CN1285329A - 高性能复合硅酸盐水泥 - Google Patents

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刘埃林
赵建国
叶向东
武思东
吴建军
汪英杰
周立平
贾恒昌
李学勇
魏一林
刘志荣
冯欲晓
张德生
林鸿奎
张永辉
高永福
侯达川
张海
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/24—Cements from oil shales, residues or waste other than slag
    • C04B7/243—Mixtures thereof with activators or composition-correcting additives, e.g. mixtures of fly ash and alkali activators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

本发明涉及一种水泥颗粒粒径小,且形貌呈球形的低碱度水泥。所述水泥的配方为:熟料60～75%,石膏3～7%,混合材28～32%,其中所述水泥熟料配方为:石灰石76～86%,砂岩8～12%,煤矸石4～8%,铁粉2～4%,混合材配方为：煤矸石∶粉煤灰∶矿渣∶石灰石=3∶3∶3∶1,所述水泥的比表面积大于等于500m2/kg,水泥颗粒的形貌呈球形,圆形度平均值为0.6839,圆球度平均值为5.322,颗粒粒径<10μm,颗粒级配3～32μm的>90%。本发明碱度只有0.58%,具有较好的工作性能、力学性能、耐久性能及与外加剂的相容性能。

Description

高性能复合硅酸盐水泥
本发明涉及一种水泥颗粒粒径小，且形貌呈球形的低碱度水泥。
目前，传统的水泥一般只强调其力学性能(即强度)，而忽视了水泥的工作性能(流动性、和易性)和耐久性能(抗冻、抗渗、碱-集料反应)。
本发明的目的在于发明一种高性能复合硅酸盐水泥，使水泥颗粒趋于球形化、窄粒级、低碱度，从而提高水泥的工作性能、力学性能、耐久性能及与外加剂的相容性。
本发明采用超细粉磨技术及低碱原料配方使水泥具有高性能。
由于砂岩和煤矸石碱度较低，因此保证了水泥的碱度只有0.58％。
本发明所述水泥的配比为：
      熟料            60～75％
      石膏             3～7％
      混合材          28～32％
其中所述水泥熟料配方为：
      石灰石          76～86％
      砂  岩           8～12％
      煤矸石           4～8％
      铁  粉           2～4％
上述混合材选用活性高、性能互补的材料，其配方为：
煤矸石∶粉煤灰∶矿渣∶石灰石=3∶3∶3∶1
为使本发明所述水泥具有很好的性能，本发明采用超细粉磨技术及O-sepa高效选粉机，在磨中用球形或椭园形介质，使水泥的比表面积大于等于500m2/kg，水泥颗粒的形貌呈球形，园形度平均值为0.6839，园球度平均值为5.322，颗粒粒径＜10μm，颗粒级配3～32μm的＞90％。
本发明的性能指标如下：
1．水泥强度(425#)
2．其它物化性能
   一般水泥  高性能水泥     备注
  比面积m2/kg    300-330     571
    细度(％)     5-8％     1.0
   干缩率(％)     ＞0.10     0.08
  耐磨性kg/m2     ＜3.6     1.68
  水化热(3天)      281     238     KJ/kg
  碱含量(％)    1％以上    0.58％
3．水泥颗粒级配
    水泥颗粒级配    一般水泥    高性能水泥
    3～32μm颗粒占     ＜40％     ＞90％
     ＞32μm颗粒     ＞60％     ＜10％
4．水泥颗粒球形化程度
     球化程度    一般水泥    高性能水泥
   园形度参数均值     0.47      0.68
   园球度参数均值      5.32
5．高性能水泥与外加剂适应性
  外加剂品种  外加剂掺量(％) 初始流动度(mm) 1小时后流动度(mm)
   BW(萘系)      1．5     230     213
    DFS-2(酚醛系)       4     245     245
     FDN(萘系)     0.75     177     127
6．高性能水泥混凝土性能(1)新拌混凝土的坍落度大且坍落度损失小。
