CN109293262B - 一种高强度抗渗水泥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度抗渗水泥，由以下重量份配比的材料制成：页岩、水氯镁石、粉煤灰、贝壳、三异丙醇胺、硅灰石、钙长石、堇青石、莫来石、透辉石、氧化钡、矾土、白云石、叶腊石粉和聚乙烯醇；采用的原料能使制备的水泥具有良好的性能；其中硅灰石、钙长石、堇青石、莫来石和透辉石能够形成CaO‑MgO‑Al2O3‑SiO2系统，起到增加其坚固性和达到高温不开裂的作用；粉煤灰具有颗粒细、比表面积大、活性高等特点，使水泥石变得密实、渗透率下降、强度提高，矾土被腐蚀时会析出凝胶体，析出的凝胶体可以使水泥更加密实，而且设置了一道障碍，粉煤灰和矾土能协同起到抗渗防腐蚀的作用；聚乙烯醇和叶腊石粉提高其抗硫酸钠侵蚀能力，并可以提高其强度保持率。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种高强度抗渗水泥及其制备方法。
背景技术
水泥是粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，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。现在凡细磨成粉末状，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的水硬性胶凝材料，通称为水泥。水泥特别适用于制造混凝土、预制混凝土、清水混凝土、GRC产品、粘合剂等特别场合，普遍用于彩色路面砖、透水砖、文化石、雕塑工艺品、水磨石、耐磨地坪、腻子等，具有高光线反射性能，使制造的路边石、路标、路中央分隔线拥有更高的交通安全性能。白水泥多为装饰性用，而且它的制造工艺比普通水泥要好很多。主要用来沟白瓷片的缝隙，一般不用于墙面，原因就是强度不高。在建材市场或装饰材料商店有售。水泥的生产工艺，以石灰石和粘土还有二氧化硅为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，喂入水泥窑中煅烧成熟料，加入适量石膏(有时还掺加混合材料或外加剂)磨细而成。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。水泥技术在不断进步与发展中，除水泥本身矿物组成、化学成分、活性、安定性等对水泥的影响外，还有外加剂、环境因素、应用条件等影响，这还需要水泥技术人员、材料专家、工程应用技术人员通力合作、共同攻关。而现有的水泥大多凝结后强度不够，易开裂，抗渗能力差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种具有强度大、不开裂和抗渗能力强的水泥。
为了解决上述问题，本发明的技术方案是：
一种高强度抗渗水泥，由以下重量份配比的材料制成：页岩60-66份、水氯镁石36-46份、粉煤灰20-30份、贝壳20-26份、三异丙醇胺12-16份、硅灰石10-16份、钙长石10-16份、堇青石10-16份、莫来石10-16份、透辉石10-16份、氧化钡10-14份、矾土10-12份、白云石8-10份、叶腊石粉7-9份和聚乙烯醇7-9份。
进一步的，所述高强度抗渗水泥，由以下重量份配比的材料制成：页岩66份、水氯镁石36份、粉煤灰20份、贝壳20份、三异丙醇胺12份、硅灰石10份、钙长石10份、堇青石10份、莫来石10份、透辉石10份、氧化钡10份、矾土10份、白云石8份、叶腊石粉7份和聚乙烯醇7份。
进一步的，所述高强度抗渗水泥，由以下重量份配比的材料制成：页岩60份、水氯镁石46份、粉煤灰30份、贝壳26份、三异丙醇胺16份、硅灰石16份、钙长石16份、堇青石16份、莫来石16份、透辉石16份、氧化钡14份、矾土12份、白云石10份、叶腊石粉9份和聚乙烯醇9份。
