CN109437798B - 轻质隔热抗冻水泥及其制作方法 - Google Patents

轻质隔热抗冻水泥及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轻质隔热抗冻水泥，包括以下重量份的原料：120～127份石灰石、8～15份石膏、7～14份碳酸镁、0.5～4份硫酸钠、0.5～4份硝酸钾、0.5～3份矿渣、1～5份硅藻土、0.5～1.5份滑石粉、0.5～1.5份云母粉、11～15份玻璃纤维、3～8份硅砂、6～15份乙炔黑、1～8份白云石、30～40份碳酸丙烯酯、10～17份乙二醇二甲醚。本发明还公开了上述轻质隔热抗冻水泥的制作方法。本发明具有轻质隔热抗冻的优点。

Description

轻质隔热抗冻水泥及其制作方法
技术领域
本发明涉及建材领域。更具体地说，本发明涉及一种轻质隔热抗冻水泥及其制作方法。
背景技术
随着现在科技的发展，人们对居住环境的要求越来越高，因此传统建筑材料以满足普通结构强度的标准已经逐渐发生了改变，水泥材料是建筑中用的最多的耗材，也是最需要进行改进的材料，现有的水泥材料已经出现了增强隔热保温性能的水泥，解决冬天施工水泥容易上冻的问题的水泥，以及轻质的水泥，然而这些均只是单一性能的改进，不能完全满足人们的需求。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种同时具有轻质隔热抗冻性能的水泥。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种轻质隔热抗冻水泥，包括以下重量份的原料：120～127份石灰石、8～15份石膏、7～14份碳酸镁、0.5～4份硫酸钠、0.5～4份硝酸钾、0.5～3份矿渣、1～5份硅藻土、0.5～1.5份滑石粉、0.5～1.5份云母粉、11～15份玻璃纤维、3～8份硅砂、6～15份乙炔黑、1～8份白云石、30～40份碳酸丙烯酯、10～17份乙二醇二甲醚。
优选的是，包括以下重量份的原料：122～125份石灰石、10～12份石膏、8～10份碳酸镁、1～3份硫酸钠、1～3份硝酸钾、1～2份矿渣、2～4份硅藻土、0.8～1.2份滑石粉、0.8～1.2份云母粉、12～14份玻璃纤维、4～6份硅砂、8～12份乙炔黑、3～5份白云石、33～36份碳酸丙烯酯、13～15份乙二醇二甲醚。
优选的是，包括以下重量份的原料：124份石灰石、11份石膏、9份碳酸镁、2份硫酸钠、2份硝酸钾、1.5份矿渣、3份硅藻土、1份滑石粉、1份云母粉、13份玻璃纤维、5份硅砂、10份乙炔黑、4份白云石、35份碳酸丙烯酯、14份乙二醇二甲醚。
本发明还提供上述轻质隔热抗冻水泥的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、将上述重量份的石灰石、矿渣、硅藻土、白云石、硅砂分别破碎成粒径不超过8cm的颗粒料，再将颗粒料的石灰石、矿渣、硅藻土、白云石、硅砂混合均匀后置于粉磨机中，并加入上述重量份的石膏、碳酸镁、硫酸钠、硝酸钾、滑石粉、云母粉以及重量份为50～60份的去离子水进行粉磨得生料浆，其中控制粉磨后过120目筛网的筛余物不超过生料浆总重量的10％，将生料浆通过喷雾干燥制成粉状生料，喷雾干燥的温度控制在180～220℃；
步骤二、将步骤一制得的粉状生料置于预分解窑中进行预热分解，预分解窑中的温度先控制在600～650℃，保持8～10min，再升温至800～850℃，保持12～15min，接着将预热分解后的粉状生料置于水泥回转窑中，以1350～1400℃烧结11～12h，控制水泥回转窑中粉状生料的液相量为26～30％，然后以80℃/min的冷却速度冷却至105～120℃得到熟料；
