[发明专利]水泥组合物、其制法及烷氧基硅烷的用途

说明书

技术领域

本发明涉及水泥组合物及其制法，更具体地，本发明涉及具有可控凝固时间的水泥组合物及其制法；本发明还涉及烷氧基硅烷在所述水泥组合物中作为缓凝剂的用途。

背景技术

已知缓凝剂能够延迟水泥的水合，而不会影响其长期的机械特性。它们用在混凝土中以抵消高温对凝固时间的影响，或避免从混合混凝土各组分到将混凝土混合物置于实际使用地点之间存在的不可避免的延迟凝固的问题。缓凝剂被认为是公路行业，尤其是桥面建设中第二大常规使用的掺加物。

另一方面，近年来，含硅粉状工业废料--例如粉煤灰--的产量日益递增，如果不能适当处理，易造成污染。因此，如果能够有效利用含硅粉状工业废料，则一方面可以获得经济效益，另一方面又可消除污染。为此，寻求包括粉煤灰在内的含硅粉状工业废料的有效利用方式，是一个颇值得探讨的课题。

发明内容

本发明提供一种水泥组合物，包括：

水泥材料，含硅粉状工业废料，和烷氧基硅烷。

本发明还提供一种制备水泥组合物的方法，包括将水泥材料,含硅的粉状工业废料，和一种烷氧基硅烷，加水混合并搅拌。

本发明还提供烷氧基硅烷用于延长含有（优选5重量%以上）含硅粉状工业废料（优选粉煤灰）的水泥组合物的凝固时间的用途。

出乎意料的是，含有烷氧基硅烷的水泥组合物具有更长的凝固时间。

具体实施方式

在本发明中，如无其他说明，则所有操作均在常温常压下进行。

本发明的水泥组合物包括水泥材料，含硅粉状工业废料，和烷氧基硅烷。

以下，对本发明的各组分作详细介绍。

水泥材料

本发明使用的水泥材料为常见的各类水泥,例如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、高铝水泥、膨胀水泥或白水泥等，或它们的各种混合物。本发明使用的水泥材料优选为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、和/或复合硅酸盐水泥；更优选为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥；最优选为硅酸盐水泥。硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、0%-5%石灰石或高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。硅酸盐水泥分为两种类型：硅酸盐水泥熟料中不掺包括石灰石或高炉矿渣、适量石膏在内的混合材料的称为I型硅酸盐水泥，代号P.I；在硅酸盐水泥粉磨时掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称为II型硅酸盐水泥，代号P.II。

含硅粉状工业废料

在本发明中，所述含硅粉状工业废料选自粉煤灰、炉灰、粘土、偏高岭土、高岭土、矿渣和赤泥中的一种或多种。

基于水泥材料和含硅粉状工业废料的总重量计，本发明中的含硅粉状工业废料含量为5-75重量%，优选7.5-65重量%，进一步优选10-55重量%，最优选含有大于15重量%但不大于45重量%。

在本发明的水泥组合物中，所述含硅粉状工业废料优选为粉煤灰、炉灰和矿渣之一或其中之两种或三种的混合物之一，特别优选为粉煤灰。在本发明中，水泥材料优选为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、高铝水泥、膨胀水泥或白水泥。特别优选的是，水泥材料为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥之一或其中之多种的混合物之一。显然，在本发明中可使用的水泥材料，如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥，其本身为含硅材料，因此，也可运用本发明的方案，将其使用为本发明所述的含硅粉状工业废料。

粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为：SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、TiO₂等。粉煤灰包括各种来源，主要成分为15-65重量%的SiO₂、5-50重量%的Al₂O₃、1.5-15重量%的Fe₂O₃、0.2-30重量%的CaO等，各组分含量总和为100%。在水泥工业中使用粉煤灰的优点在于：混凝土中掺加粉煤灰节约了大量的水泥和细骨料；改善了混凝土拌和物的和易性；增强混凝土的可泵性；减少了混凝土的徐变；减少水化热、热能膨胀性；提高混凝土抗渗能力；增加混凝土的修饰性。