   混凝土               坍落度(cm)
    出机   1小时    1.5小时
   C35P12     21.5    20.5       20
    C40      22    20.5      19.5
    C60     23.5      23      22.5
(2)新拌混凝土强度(mpa)
 设计强度  施工配制强度     3d     7d     28d
    C35       45    44.6    54.3    73.1
    C40       50    42.2    57.7    79.3
    C60       70    61.3    70.9    89.8
(3)混凝土耐久性
a．抗渗性：渗水压力为1.2mpa，混凝土的渗水高度为2.5cm。
b．抗冻性：C35，C40，冻融次数300-400次
c．体积稳定性：普通混凝土收缩范围200-1000之间，本发明所制混凝土
   收缩为500-600之间，体积稳定性好。
d．碱集料反应：水泥中碱度为0.58，小于国际低碱度0.6％，有效抑制碱-
   集料反应。
实施例：
用砂岩8％、煤矸石6％、铁粉3％、石灰石83％，混合材占33.2％，生产本发明所述水泥，比表面积571m2/kg，园形度：0.6839，颗粒级配3～32μm占92％，粒径＜6μm。
强度：按国标检测：3天抗压强度38.2mpa，抗折强度5.3mpa
      按ISO检测：3天抗压强度31.8mpa，抗折强度5.4mpa
      按国标检测：28天抗压强度66.9mpa，抗折强度8.9mpa
      按ISO检测：28天抗压强度59.6mpa，抗折强度8.5mpa。
干缩率：0.08％          耐磨性：1.31kg/m2
水化热3天：238KJ/kg     7天：259KJ/kg
碱含量0.58％流动度：135mm(0.44水灰比)
本发明的优点为：
(一)工作性能：
由于掺加多种活性较高、性能各异的混合材，在混合材品种的选择上，选用对水泥各项性能互为补充的混合材，克服单一混合材对水泥性能产生的不足，取得最佳的复合效果，因此水泥的和易性得到极大改善。
高性能水泥，由于采用特殊的粉磨工艺和配方，水泥的各项性能发生了质的变化：水泥的需水量大幅度下降，而水泥的流动性大幅度提高，因此，水泥的流动性极大改善。
(二)力学性能：
由于采用特殊的粉磨工艺，水泥颗粒直径很小，水泥颗粒中对水泥强度起决定性作用的3～32μm颗粒占90％，远远超过传统粉磨中3～32μm颗粒的比例。因此，高性能水泥各龄期强度大幅度提高。
由于采用特殊的粉磨工艺，水泥颗粒分布范围发生根本变化，水泥颗粒级配范围较合理，水泥各龄期强度较高。而传统粉磨中水泥的颗粒级配范围较宽，水泥各龄期强度较低。
由于采用特殊的粉磨工艺，水泥颗粒形状发生了根本的变化，表现为水泥颗粒的球形化程度很高。而传统粉磨中水泥颗粒形状大都为不规则多角形。球形化程度高，水泥的流动性好，需水量低。因此，水泥各龄期强度都较高。
(三)耐久性能：
由于采用特殊的粉磨工艺和配方，掺入的混合材粉粒度很小，这样较细的混合材粉可充分填充到水泥的孔隙中，从而增加了水泥的密实性，减小水泥的孔隙率，因此极大地提高了水泥的抗冻性、抗渗性和抗侵蚀性。
由于采用特殊的粉磨工艺和配方，微细的各类活性混合材参与水化反应，生成针状的水化产物，具有很高的强度，因此，使水泥的长期强度逐步增长。
由于采用特殊的配料方案，使水泥中的碱含量远远小于国际标准中低碱的要求(小于0.6％)。因此在潮湿及活性骨料的条件下，极大地避免发生碱一集料反应的可能性，确保混凝土的长期强度及稳定性。

Claims (1)

1．一种高性能复合硅酸盐水泥，其特征在于：所述水泥的配方为：
       熟料            60～75％
       石膏             3～7％
       混合材          28～32％
其中所述水泥熟料配方为：
       石灰石          76～86％
       砂  岩           8～12％
       煤矸石           4～8％
       铁  粉           2～4％
上述混合材选用活性高、性能互补的材料，其配方为：
煤矸石∶粉煤灰∶矿渣∶石灰石=3∶3∶3∶1
所述水泥的比表面积大于等于500m2/kg，水泥颗粒的形貌呈球形，园形度平均值为0.6839，园球度平均值为5.322，颗粒粒径＜10μm，颗粒级配3～32μm的＞90％。
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