步骤三、将步骤二制得的熟料置于粉磨机中进行粉磨得粉状熟料，控制粉磨后过150目筛网的筛余物不超过熟料总重量的10％；
步骤四、将步骤三制得的粉状熟料和上述重量份的玻璃纤维、乙炔黑、碳酸丙烯酯、乙二醇二甲醚置于球磨机中以公转转速20rpm，自转转速1200rpm搅拌2h，再进行真空喷雾干燥，真空喷雾干燥的温度控制在70～100℃，真空度小于等于-0.08Mpa。
优选的是，步骤一中喷雾干燥的温度控制在200℃，步骤四中真空喷雾干燥的温度控制在80℃。
优选的是，步骤二中熟料的冷却为110℃。
本发明至少包括以下有益效果：通过向传统水泥原料(石灰石、矿渣、石膏和硅砂)中按一定比例添加硅藻土、白云石、碳酸镁、硫酸钠、硝酸钾、滑石粉、云母粉，使得水泥具有轻质保温的功能，而在水泥粉体、玻璃纤维、乙炔黑高比表面积的前提下通过与碳酸丙烯酯、乙二醇二甲醚复合使得制备出来的水泥更具有一定的抗冻性。同时由于本发明中原料众多难以完全分散均匀，故采用全新的湿磨加喷雾干燥工艺，使得水泥原料的混合分散更加均匀，而且设定喷雾干燥的温度，能对水泥生料起进行头道预热，还能一定程度的减少下一步预热分解所需能量，更是一举三得。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
<实施例1>
120份石灰石、8份石膏、7份碳酸镁、0.5份硫酸钠、0.5份硝酸钾、0.5份矿渣、1份硅藻土、0.5份滑石粉、0.5份云母粉、11份玻璃纤维、3份硅砂、6份乙炔黑、1份白云石、30份碳酸丙烯酯、10份乙二醇二甲醚。
上述轻质隔热抗冻水泥的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、将上述重量份的石灰石、矿渣、硅藻土、白云石、硅砂分别破碎成粒径不超过8cm的颗粒料，再将颗粒料的石灰石、矿渣、硅藻土、白云石、硅砂混合均匀后置于粉磨机中，并加入上述重量份的石膏、碳酸镁、硫酸钠、硝酸钾、滑石粉、云母粉以及重量份为50份的去离子水进行粉磨得生料浆，其中控制粉磨后过120目筛网的筛余物不超过生料浆总重量的10％，将生料浆通过喷雾干燥制成粉状生料，喷雾干燥的温度控制在180℃；
步骤二、将步骤一制得的粉状生料置于预分解窑中进行预热分解，预分解窑中的温度先控制在600℃，保持10min，再升温至800℃，保持15min，接着将预热分解后的粉状生料置于水泥回转窑中，以1350℃烧结12h，控制水泥回转窑中粉状生料的液相量为26％，然后以80℃/min的冷却速度冷却至105℃得到熟料；
步骤三、将步骤二制得的熟料置于粉磨机中进行粉磨得粉状熟料，控制粉磨后过150目筛网的筛余物不超过熟料总重量的10％；
步骤四、将步骤三制得的粉状熟料和上述重量份的玻璃纤维、乙炔黑、碳酸丙烯酯、乙二醇二甲醚置于球磨机中以公转转速20rpm，自转转速1200rpm搅拌2h，再进行真空喷雾干燥，即可得水泥的成品料。其中，真空喷雾干燥的温度控制在70℃，真空度小于等于-0.08Mpa。
<实施例2>
127份石灰石、15份石膏、14份碳酸镁、4份硫酸钠、4份硝酸钾、3份矿渣、5份硅藻土、1.5份滑石粉、1.5份云母粉、15份玻璃纤维、8份硅砂、15份乙炔黑、8份白云石、40份碳酸丙烯酯、17份乙二醇二甲醚。
上述轻质隔热抗冻水泥的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、将上述重量份的石灰石、矿渣、硅藻土、白云石、硅砂分别破碎成粒径不超过8cm的颗粒料，再将颗粒料的石灰石、矿渣、硅藻土、白云石、硅砂混合均匀后置于粉磨机中，并加入上述重量份的石膏、碳酸镁、硫酸钠、硝酸钾、滑石粉、云母粉以及重量份为60份的去离子水进行粉磨得生料浆，其中控制粉磨后过120目筛网的筛余物不超过生料浆总重量的10％，将生料浆通过喷雾干燥制成粉状生料，喷雾干燥的温度控制在220℃；
