和烯丙基聚醚17份进行水浴加热，加热温度60-65℃，保温5-7分钟后，加入钛酸四丁酯8份，搅拌3-5分钟，加入到反应釜中，于温度为40-45℃条件下，以20-30kPa/min速率逐步升压至0.4-0.6MPa，保压处理10-12min，之后降压至0.2-0.3MPa，保压处理4-6min后，泄压至常压；之后滴加质量分数为3%氢氧化钠溶液调节pH至8.5-8.7，加入糖蜜7份和三聚磷酸钠4份，于温度为50-60℃，转速为80～100r/min条件下，恒温搅拌20-25min；之后加入硫代硫酸钠7.5份和氯化钙2.5份，搅拌至全部溶解；调节pH至8.1-8.3，最后加入2.5份的黄原胶和1.5份的吐温-80，在40-50℃转速为60～80r/min条件下，恒温搅拌10min，后静置2-3h，得到水泥增强剂，
之后将（重量份）页岩13份，萤石粉7份，钛矿渣2.5份和水泥增强剂0.15份混合得到混合材，之后将所述水泥熟料与混合材加入球磨机中粉磨；粉磨时间30-40分钟，粉磨温度控制在30-35℃，转速为150-170r/min，水泥熟料与混合材质量比例1:0.4，粉磨使其比表面积450-500m2/kg最终得到高强水泥。
水泥初凝/终凝时间为295/493min，3天14天及28天抗压/抗折强度分别达到22.8/5.1MPa，38.4/6.3MPa ，53.3/9.3MPa。

Claims (4)

1.一种高强度水泥，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
制备水泥熟料：原料包括（重量份）：石灰石50-60份，粉煤灰30-40份，硫铁矿渣5-10份，氟石膏5-7份，铝矾土2-3份，煤矸石1-2份，钒渣1-2份预混合均匀形成生料，生料在生料磨中混合磨细，制得细生料；制得的细生料首先升温至900-1000℃，升温速率50-60℃/分钟，煅烧30分钟，之后将温度升高至1150-1250℃，升温速率20-30℃/分钟，煅烧10分钟，物料冷却后，即得到水泥熟料，
制备水泥增强剂，将（重量份）聚合醇胺33-37份、马来酸酐15-18份和烯丙基聚醚15-20份进行水浴加热，加热温度60-65℃，保温5-7分钟后，加入钛酸四丁酯5-10份，搅拌3-5分钟，加入到反应釜中，于温度为40-45℃条件下，以20-30kPa/min速率逐步升压至0.4-0.6MPa，保压处理10-12min，之后降压至0.2-0.3MPa，保压处理4-6min后，泄压至常压；之后滴加质量分数为3%氢氧化钠溶液调节pH至8.5-8.7，加入糖蜜5-8份和三聚磷酸钠3-5份，于温度为50-60℃，转速为80～100r/min条件下，恒温搅拌20-25min；之后加入硫代硫酸钠7-8份和氯化钙2-3份，搅拌至全部溶解；调节pH至8.1-8.3，最后加入2-3份的黄原胶和1-2份的吐温-80，在40-50℃转速为60～80r/min条件下，恒温搅拌10min，后静置2-3h，得到水泥增强剂，
之后将（重量份）页岩10-15份，萤石粉5-10份，钛矿渣2-3份和水泥增强剂0.1-0.2份混合得到混合材，之后将所述水泥熟料与混合材加入球磨机中粉磨；粉磨时间30-40分钟，粉磨温度控制在30-35℃，转速为150-170r/min，水泥熟料与混合材质量比例1:0.3-0.5，粉磨使其比表面积450-500m2/kg最终得到高强水泥。
2.如权利要求1所述的一种高强度水泥，加入到反应釜中，于温度为40℃条件下，以20kPa/min速率逐步升压至0.6MPa，保压处理12min，之后降压至0.25MPa，保压处理4-6min后，泄压至常压。
3.如权利要求1所述的一种高强度水泥的制备方法，粉磨使其比表面积460-480m2/kg。
4.如权利要求1所述的一种高强度水泥，将页岩13份，萤石粉7份，钛矿渣2.5份和水泥增强剂0.15份混合得到混合材。
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