CN1166579C - 处理水泥熟料的方法 - Google Patents

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Abstract

一种处理水泥熟料的方法，是在管式磨中粉磨熟料，同时加入水、石膏和可能的减水剂。按照本发明所述水具有pH值大约为9-13，且在熟料的粉磨过程中将水喷入磨中。按照一个优选的实施方案，将部分微填剂和/或减水剂与具有所说的高pH值的水混合形成料浆，该料浆是在粉磨过程中与干燥状态的微填剂和/或减水剂一起喷入的。

Description

处理水泥熟料的方法
本发明涉及一种处理水泥熟料的方法，特别涉及一种在粉磨水泥熟料的过程中处理该水泥熟料的方法。
本发明涉及的水泥熟料优选是波特兰水泥熟料，虽然不限于波特兰水泥熟料，但是也可以适用于其它水泥熟料。
在欧洲专利申请EP0081861和公开文献WO94/00403中描述了最新的现有技术，其描述了粉磨带有矿物添加剂和有机减水剂的波特兰水泥熟料。根据上述出版物，也将水加入到最终的粉磨室中，目的是调节温度。
由于在熟料颗粒上减水剂分子的物理和化学吸附的结果，所得到的粉磨水泥与标准的波特兰水泥相比将具有减少的需水量和较高的强度。该方法的一个明显缺点是难以控制波特兰水泥熟料与减水剂反应的程度，该反应对最终水泥的安定性有直接的影响。
按照常规的方法，通过在带水的混凝土中直接加入减水剂也可以达到相同的减少需水量。用这些方法不会使波特兰水泥熟料的化学反应活性达到明显的增加。
本发明涉及一种通过粉磨熟料和在其中加入不同物质来处理水泥熟料以便增强所获得的水泥的强度性能的方法。
因此本发明涉及一种处理水泥熟料的方法，是在管式磨中粉磨熟料，同时加入水、石膏和可能的减水剂，其特征在于在熟料的粉磨过程中喷入pH值大约为9-13的水。
现在参考各种实施方案更详细地描述本发明。
通常首先将熟料加热或在900-1450℃温度下煅烧来处理水泥熟料，这样形成化合物3CaO SiO2、2CaO SiO2、3CaO Al2O3和4CaO Al2O3SiO2。这种处理方法形成普通波特兰水泥。
在第二阶段，在装有许多钢球的管式磨中将熟料与石膏一起粉磨到颗粒大小为10-20微米。在此粉磨的过程中加入水。该方法涉及该第二阶段。
按照本发明，水的pH大约为9-13，且其在粉磨熟料的过程中喷入磨中。
根据本发明的一个非常优选的实施方案，通过电解使喷入的水达到该pH值。
这样将OH-离子喷入磨中。这些离子形成高度活性的基团，该基团固定在未水化水泥颗粒的表面上，并且容易形成络合物qCaO·mSiO2·nH2O。该络合物是在水泥颗粒的表面上形成的。
因此，在管式磨中粉磨熟料将形成含有直径为10-20微米的水泥颗粒的干燥产品。这些颗粒是预先水化到这种程度以致于其表面完全地或部分地被包含所说络合物的预先水化涂层覆盖。
因为颗粒被预先水化，所以它们反应性很高。在熟料颗粒表面上吸附OH-基团由于在颗粒上形成水合硅酸盐而形成所说的络合物结构并活化。此络合物作为与水继续反应的核。这会同时在水泥浆的强度和减少孔隙率方面产生显著的改进，这将会从下面的实施例中得到证实。
根据一个优选的实施方案，在粉磨过程中加入微填剂(microfillagent)和/或减水剂。
根据本发明的一个更优选的实施方案，当在粉磨过程中加入微填剂和/或减水剂时，将部分微填剂和/或减水剂与所说的高pH值水混合形成料浆，而该料浆是在粉磨过程中喷入磨中。
优选的是将减水剂形成料浆，和在将料浆喷入磨之前通过电解使该料浆产生所说的pH值。
干物质与料浆之间的比例优选为95重量％/5重量％-85重量％/15重量％。
该料浆的液相优选超过料浆重量的50％。
根据另一个优选实施方案，将含SiO2物质形式的微填剂如高炉矿渣和石灰石以数量至多为送入磨中的微填剂、减水剂和水总重量的80％送入管式磨中。
根据另一个优选实施方案，将以聚合物形式如含有萘或蜜胺或其两者的木质素磺酸盐基聚合物的减水剂以数量至多为送入磨中的微填剂、减水剂和水总重量的5％送入管式磨中。
现在将描述几个实施例。下表列出了有关需水量、抗压强度和孔隙率的结果。
实施例1
将化学组成(重量％)为C3S＝64.5、C2S＝11.0、C3A＝9.5、C4AF＝9.0、Na2O＝0.10和K2O＝0.25的波特兰水泥熟料装入管式磨中。在该组成中字母C是CaO的缩小，A是Al2O3的缩写和F是Fe2O3的缩写。管式磨直径为1.5米和长度为3.5米。将数量相当于熟料重量3％的石膏、从普通水供应系统取来的自来水与波特兰水泥熟料一起装入磨中。此水已经在电流为1.75A/dm2和电压为380V的直流电场下经过电解2分钟，以便获得pH值为11.2。将水以分散形式送入管式磨中。产生的水泥具有的比表面积(布莱因)为4800cm2/g。
在霍巴特混合器(Hobart mixer)中将由此得到的水泥与水混合3分钟，得到标准稠度的水泥浆。将该水泥浆倒入边长为20mm的立方体钢模中，并在振动台上密实。将该水泥浆试样在20℃于水中养护，然后进行抗压强度试验。
实施例2
将实施例1描述的波特兰水泥熟料按照常规的方法粉磨并按照实施例1的方法制备水泥料浆试样。
实施例3
按照实施例1将相当于实施例1定义熟料的波特兰水泥熟料与作为微填剂的预先粉磨石灰石一起粉磨，所说石灰石的比表面积(布莱因)为3000cm2/g。将总重量相当于水泥重量15％的预先粉磨石灰石分两阶段装入，即80％以固体干燥状态和20％以与35％水形成的料浆状态。
料浆的液相包括已经用3.5A/dm2和380V电解2分钟得到pH值为11.5的自来水。
将料浆以分散状态装入管式磨中。将该料浆与熟料、石膏和干燥微填剂一起装入磨中。得到的水泥比表面积(布莱因)为4780cm2/g。
按照实施例1相同的方法制备水泥浆试样。
实施例4
将与实施例3相同数量的波特兰水泥熟料和石灰石微填剂按照常规方法粉磨，只是微填剂全部以干燥状态加入。得到的水泥比表面积(布莱因)为4813cm2/g。
按照实施例1相同的方法制备水泥浆试样。
实施例5
在该实施例中除了在系统中加入液化剂外，进行的其它工序与实施例1使用的方法相同。液化剂是蜜胺型超塑化剂的40％溶液的形式，即由瑞典Cementa AB公司生产的Flyt 92。以相当于磨的总装入量的1％(重量)加入液化剂。
在使液化剂进行电解之前，将其加入到料浆的液相中。
按照实施例1制备水泥浆试样。
实施例6
在该实施例中，在浇注水泥浆的过程中，除了将实施例5的液化剂以数量同实施例5按照常规方法与水一起加入外，进行的其它方法与实施例2使用的方法相同，即常规的粉磨方法。
按照实施例1描述的方法制备水泥浆试样。
实施例7
在该实施例中进行的方法与实施例1中进行的方法相同。然后按照在国际专利申请WO94/25411(PCT/SE94/00389)中描述的方法处理得到的水泥浆，其中水泥浆是在直径为10mm的振动圆周和以110转/分钟的频率运行的振动磨中处理30分钟以上。粉磨介质与混合物的重量比为9∶1。
按照实施例1描述的方法制备水泥浆试样。
实施例8
在该实施例中进行的方法与实施例2中进行的方法相同。然后按照在国际专利申请WO94/25411(PCT/SE94/00389)中描述的方法处理得到的水泥浆；参看上述实施例7。表
在表中的“需水量”栏目表示产生水泥浆标准稠度所需要的水量，以水泥重量的百分比表示。
实施例     需水量(％)      抗压强度，Mpa      孔隙率
                           养护时间(天)       cm3/g
                       1       7       28
1          23.5        35.1    73.6    91.1   0.070
2          23.4        24.4    57.4    68.8   0.091
3          23.2        30.2    68.2    75.1   0.079
4          23.5        18.9    44.4    54.9   0.092
5          19.8        48.2    87.1    100.3  0.034
6          20.1        39.1    70.3    82.1   0.041
7          23.1        39.7    80.1    98.0   0.066
8          23.5        36.3    74.1    92.0   0.069
从上述表中明显看出，按照本发明方法制备的水泥浆具有较高的机械强度和较小的孔隙率。而需水量大致相同。
显然，本发明提供一种化学活性显著高于普通波特兰水泥的波特兰水泥，这从下列事实中反映出来：该水泥浆较快地固化到给定的强度并获得显著较高的最终强度。
虽然参考各种实施例和各种实施方案描述了本发明，但是本领域的普通技术人员也相信：通过适当的试验可以改变使用化合物的上述比例以获得具有所希望性能的水泥。
因此，前述实施方案不会限制本发明的范围，因为在下面权利要求的范围内可以进行各种变化。