进一步的，所述高强度抗渗水泥，由以下重量份配比的材料制成：页岩63份、水氯镁石41份、粉煤灰25份、贝壳23份、三异丙醇胺14份、硅灰石13份、钙长石13份、堇青石13份、莫来石13份、透辉石13份、氧化钡12份、矾土11份、白云石9份、叶腊石粉8份和聚乙烯醇8份。
本发明的有益效果：采用的原料能使制备的水泥具有良好的性能；其中硅灰石、钙长石、堇青石、莫来石和透辉石能够形成CaO-MgO-AI2O3-SiO2系统，起到增加其坚固性和达到高温不开裂的作用；粉煤灰具有颗粒细、比表面积大、活性高等特点，平均粒径比水泥颗粒的直径小，细小的颗粒充填在水泥石的空隙中，使水泥石变得密实、渗透率下降、强度提高，矾土被腐蚀时会析出凝胶体，析出的凝胶体可以使水泥更加密实，而且设置了一道障碍，粉煤灰和矾土能协同起到抗渗防腐蚀的作用；聚乙烯醇和叶腊石粉提高其抗硫酸钠侵蚀能力，并可以提高其强度保持率。
具体实施方法
实施例1
一种高强度抗渗水泥，由以下重量份配比的材料制成：页岩66份、水氯镁石36份、粉煤灰20份、贝壳20份、三异丙醇胺12份、硅灰石10份、钙长石10份、堇青石10份、莫来石10份、透辉石10份、氧化钡10份、矾土10份、白云石8份、叶腊石粉7份和聚乙烯醇7份。
一种高强度抗渗水泥的制备方法，包括以下步骤：
1)取页岩66份、水氯镁石36份、贝壳20份和白云石8份，使用粉碎机进行粉碎，粉末大小为300目，然后使用搅拌机进行搅拌混合，搅拌速度为60rpm，时间为16min，制得搅拌混合料，备用；
2)取硅灰石10份、钙长石10份、堇青石10份、莫来石10份、透辉石10份和矾土10份，使用粉碎机进行粉碎，粉末大小为200目，然后使用搅拌机进行搅拌混合，搅拌速度为120rpm，时间为30min，搅拌完成后进行预烧，预烧温度为170℃，时间为20min，再将温度降为130℃，时间为5min，制得预烧料，备用；
3)取粉煤灰20份、氧化钡10份、叶腊石粉7份和聚乙烯醇7份，使用搅拌机进行搅拌混合，搅拌速度为50rpm，时间为50min，搅拌完成后进行热压处理，热压处理温度为130℃，压力为0.8MPa，时间为19min，制得热压混合料，备用；
4)将步骤1)制得搅拌混合料、步骤2)制得预烧料和步骤3)制得热压混合料放进搅拌机内，加入三异丙醇胺12份，再进行搅拌，搅拌速度为50rpm，时间为16min，然后使用球磨机进行粉碎，球磨机转速率应为80％，粉末大小为20um，制得球磨粉末料，备用；
5)将步骤4)制得球磨粉末料进行烘烤，烘烤温度为150℃，时间为3h，再将温度降为120℃，时间为3h，制得烘烤料，备用；
6)将步骤5)制得烘烤料放进均化库，使用四分搅拌法，搅拌空气的压力为2.4kg/cm2，充气的空气压力为1.8kg/cm2，时间为2h，制得均化料，备用；
7)将步骤6)制得均化料放进预热器内进行预热分解，然后再进行熟料的烧成，烧成温度为150℃，时间为30min，再将温度提升到470℃，时间为30min，再将温度提升到650℃，时间为3h，然后再将温度提升到1350℃，时间为3h，最后进行急速冷却至室温，制得水泥熟料，备用；
8)将步骤7)制得水泥熟料使用圈流粉磨工艺进行粉磨，即得。
实施例2
一种高强度抗渗水泥，由以下重量份配比的材料制成：页岩60份、水氯镁石46份、粉煤灰30份、贝壳26份、三异丙醇胺16份、硅灰石16份、钙长石16份、堇青石16份、莫来石16份、透辉石16份、氧化钡14份、矾土12份、白云石10份、叶腊石粉9份和聚乙烯醇9份。
一种高强度抗渗水泥的制备方法，包括以下步骤：
1)取页岩60份、水氯镁石46份、贝壳26份和白云石10份，使用粉碎机进行粉碎，粉末大小为200目，然后使用搅拌机进行搅拌混合，搅拌速度为50rpm，时间为10min，制得搅拌混合料，备用；
