[发明专利]复合硫酸盐水泥

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合硫酸盐水泥，属于建筑材料技术领域。

背景技术

目前通用的硅酸盐系列水泥由1824年发明的硅酸盐水泥演化而来，系以石灰石、粘土等原料，设计适当的率值和成分，经“两磨一烧”工艺加工而成，是目前最大宗的水硬性胶凝材料。

近200年来，硅酸盐水泥的化学成分及矿物组成基本没有变化，水泥工业的技术进步主要体现在生产工艺上。

长期以来，硅酸盐水泥以性能稳定、生产工艺成熟等优点而广泛应用，但同时它的一些缺点也严重影响了工程质量，如硅酸盐水泥在水化过程中会产生热胀冷缩、湿涨干缩和化学收缩，因此常引起收缩裂纹；硅酸盐水泥富含氢氧化钙，易受到硫酸盐腐蚀；硅酸盐水泥呈强碱性，易引起碱集料反应等。

复合硫酸盐水泥以5％-8％的硅酸盐水泥熟料、40-80％的高炉矿渣、10-30％的煤矸石和粉煤灰，以及5-20％左右的石膏为原料经粉磨制成，其中高炉矿渣是钢铁工业排放的废渣，煤矸石和粉煤灰是煤炭开采及燃烧环节产生的工业废弃物，石膏可以使用各种工业副产品，如电厂的脱硫石膏、磷肥厂的磷石膏、氟化工的氟石膏等，通过变废为宝，可产生显著的经济效益和节能减排降耗的效果。

目前我国关于复合硫酸盐水泥的文献尚不多见，但近期有三项发明专利中对类似技术进行了介绍，在专利CN101386478：矿渣硫酸盐水泥及其制备方法中，申请人采用矿渣、石膏、石灰石和外加剂原料混合制备矿渣硫酸盐水泥，其成分以矿渣、石灰石和石膏为主，外加剂主要成分是硅酸盐水泥熟料、石灰、钢渣、氢氧化钙、强碱、强碱盐中的任意一种或任意二种以上的混合。但就申请人的实施方案来看，12组配比中只有2组达到了32.5和33.6MPa，难以满足工程构件对强度的要求。

专利号为200810197940.9镍铬铁合金渣超硫酸盐水泥及其制备方法中，申请人以镍铬铁合金渣20～60％，矿渣和/或粉煤灰20～60％，硫酸盐激活剂5～25％，水泥熟料或氢氧化钙1～10％，碱性激活剂0.05～3％制备了镍铬铁合金渣超硫酸盐水泥。使镍铬铁合金渣、矿渣、粉煤灰变废为宝，利于环境保护，降低成本，而且工艺简单、实用。发明的实施案例中给出了5个配方，28d强度最高的配方4中，矿渣的掺量达到59.3％，镍铬铁合金渣为20％，发明仍以矿渣为主要胶材，混合材主要是镍铬铁合金渣和/或粉煤灰。

专利200810197941.3：钢渣超硫酸盐水泥及其制备方法中，以钢渣20～80％，矿渣和/或粉煤灰5～65％，硫酸盐激活剂5～25％，水泥熟料或氢氧化钙1～10％，碱性激活剂0.05～3％制备了钢渣超硫酸盐水泥，但就强度而言，其提供的6组配方中，只有配方4强度达到了43.8MPa，其矿渣掺量也为59.3％，其它5个方案只能配制32.5强度等级的水泥，且没有3d强度的数据。

由此可见，该水泥早期强度低、对温度和湿度依赖性强等缺点尚未克服。本发明旨在通过外加剂技术，解决上述问题，更好为工程建设服务。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有显著节能降耗减排效果，成本低廉的低碳建材，能克服传统硅酸盐系列水泥水化热高、易开裂、不利于环保和资源循环利用缺陷的复合硫酸盐水泥。其技术方案为：

一种复合硫酸盐水泥，其特征在于以矿渣、石膏、铝硅酸盐废渣、水泥熟料为基本原料，以石灰、石灰石、明矾石、沸石中的一种或几种为辅助原料，各组分的重量组成为：矿渣40-80份，石膏5-20份，铝硅酸盐废渣10-30份，水泥熟料3-8份；辅助材料共计0-10份。

所述的复合硫酸盐水泥，铝硅酸盐废渣采用煤矸石、粉煤灰的一种或混合物，石膏采用天然石膏，或者是磷石膏、氟石膏、柠檬酸石膏、脱硫石膏的一种或几种的任意组合。

所述的复合硫酸盐水泥，煤矸石采用自燃后的煤矸石，粉煤灰采用电厂排放的二级或一级粉煤灰。

所述的复合硫酸盐水泥，矿渣是高炉炼铁或冶炼粗钢的粒化高炉矿渣。

所述的复合硫酸盐水泥，辅助原料采用中性的弱酸强碱盐，如硅酸盐、碳酸盐或磷酸盐，辅助材料中的石灰系生石灰或消石灰，明矾石和沸石均使用天然材料。