一种碱激发矿渣水泥及制法.pdf

本发明属于一种含矿渣的水泥及其制造工艺的改进。
    以往的矿渣水泥，矿渣含量较低，一般为40%左右，其余为熟料和石膏，而且都是用“两磨一烧”的工艺生产的，可用于一般建筑材料，但是它在早期强度、抗冻性、耐磨性及抗硫酸盐腐蚀性等方面均不理想，而且生产工艺复杂。

    本发明的目的是研制一种强度高、抗冻性好、耐磨性好、抗硫酸盐腐蚀性好、水化热低的矿渣水泥，它通过碱激发并赋予合理的配方与工艺，有效地解决了上述存在的问题。

    本发明是这样实现的，它具有以下的有效组分比（重量百分比）：矿渣97-99%，碱激发剂1-3%。为了使其效果更佳，最好采用Na、Ca离子的多元激发，采取以下的有效组分比：矿渣75-90%，硅酸盐水泥熟料7-22%，碱激发剂1-3%;矿渣82-89%，生石膏10-15%，碱激发剂1-3%;矿渣70-90%，硅酸盐水泥熟料5-20%，生厂膏3-10%，碱激发剂1-3%。这里所说的碱激发剂，一般用含钠离子的可溶于水的盐或碱，例如，Na2CO3，NaOH，NaCL，Na2SO4等一种或几种。为提高其性能，也可加入硼酸钠适量。硅酸盐水泥熟料一般用大于550标号。将符合要求的料配好后，进行混合粉磨而成。这一先进的工艺，淘汰了以往矿渣水泥的“两磨一烧”工艺，大量节省了煤电。

    本发明是用强碱组分去激发矿渣的潜在活性，生成更多的水化产物，进而产生高强度。矿渣中的玻璃体是水泥强度的来源，它能在碱性组份作用下分解释放出硅酸阴离子和铝酸阴离子，矿渣在高浓度的OH的作用下，其铝硅酸骨架被破坏并以水化络离子团进入溶液中，后遇Ca＃等阳离子生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等水化产物来发挥其强度，再加入少量地熟料，熟料遇水后除生成水化产物外并放出Ca（OH）2，而后者是碱性氧化物对矿渣起着激发作用，这样多元进行激发要比单元激发效果更好，其水化产物还可作为晶种，促进水化和强度的发展。碱激发矿渣水泥Ca/Si低，不会有Ca（OH）2析出，故制作的混凝土耐久性能好。由于大量地使用了矿渣，使其具有较高的抗硫酸盐侵蚀的能力，抗蚀系数K28天＝1.08，实践证明，在硫酸盐的侵蚀下，强度不仅不降低，反而有所提高。长期强度检验结果，表明这种水泥，3个月，6个月，1年，1年半，其强度处于继续上升的趋势，每个龄期均以5-10%的速度递增。其早期强度也较高，3天抗压强度200-300，7天300-500，28天500-700以上，可与水泥相媲美。抗冻试验结果，性能良好，冻融25次，重量损失为0.07%（标准为＜5%），强度损失为10.9%（标准为25%）。其耐磨性能好，磨耗率为0.75%。此外，本发明碱激发矿渣水泥，需水量小，水灰比为0.42，和易性好。试验证明其水化热为3天192焦耳/克，7天205焦耳/克，而大坝水泥标准3天为230焦耳/克，7天272焦耳/克。因此该水泥，不仅适用于建筑工程，也适合于大体积的混凝土工程及道路工程。其应用范围广，是目前“五大”水泥无法比拟的。本发明在使用中，其浆体与集料粘结牢固，集料不但可用一般砂石，还可用含细粉的细集料和工业度渣，废型砂等，制作的混凝土耐久性好。总之，本发明具有优良的性能价格比。申请人生产实践证明，比生产矿渣硅酸盐水泥吨成本降低30元，年增经济效益215.3万元。某建筑公司使用该新建筑材料，3个月时间新增产值61.4万，新增利润159万元，节支余额2.4万元，增收余额10.3万元，经济效益显著。

    表1为碱矿渣水泥与普通R型水泥强度对比。表2为国内外道路水泥与本发明碱矿渣水泥的性能对比。

                                                    表1

    以下是本发明的两个实施例（配料重量百分比）：

    实施例1    实施例2

    矿渣    70    85

    熟料    22    5

    生石膏    6    6.2

    Na2CO32 (NaOH) 3

    硼酸钠    0.8

    将上述料混合后可直接制成标准碱激发矿渣水泥。