CN1260159C - 高性能胶凝材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能胶凝材料，该材料是由20-50%的石膏+熟料所制得的熟料粉、50-75%的粉煤灰+粒化高炉矿渣粉、5-7%的硅灰粉经混合后制得；本发明具有抗裂、抗侵蚀、抗冲击、抗冲刷等特性，特别适合于水库大坝、水电大坝、防洪大坝、大型海港港口码头、大型建筑基础等部位使用，具有较大的经济效益和社会效益。
Description
(一)技术领域：本发明属于水泥化工领域，具体涉及一种用于水库大坝、水电大坝、防洪大坝、大型海港港口码头、桥梁工程大型建筑基础等部位的高性能胶凝材料。
(二)背景技术：目前，用于上述工程中的胶凝材料有：中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、低热微膨胀水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥等，它们分别在强度、低水热化、微膨胀性方面各有特点，但不具备上述工程所要求的全面特性，以致于在建设水电大坝及海港码头等大型混凝土工程中存在不同程度的热效应裂纹、坝体内外温度梯度裂纹、混凝土收缩裂纹、防御海水中CL渗透侵蚀能力差等缺陷。
本发明的目的就是针对现有胶凝材料性能单一的问题，提出一种能满足不同工程质量技术要求，低环境负荷的高性能胶凝材料。
(三)发明内容：本发明的高性能胶凝材料具有下述组份及用量：
1-4份石膏±6～9份水泥熟料 20-50％(重量百分比)
1份粉煤灰+3～4份粒化高炉矿渣粉 50-75％(重量百分比)
硅灰粉 5-7％(重量百分比)
以上原料的重量百分含量之和为100％。
通过调整上述部分组份的用量，可分别制备出不同用途的胶凝材料：当1-4份石膏+6～9份水泥熟料重量百分比为40-50％、1份粉煤灰+3～4份粒化高炉矿渣粉重量百分比为50-55％、硅灰粉重量百分比为5-7％时，可制备出用于各类大坝、大型建筑基础部位的I、II型胶凝材料；当1-4份石膏+6～9份水泥熟料重量百分比为20-35％、1份粉煤灰+3～4份粒化高炉矿渣粉重量百分比为60-75％、硅灰粉重量百分比为5-7％时，可制备出用于大型海港港口码头、桥梁工程的III、IV、V型胶凝材料。
上述组份中，根据配制不同类型的胶凝材料，水泥熟料粉中SO3需在3.0-20％之间调整；熟料粉的比表面积为380-420m2/kg，熟料成分C3A≤5％、Mgo 4.0-5.0％；粒化高炉矿渣粉符合GB18046-2000标准中S95以上级别矿渣粉要求；粉煤灰符合GB1596-1991标准中一级品要求，硅灰粉比表面积≥600m2/kg，石膏符合GB5483-85中的一级品要求。
制备上述高性能胶凝材料的方法如下：
1.制备混合料A：将水泥熟料、石膏按比例配制，混合，粉磨至比表面积为380-420m2/kg，所制得的水泥熟料粉，备用；
2.制备混合料B：将粉煤灰和已粉磨至比表面积为4500-5000m2/kg的粒化高炉矿渣粉，按比例配制，混合；
3.分别按比例取步骤1、2所制得的混合料A、混合料B或混合料A、混合料B及硅灰粉，混合均匀，即得本发明的高性能胶凝材料。
本发明的胶凝材料控制参数为：(1)三氧化硫含量为1-6％；(2)比表面积400-500m2/kg；(3)抗压强度、水化热、膨胀率根据需要进行调整(具体指标参见后表)。
本发明在生产时不受水泥标准中的组份规定约束，改变水泥生产过程中的传统生产方式，将不同标准的材料进行组合，使其产生复合效应，生产出具备工程要求的全面特性的胶凝材料，从而提高了工程的耐久性和使用寿命；同时由于减少了水泥熟料的使用量，亦减少了CO2对大气的污染。
本发明中几种胶凝材料性能指标如下表：
| 胶凝材料种类 | 抗折强度(MPa) | 抗压强度(MPa) | 水化热(kjkg) | 膨胀率(％) | |||||||||
| 3d | 7d | 28d | 3d | 7d | 28d | 3d | 7d | 1d | 7d | 14d | 28d | 60d | |
