CN110467362A - 一种低成本防爆裂水泥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低成本防爆裂水泥，包括以下成分：熟料，博耐特，水渣，石灰石，页岩，氧化锌，木质素纤维，聚丙烯纤维，玻璃纤维，减水剂，聚丙烯酸钠、十二烷基硫酸钠和磷石膏余量。本发明中仅需要加入少量的博耐特，在氧化锌的催化作用下，就可以显著改善水泥的易磨性，增强水泥的粘结度，提高水泥的早期强度，防止爆裂。

Description

一种低成本防爆裂水泥及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种低成本防爆裂水泥及其制备方法。

背景技术

水泥是制备混凝土及其各种水泥制品的重要原料，也是土木建筑工程不可缺少的建材。普通的水泥虽然硬化的水泥混凝土有很高的抗压强度，但也存在很多缺陷，比如抗拉强度低、抗冲击能力差、抗裂性能差等缺点。在一些强度较低的基层，传统的做法是水泥混凝土固化后，再在水泥层表面涂上防水涂料层。防水层表面光滑，在工人高空作业时存在很大的安全隐患，因此出现了抗裂水泥基防水涂料，通过分散性胶粉、改性剂等改性。固化后，水泥砂浆由完全刚性变成具有一定的柔性，但同时，水泥层的抗裂新能有所下降。

水泥中存在的干缩裂纹和温度裂缝随着时间的推移不断发展成大裂缝，这些日趋严重和增多的开裂严重地影响了混凝土的耐久性。同时裂缝的存在，导致防水失效，使得水泥基体劣化直至破坏，所以水泥基体的开裂，也是建筑工程上急需解决的技术难题。

中国发明专利CN108101392A公开了一种防爆裂水泥及其制备方法，该水泥协同降低水化热，防止大体积混凝土内部温升引起的裂缝；另外，还降低需水量和收缩率，提高水泥强度和稳定性。但是该产品需要加入大量的页岩和活化硅粉，成本较高，故有必要研究一种低成本防爆裂水泥。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种低成本防爆裂水泥及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种低成本防爆裂水泥，包括以下成分：熟料，博耐特，水渣，石灰石，页岩，氧化锌，木质素纤维，聚丙烯纤维，玻璃纤维，减水剂，聚丙烯酸钠、十二烷基硫酸钠和磷石膏。

优选的，所述的低成本防爆裂水泥，由以下重量百分比的成分组成：熟料18-25％，博耐特0.3-0.5％，水渣25-35％，石灰石5-10％，页岩8-15％，氧化锌0.5-1％，木质素纤维0.1-0.5％，聚丙烯纤维0.1-0.5％，玻璃纤维0.3-0.5％，减水剂0.3-1％，聚丙烯酸钠0.5-2％、十二烷基硫酸钠0.5-2％和磷石膏余量。

优选的，所述的熟料为普通硅酸盐水泥熟料。

优选的，所述熟料的化学组成为：二氧化硅为20-25％，三氧化二铝为3-8％，三氧化二铁为2-5％，氧化钙为60-70％，氧化锰≤1％，三氧化硫≤0.5％；烧失量≤1％。

本发明的低成本防爆裂水泥的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配比将熟料、博耐特、水渣、石灰石、页岩和磷石膏混合均匀、粉磨，制成混合料；所述的混合料粉磨至比表面积为375-405m²/kg；

(2)将木质素纤维、聚丙烯纤维和玻璃纤维打散蓬松，并与氧化锌、减水剂、聚丙烯酸钠、十二烷基硫酸钠混合得到拌合剂；

(3)使用时，将拌合剂加入适量水中得到混合液，将混合料加入搅拌装置中，先开启慢速搅拌并匀速添加混合液，待混合液全部加完后，提高转速，搅拌60-75s，得到防爆裂水泥。

以上制备方法中需要注意的是：使用前不可以将氧化锌加入混合料中，防止混合料遇水提前发生反应。

本发明的有益之处在于：

博耐特是基于六铝酸钙(CA6)矿物相的一种新型合成致密耐火骨料。CA6具有以下主要性能：很高的耐火度；在含铁熔渣中的溶解度低；在还原气氛(如一氧化碳)中的稳定性高；在碱性环境中的化学稳定性好；对熔融金属和熔渣的润湿性低(钢铁和有色金属)。

博耐特作为骨料应用于耐火材料中从而提高耐火材料的耐腐蚀性能已经得到广泛报道，但是博耐特的价格较高，本发明中仅需要加入少量的博耐特，在氧化锌的催化作用下，就可以显著改善水泥的易磨性，增强水泥的粘结度，提高水泥的早期强度，防止爆裂。

为了进一步降低成本，本发明中加大了水渣、页岩和磷石膏的使用量，降低了熟料的用量，本发明的水泥成本相比中国发明专利CN 108101392 A公开的防爆裂水泥成本降低了15％以上，同时水泥的干缩率和强度也有一定的提升。

具体实施方式

实施例1：

一种低成本防爆裂水泥，由以下重量百分比的成分组成：熟料20％，博耐特0.35％，水渣32％，石灰石8％，页岩10％，氧化锌0.8％，木质素纤维0.35％，聚丙烯纤维0.4％，玻璃纤维0.4％，减水剂0.8％，聚丙烯酸钠1.5％、十二烷基硫酸钠1.2％和磷石膏余量。

所述的熟料为普通硅酸盐水泥熟料。

所述熟料的化学组成为：二氧化硅为20-25％，三氧化二铝为3-8％，三氧化二铁为2-5％，氧化钙为60-70％，氧化锰≤1％，三氧化硫≤0.5％；烧失量≤1％。

本发明的低成本防爆裂水泥的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配比将熟料、博耐特、水渣、石灰石、页岩和磷石膏混合均匀、粉磨，制成混合料；所述的混合料粉磨至比表面积为385m²/kg；