Claims (11)

1.一种处理水泥熟料的方法，是在管式磨中粉磨熟料，同时加入水、石膏，其特征在于在熟料的粉磨过程中喷入pH值范围为9-13的水。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于喷入已经被电解到所述pH值的水。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于在粉磨的过程中加入微填剂和/或减水剂。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于将部分微填剂和/或减水剂与具有所述pH值的水混合，形成料浆，并在粉磨的过程中将该料浆与干燥状态的微填剂和/或减水剂一起喷入磨中。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于干物质与料浆比为95重量％∶5重量％至85重量％∶15重量％。
6.根据权利要求4或5的方法，其特征在于料浆中的液相超过所说料浆重量的50％。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6的方法，其特征在于将含SiO2物质形式的微填剂装入磨中，数量至多为装入的微填剂、减水剂和水总重量的80％。
8.根据权利要求7的方法，其中含SiO2物质形式的微填剂为高炉矿渣或石灰石。
9.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或8的方法，其特征在于将聚合物形式的减水剂加入到磨中，数量为装入的微填剂、减水剂和水总重量的5％。
10.根据权利要求9的方法，其中聚合物形式的减水剂为含萘或蜜胺或其两者的木质素磺酸盐基聚合物减水剂。
11.根据权利要求9或10的方法，其特征在于使减水剂形成料浆，并在将该料浆喷入管式磨中之前，电解该料浆以获得所说pH值。
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