| I型胶凝材料 | 4.5 | 7.2 | 10.2 | 20.2 | 34.7 | 68.3 | 190 | 228 | 0.04 | 0.06 | 0.10 | 0.11 | 0.12 |
| II型胶凝材料 | 4.1 | 7.0 | 10.6 | 18.3 | 33.2 | 71.6 | 176 | 196 | 0.03 | 0.05 | 0.08 | 0.09 | 0.10 |
| III型胶凝材料 | 7.0 | 8.9 | 10.2 | 29.0 | 39.1 | 48.9 | 161 | 172 | 0.08 | 0.10 | 0.12 | 0.13 | 0.14 |
| IV型胶凝材料 | 7.5 | 8.9 | 11.6 | 31.2 | 44.3 | 58.6 | 182 | 191 | 0.06 | 0.08 | 0.10 | 0.11 | 0.12 |
| V型胶凝材料 | 6.9 | 8.2 | 9.6 | 28.3 | 41.1 | 48.8 | 161 | 170 | 0.05 | 0.07 | 0.09 | 0.10 | 0.10 |
通过大量试验和研究，发现对水库大坝、水电大坝、防洪大坝、大型海港港口码头、大型建筑基础部位采用本发明的高性能胶凝材料，其抗裂、抗侵蚀、抗冲击、抗冲刷等耐久性能大大优于现有技术，因此该产品具有较大的经济效益和社会效益。
(四)具体实施方式：
实施例1：
(1)制备混合料A：取100吨石膏、900吨水泥熟料混合，粉磨至比表面积为380m2/kg，制得的水泥熟料粉备用；
(2)制备混合料B：取250吨粉煤灰和已粉磨至比表面积为4500m2/kg的粒化高炉矿渣粉750吨，混合，备用；
(3)取40吨混合料A、55吨混合料B、5吨硅灰粉，混合均匀，即制得I型或II型胶凝材料。
实施例2：
取实施例1中步骤(1)、(2)所制备的混合料A50吨，混合料B50吨，混合均匀，即制得I型或II型胶凝材料。
实施例3：
取实施例1中步骤(1)、(2)所制备的混合料A40吨，混合料B53吨，另取7吨硅灰粉，混合，即制得I型或II型胶凝材料。
实施例4：
取实施例1中步骤(1)、(2)所制备的混合料A20吨，混合料B75吨，另取硅灰粉5吨，混合，即制得III型或IV或V型胶凝材料。
实施例5：
取实施例1中步骤(1)、(2)所制备的混合料A35吨，混合料B60吨，另取硅灰粉5吨，混合，即制得III型或IV或V型胶凝材料。
实施例6：
取实施例1中步骤(1)、(2)所制备的混合料A30吨，混合料B70吨，混合，即制得III型或IV或V型胶凝材料。
实施例7：
取实施例1中步骤(1)、(2)所制备的混合料A30吨，混合料B65吨，另取硅灰粉5吨，混合，即制得III型或IV或V型胶凝材料。
实施例8：
(1)制备混合料A：取150吨石膏、850吨水泥熟料，混合，粉磨至比表面积为420m2/kg，所制得的水泥熟料粉备用；
(2)制备混合料B：取100吨粒化高炉矿渣粉粉磨至比表面积为5000m2/kg，备用；
(3)取混合料A30吨、混合料B70吨，混合，即制得I型或II型胶凝材料。
Claims (3)
1.高性能胶凝材料，其特征在于由下述重量百分比用量的原料制备而成：
1-4份石膏+6～9份水泥熟料 20-50％
1份粉煤灰+3～4份粒化高炉矿渣粉 50-75％
硅灰粉 5-7％
上述原料的重量百分含量之和为100％。
2.根据权利要求1所述的高性能胶凝材料，其特征在于其组份具有下述重量百分比的用量：
1-4份石膏+6～9份水泥熟料 40-50％
1份粉煤灰+3～4份粒化高炉矿渣粉 50-55％
硅灰粉 5-7％
上述原料的重量百分含量之和为100％。
3.根据权利要求1所述的高性能胶凝材料，其特征在于其组份具有下述重量百分比的用量：
1-4份石膏+6～9份水泥熟料 20-35％
1份粉煤灰+3～4份粒化高炉矿渣粉 60-75％
硅灰粉 5-7％
上述原料的重量百分含量之和为100％。
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