2)取硅灰石16份、钙长石16份、堇青石16份、莫来石16份、透辉石16份和矾土12份，使用粉碎机进行粉碎，粉末大小为180目，然后使用搅拌机进行搅拌混合，搅拌速度为100rpm，时间为20min，搅拌完成后进行预烧，预烧温度为150℃，时间为16min，再将温度降为120℃，时间为3min，制得预烧料，备用；
3)取粉煤灰30份、氧化钡14份、叶腊石粉9份和聚乙烯醇9份，使用搅拌机进行搅拌混合，搅拌速度为30rpm，时间为30min，搅拌完成后进行热压处理，热压处理温度为120℃，压力为0.6MPa，时间为15min，制得热压混合料，备用；
4)将步骤1)制得搅拌混合料、步骤2)制得预烧料和步骤3)制得热压混合料放进搅拌机内，加入三异丙醇胺16份，再进行搅拌，搅拌速度为30rpm，时间为10min，然后使用球磨机进行粉碎，球磨机转速率应为70％，粉末大小为10um，制得球磨粉末料，备用；
5)将步骤4)制得球磨粉末料进行烘烤，烘烤温度为130℃，时间为1h，再将温度降为110℃，时间为1h，制得烘烤料，备用；
6)将步骤5)制得烘烤料放进均化库，使用四分搅拌法，搅拌空气的压力为2.2kg/cm2，充气的空气压力为1.6kg/cm2，时间为1h，制得均化料，备用；
7)将步骤6)制得均化料放进预热器内进行预热分解，然后再进行熟料的烧成，烧成温度为130℃，时间为20min，再将温度提升到450℃，时间为26min，再将温度提升到600℃，时间为1h，然后再将温度提升到1300℃，时间为1h，最后进行急速冷却至室温，制得水泥熟料，备用；
8)将步骤7)制得水泥熟料使用圈流粉磨工艺进行粉磨，即得。
实施例3
一种高强度抗渗水泥，由以下重量份配比的材料制成：页岩63份、水氯镁石41份、粉煤灰25份、贝壳23份、三异丙醇胺14份、硅灰石13份、钙长石13份、堇青石13份、莫来石13份、透辉石13份、氧化钡12份、矾土11份、白云石9份、叶腊石粉8份和聚乙烯醇8份。
一种高强度抗渗水泥的制备方法，包括以下步骤：
1)取页岩63份、水氯镁石41份、贝壳23份和白云石9份，使用粉碎机进行粉碎，粉末大小为250目，然后使用搅拌机进行搅拌混合，搅拌速度为55rpm，时间为13min，制得搅拌混合料，备用；
2)取硅灰石13份、钙长石13份、堇青石13份、莫来石13份、透辉石13份和矾土11份，使用粉碎机进行粉碎，粉末大小为190目，然后使用搅拌机进行搅拌混合，搅拌速度为110rpm，时间为25min，搅拌完成后进行预烧，预烧温度为160℃，时间为18min，再将温度降为125℃，时间为4min，制得预烧料，备用；
3)取粉煤灰25份、氧化钡12份、叶腊石粉8份和聚乙烯醇8份，使用搅拌机进行搅拌混合，搅拌速度为40rpm，时间为40min，搅拌完成后进行热压处理，热压处理温度为125℃，压力为0.7MPa，时间为17min，制得热压混合料，备用；
4)将步骤1)制得搅拌混合料、步骤2)制得预烧料和步骤3)制得热压混合料放进搅拌机内，加入三异丙醇胺14份，再进行搅拌，搅拌速度为40rpm，时间为13min，然后使用球磨机进行粉碎，球磨机转速率应为75％，粉末大小为15um，制得球磨粉末料，备用；
5)将步骤4)制得球磨粉末料进行烘烤，烘烤温度为140℃，时间为2h，再将温度降为115℃，时间为2h，制得烘烤料，备用；
6)将步骤5)制得烘烤料放进均化库，使用四分搅拌法，搅拌空气的压力为2.3kg/cm2，充气的空气压力为1.7kg/cm2，时间为1.5h，制得均化料，备用；
7)将步骤6)制得均化料放进预热器内进行预热分解，然后再进行熟料的烧成，烧成温度为140℃，时间为25min，再将温度提升到460℃，时间为28min，再将温度提升到625℃，时间为2h，然后再将温度提升到1325℃，时间为2h，最后进行急速冷却至室温，制得水泥熟料，备用；
8)将步骤7)制得水泥熟料使用圈流粉磨工艺进行粉磨，即得。
实验例：
选取普通硅酸盐水泥为对照组，选取本发明实施例三制备的高强度抗渗水泥为实验组。
实验对象，普通硅酸盐水泥和本发明实施例三制备的高强度抗渗水泥。