(2)将木质素纤维、聚丙烯纤维和玻璃纤维打散蓬松，并与氧化锌、减水剂、聚丙烯酸钠、十二烷基硫酸钠混合得到拌合剂；

(3)使用时，将拌合剂加入适量水中得到混合液，将混合料加入搅拌装置中，先开启慢速搅拌并匀速添加混合液，待混合液全部加完后，提高转速，搅拌65s，得到防爆裂水泥。

实施例2：

一种低成本防爆裂水泥，由以下重量百分比的成分组成：熟料25％，博耐特0.3％，水渣35％，石灰石5％，页岩15％，氧化锌0.5％，木质素纤维0.5％，聚丙烯纤维0.1％，玻璃纤维0.5％，减水剂0.3％，聚丙烯酸钠2％、十二烷基硫酸钠0.5％和磷石膏余量。

所述的熟料为普通硅酸盐水泥熟料。

所述熟料的化学组成为：二氧化硅为20-25％，三氧化二铝为3-8％，三氧化二铁为2-5％，氧化钙为60-70％，氧化锰≤1％，三氧化硫≤0.5％；烧失量≤1％。

本发明的低成本防爆裂水泥的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配比将熟料、博耐特、水渣、石灰石、页岩和磷石膏混合均匀、粉磨，制成混合料；所述的混合料粉磨至比表面积为375m²/kg；

(2)将木质素纤维、聚丙烯纤维和玻璃纤维打散蓬松，并与氧化锌、减水剂、聚丙烯酸钠、十二烷基硫酸钠混合得到拌合剂；

(3)使用时，将拌合剂加入适量水中得到混合液，将混合料加入搅拌装置中，先开启慢速搅拌并匀速添加混合液，待混合液全部加完后，提高转速，搅拌75s，得到防爆裂水泥。

实施例3：

一种低成本防爆裂水泥，由以下重量百分比的成分组成：熟料18％，博耐特0.5％，水渣25％，石灰石10％，页岩8％，氧化锌1％，木质素纤维0.1％，聚丙烯纤维0.5％，玻璃纤维0.3％，减水剂1％，聚丙烯酸钠0.5％、十二烷基硫酸钠2％和磷石膏余量。

所述的熟料为普通硅酸盐水泥熟料。

所述熟料的化学组成为：二氧化硅为20-25％，三氧化二铝为3-8％，三氧化二铁为2-5％，氧化钙为60-70％，氧化锰≤1％，三氧化硫≤0.5％；烧失量≤1％。

本发明的低成本防爆裂水泥的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配比将熟料、博耐特、水渣、石灰石、页岩和磷石膏混合均匀、粉磨，制成混合料；所述的混合料粉磨至比表面积为405m²/kg；

(2)将木质素纤维、聚丙烯纤维和玻璃纤维打散蓬松，并与氧化锌、减水剂、聚丙烯酸钠、十二烷基硫酸钠混合得到拌合剂；

(3)使用时，将拌合剂加入适量水中得到混合液，将混合料加入搅拌装置中，先开启慢速搅拌并匀速添加混合液，待混合液全部加完后，提高转速，搅拌60s，得到防爆裂水泥。

对比例1

将实施例1中氧化锌去除，其余配比和制备方法不变。

对比例2

将实施例1中博耐特去除，其余配比和制备方法不变。

以下对实施例1-3和对比例1-2的水泥性能进行检测，其中水泥熟料采用52.5级熟料，具体的检测结果见表1。

表1：实施例1-3和对比例1-2的水泥性能检测结果；

由以上测试数据可以知道，本发明的低成本防爆裂水泥具有良好的干缩率和强度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种低成本防爆裂水泥，其特征在于，包括以下成分：熟料，博耐特，水渣，石灰石，页岩，氧化锌，木质素纤维，聚丙烯纤维，玻璃纤维，减水剂，聚丙烯酸钠、十二烷基硫酸钠和磷石膏。

2. 如权利要求1所述的低成本防爆裂水泥，其特征在于，由以下重量百分比的成分组成：熟料18-25%，博耐特0.3-0.5%，水渣25-35%，石灰石5-10%，页岩8-15%，氧化锌0.5-1%，木质素纤维0.1-0.5%，聚丙烯纤维0.1-0.5%，玻璃纤维0.3-0.5%，减水剂0.3-1%，聚丙烯酸钠0.5-2%、十二烷基硫酸钠0.5-2%和磷石膏 余量。

3.如权利要求1或2所述的低成本防爆裂水泥，其特征在于，所述的熟料为普通硅酸盐水泥熟料。

4.如权利要求1或2所述的低成本防爆裂水泥，其特征在于，所述熟料的化学组成为：二氧化硅为20-25%，三氧化二铝为3-8%，三氧化二铁为2-5%，氧化钙为60-70%，氧化锰≤1%，三氧化硫≤0.5%；烧失量≤1%。

5.如权利要求1-4任一所述的低成本防爆裂水泥，其特征在于，其制备方法，包括以下步骤：

(1)按配比将熟料、博耐特、水渣、石灰石、页岩和磷石膏混合均匀、粉磨，制成混合料；所述的混合料粉磨至比表面积为375-405m²/kg；

(2)将木质素纤维、聚丙烯纤维和玻璃纤维打散蓬松，并与氧化锌、减水剂、聚丙烯酸钠、十二烷基硫酸钠混合得到拌合剂；

(3)使用时，将拌合剂加入适量水中得到混合液，将混合料加入搅拌装置中，先开启慢速搅拌并匀速添加混合液，待混合液全部加完后，提高转速，搅拌60-75s，得到防爆裂水泥。