步骤二、将步骤一制得的粉状生料置于预分解窑中进行预热分解，预分解窑中的温度先控制在650℃，保持8min，再升温至850℃，保持12min，接着将预热分解后的粉状生料置于水泥回转窑中，以1400℃烧结11h，控制水泥回转窑中粉状生料的液相量为30％，然后以80℃/min的冷却速度冷却至120℃得到熟料；
步骤三、将步骤二制得的熟料置于粉磨机中进行粉磨得粉状熟料，控制粉磨后过150目筛网的筛余物不超过熟料总重量的10％；
步骤四、将步骤三制得的粉状熟料和上述重量份的玻璃纤维、乙炔黑、碳酸丙烯酯、乙二醇二甲醚置于球磨机中以公转转速20rpm，自转转速1200rpm搅拌2h，再进行真空喷雾干燥，即可得水泥的成品料。其中，真空喷雾干燥的温度控制在100℃，真空度小于等于-0.08Mpa。
<实施例3>
124份石灰石、11份石膏、9份碳酸镁、2份硫酸钠、2份硝酸钾、1.5份矿渣、3份硅藻土、1份滑石粉、1份云母粉、13份玻璃纤维、5份硅砂、10份乙炔黑、4份白云石、35份碳酸丙烯酯、14份乙二醇二甲醚。
上述轻质隔热抗冻水泥的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、将上述重量份的石灰石、矿渣、硅藻土、白云石、硅砂分别破碎成粒径不超过8cm的颗粒料，再将颗粒料的石灰石、矿渣、硅藻土、白云石、硅砂混合均匀后置于粉磨机中，并加入上述重量份的石膏、碳酸镁、硫酸钠、硝酸钾、滑石粉、云母粉以及重量份为55份的去离子水进行粉磨得生料浆，其中控制粉磨后过120目筛网的筛余物不超过生料浆总重量的10％，将生料浆通过喷雾干燥制成粉状生料，喷雾干燥的温度控制在200℃；
步骤二、将步骤一制得的粉状生料置于预分解窑中进行预热分解，预分解窑中的温度先控制在630℃，保持9min，再升温至830℃，保持13min，接着将预热分解后的粉状生料置于水泥回转窑中，以1380℃烧结11.5h，控制水泥回转窑中粉状生料的液相量为28％，然后以80℃/min的冷却速度冷却至110℃得到熟料；
步骤三、将步骤二制得的熟料置于粉磨机中进行粉磨得粉状熟料，控制粉磨后过150目筛网的筛余物不超过熟料总重量的10％；
步骤四、将步骤三制得的粉状熟料和上述重量份的玻璃纤维、乙炔黑、碳酸丙烯酯、乙二醇二甲醚置于球磨机中以公转转速20rpm，自转转速1200rpm搅拌2h，再进行真空喷雾干燥，即可得水泥的成品料。其中，真空喷雾干燥的温度控制在80℃，真空度小于等于-0.08Mpa。
<对比例1>
市售的普通硅酸盐水泥。
<对比例2>
一种隔热水泥，包括以下重量份的原料：35～73份水泥熟料、5～10份蛭石粉、1～8份钛酸酯、20～45份氟石膏、0.05～2份水泥速凝剂，其中水泥熟料为普通硅酸盐水泥熟料。
上述水泥的制作方法为将上述重量份的水泥熟料、蛭石粉、钛酸酯、氟石膏、水泥速凝剂混合均匀即可。
将实施例1～3以及对比例1的水泥分别预先水合好，水灰比均为0.5，在搅拌机搅拌均匀制得水泥泥浆，再将上述实施例1～3以及对比例的水泥泥浆分别放入尺寸为40mm×40mm×160mm磨具中制得水泥试块。养护规定天数后，按GB 17671-1999测试，测试结果见表1。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 对比例
密度(g/cm<sup>3</sup>) 2.19 2.21 2.13 2.92
抗压强度(MPa) 33.8 34 34.3 34.5
抗折强度(MPa) 5.6 5.6 5.7 5.9
从表1不难看出实施例1～3的水泥相比与对比例，在抗压强度和抗折强度上并没有较明显的削弱，但是密度以明显低于对比例。
将上述实施例1～3以及对比例2的水泥分别制作一个面积为1m2，厚度为10cm的水泥板，使用相同的热源分别对水泥板一面加热，测量水泥板两面的温差，测量结果见表2。