实验要求，对普通硅酸盐水泥和本发明实施例三制备的高强度抗渗水泥进行性能测试。
表1为对实验对象性能测试采集信息所得结果
表1
结合表格1，对比普通硅酸盐水泥和本发明实施例三制备的高强度抗渗水泥，可以看出本发明一种高强度抗渗水泥不仅强度大、抗裂系数大和抗渗能力强，还具有抗拉和抗折强度大的作用。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种高强度抗渗水泥，其特征在于：由以下重量份配比的材料制成：页岩60-66份、水氯镁石36-46份、粉煤灰20-30份、贝壳20-26份、三异丙醇胺12-16份、硅灰石10-16份、钙长石10-16份、堇青石10-16份、莫来石10-16份、透辉石10-16份、氧化钡10-14份、矾土10-12份、白云石8-10份、叶腊石粉7-9份和聚乙烯醇7-9份；所述的高强度抗渗水泥的制备方法，包括以下步骤:
1)取页岩、水氯镁石、贝壳和白云石，使用粉碎机进行粉碎，粉末大小为300目，然后使用搅拌机进行搅拌混合，搅拌速度为60rpm，时间为16min，制得搅拌混合料，备用；
2)取硅灰石、钙长石、堇青石、莫来石、透辉石和矾土，使用粉碎机进行粉碎，粉末大小为200目，然后使用搅拌机进行搅拌混合，搅拌速度为120rpm，时间为30min，搅拌完成后进行预烧，预烧温度为170℃，时间为20min，再将温度降为130℃，时间为5min，制得预烧料，备用；
3)取粉煤灰、氧化钡、叶腊石粉和聚乙烯醇，使用搅拌机进行搅拌混合，搅拌速度为50rpm，时间为50min，搅拌完成后进行热压处理，热压处理温度为130℃，压力为0.8MPa,时间为19min，制得热压混合料，备用；
4)将步骤1)制得搅拌混合料、步骤2)制得预烧料和步骤3)制得热压混合料放进搅拌机内，加入三异丙醇胺12份，再进行搅拌，搅拌速度为50rpm，时间为16min，然后使用球磨机进行粉碎，球磨机转速率应为80％，粉末大小为20um，制得球磨粉末料，备用；
5)将步骤4)制得球磨粉末料进行烘烤，烘烤温度为150℃，时间为3h，再将温度降为120℃，时间为3h，制得烘烤料，备用；
6)将步骤5)制得烘烤料放进均化库，使用四分搅拌法，搅拌空气的压力为2.4kg/cm2，充气的空气压力为1.8kg/cm2，时间为2h，制得均化料，备用；
7)将步骤6)制得均化料放进预热器内进行预热分解，然后再进行熟料的烧成，烧成温度为150℃，时间为30min，再将温度提升到470℃，时间为30min，再将温度提升到650℃，时间为3h，然后再将温度提升到1350℃，时间为3h，最后进行急速冷却至室温，制得水泥熟料，备用；
8)将步骤7)制得水泥熟料使用圈流粉磨工艺进行粉磨，即得。
2.如权利要求1所述一种高强度抗渗水泥，其特征在于：由以下重量份配比的材料制成：页岩66份、水氯镁石36份、粉煤灰20份、贝壳20份、三异丙醇胺12份、硅灰石10份、钙长石10份、堇青石10份、莫来石10份、透辉石10份、氧化钡10份、矾土10份、白云石8份、叶腊石粉7份和聚乙烯醇7份。
3.如权利要求1所述一种高强度抗渗水泥，其特征在于：由以下重量份配比的材料制成：页岩60份、水氯镁石46份、粉煤灰30份、贝壳26份、三异丙醇胺16份、硅灰石16份、钙长石16份、堇青石16份、莫来石16份、透辉石16份、氧化钡14份、矾土12份、白云石10份、叶腊石粉9份和聚乙烯醇9份。
4.如权利要求1所述一种高强度抗渗水泥，其特征在于：由以下重量份配比的材料制成：页岩63份、水氯镁石41份、粉煤灰25份、贝壳23份、三异丙醇胺14份、硅灰石13份、钙长石13份、堇青石13份、莫来石13份、透辉石13份、氧化钡12份、矾土11份、白云石9份、叶腊石粉8份和聚乙烯醇8份。
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