表2
实施例1 实施例2 实施例3 对比例
温差(℃) 14 12 16 8
从表2不难看出实施例1～3较对比例2在隔热保温方面已有提高。
将实施例1～3以及对比例1的水泥分别预先水合好，水灰比均为0.5，在搅拌机搅拌均匀制得水泥泥浆，再都置于温度为-5℃的冷室内，12h后，实施例1～3的水泥泥浆仍能保持流体状态，而对比例1中水泥泥浆已经上冻，无法使用，说明实施例1～3的抗冻效果由于普通硅酸盐水泥。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (6)

1.轻质隔热抗冻水泥，其特征在于，包括以下重量份的原料：120~127份石灰石、8~15份石膏、7~14份碳酸镁、0.5~4份硫酸钠、0.5~4份硝酸钾、0.5~3份矿渣、1~5份硅藻土、0.5~1.5份滑石粉、0.5~1.5份云母粉、11~15份玻璃纤维、3~8份硅砂、6~15份乙炔黑、1~8份白云石、30~40份碳酸丙烯酯、10~17份乙二醇二甲醚。
2.如权利要求1所述的轻质隔热抗冻水泥，其特征在于，包括以下重量份的原料：122~125份石灰石、10~12份石膏、8~10份碳酸镁、1~3份硫酸钠、1~3份硝酸钾、1~2份矿渣、2~4份硅藻土、0.8~1.2份滑石粉、0.8~1.2份云母粉、12~14份玻璃纤维、4~6份硅砂、8~12份乙炔黑、3~5份白云石、33~36份碳酸丙烯酯、13~15份乙二醇二甲醚。
3.如权利要求1所述的轻质隔热抗冻水泥，其特征在于，包括以下重量份的原料：124份石灰石、11份石膏、9份碳酸镁、2份硫酸钠、2份硝酸钾、1.5份矿渣、3份硅藻土、1份滑石粉、1份云母粉、13份玻璃纤维、5份硅砂、10份乙炔黑、4份白云石、35份碳酸丙烯酯、14份乙二醇二甲醚。
4.一种如权利要求1所述的轻质隔热抗冻水泥的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将上述重量份的石灰石、矿渣、硅藻土、白云石、硅砂分别破碎成粒径不超过8cm 的颗粒料，再将颗粒料的石灰石、矿渣、硅藻土、白云石、硅砂混合均匀后置于粉磨机中，并加入上述重量份的石膏、碳酸镁、硫酸钠、硝酸钾、滑石粉、云母粉以及重量份为50~60份的去离子水进行粉磨得生料浆，其中控制粉磨后过120目筛网的筛余物不超过生料浆总重量的10%，将生料浆通过喷雾干燥制成粉状生料，喷雾干燥的温度控制在180~220℃；
步骤二、将步骤一制得的粉状生料置于预分解窑中进行预热分解，预分解窑中的温度先控制在600~650℃，保持8~10min，再升温至800~850℃，保持12~15min，接着将预热分解后的粉状生料置于水泥回转窑中，以1350~1400℃烧结11~12h，控制水泥回转窑中粉状生料的液相量为26~30%，然后以80℃/min的冷却速度冷却至105~120℃得到熟料；
步骤三、将步骤二制得的熟料置于粉磨机中进行粉磨得粉状熟料，控制粉磨后过150目筛网的筛余物不超过熟料总重量的10%；
步骤四、将步骤三制得的粉状熟料和上述重量份的玻璃纤维、乙炔黑、碳酸丙烯酯、乙二醇二甲醚置于球磨机中以公转转速20rpm，自转转速1200rpm搅拌2h，再进行真空喷雾干燥，真空喷雾干燥的温度控制在70~100℃，真空度小于等于-0.08Mpa。
5.如权利要求4所述的轻质隔热抗冻水泥的制作方法，其特征在于，步骤一中喷雾干燥的温度控制在200℃，步骤四中真空喷雾干燥的温度控制在80℃。
6.如权利要求4所述的轻质隔热抗冻水泥的制作方法，其特征在于，步骤二中熟料的冷却温度为110℃。
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