[发明专利]一种硫铝酸盐水泥促凝剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种水泥行业的促凝剂技术，提供了一种硫铝酸盐水泥促凝剂及其制备方法。

背景技术

锂渣是锂辉石矿石经过1200℃高温煅烧后用硫酸法生产碳酸锂过程产生的副产品，即生产碳酸锂过程中，碳酸锂熟料经过浸出、过滤、洗涤后排出的废渣。其主要成分是氧化硅、氧化铝、氧化钙等，其中最主要的以无定型的二氧化硅存在，能和碱性物质发生反应，因此锂渣具有较高的活性。目前其主要作为掺合料或者部分替代水泥应用在建筑行业。

有研究表明，锂盐如LiOH，Li₂CO₃，LiCl等能够促进水泥混凝土的凝结硬化，缩短初凝时间，由于锂渣为锂辉石加酸提取锂盐后的残渣。锂渣中仍含有约千分之几剩余的锂，其主要以LiO₂或Li₂CO₃形式，再加上锂渣里面大部分的无定型SiO₂，具有潜在火山灰活性，所以锂渣有可以作为水泥促凝剂的潜在可能性。但是就水泥促凝而言，目前最主要的应用方式主要是直接加入或者经过简单的物理或化学方式处理就直接使用，由于锂盐没有充分激活，而且其含量也少，所以促凝效果有限。中国专利CN102775086A涉及一种水泥行业的促凝剂技术，具体的说是锂渣作为促凝剂在低碱硫铝酸盐水泥中的应用，在低碱硫铝酸盐熟料中掺入1％-5％的锂渣作促凝剂，锂渣化学成分包含:SiO₂35-38％；CaO10-15％；Al₂O₃30-35％；Fe₂O₃0.4-0.6％；MgO0.2-0.4％；LiO₂0.15-0.25％。锂渣掺入量为3％时效果最佳。虽然此配方能够降低水泥的凝结时间，但是其作用效果并不明显，不能达到速凝的地步，而且在冬季施工的时候，会受到很大的限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供了一种硫铝酸盐水泥促凝剂及其制备方法，其不仅可以有效的利用锂渣，而且其性能能够有效的促进硫铝酸盐水泥的初凝时间和终凝时间，从而加快其早期强度发展，此外在冬季施工的时候，能够实现快速凝结硬化。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：一种硫铝酸盐水泥促凝剂，其包含有以下组分，锂渣60-85份，吸波组分0.5-1份，无机组份5-20份，有机组份5-20份，各组分均为粉状，按重量份计。

按上述方案，所述的锂渣为生产碳酸锂所产生的废渣，其中活性SiO₂、活性Al₂O₃和活性CaO占锂渣含量的80wt.％以上，Li₂O占锂渣含量的0.15wt.％-0.25wt.％，使用时需烘干磨细至粒径≤0.1mm。

按上述方案，所述的锂渣需经过微波激活，其微波激活处理的方式为：选用功率3-6KW，微波作用时间为5-10min即可。

按上述方案，所述的吸波组分为市售三氧化二铁，其纯度≥99.0wt.％。

按上述方案，所述的无机组分为生石灰与NaCl的混合物，其中生石灰与NaCl的复掺比例为1:2，质量比计。

按上述方案，所述的生石灰为快速生石灰，消化时间为7-9min，消化温度为95℃-97℃；所述的NaCl为市售分析纯，纯度≥99.0.wt％。

按上述方案，所述的有机组分为减水剂与甲酸钙的混合物，其中减水剂与甲酸钙的复掺比例为2:1，质量比计。

按上述方案，所述的减水剂为三聚氰胺高效减水剂或者萘系减水剂。

所述的硫铝酸盐水泥促凝剂的制备方法，包括有以下步骤：

1)锂渣烘干后，在球磨机中粉末至粒径≤0.1mm，加入市售三氧化二铁作为吸波组分，混合均匀；

2)混合均匀的锂渣与三氧化二铁加入微波处理的仪器中，将微波功率调到3-6KW，处理时间5-10min即可；

3)微波处理后的锂渣、无机组分与有机组分按比例混合均匀后即可使用。

本发明促凝剂的掺量为1％-5％，主要以快硬硫铝酸盐水泥用量为基数外掺，对快硬硫铝酸盐水泥具有很强的促凝作用，而且能够适应不同温度条件下施工，都能够实现快硬硫铝酸盐的快速凝结硬化，且不影响后期强度。

采用上述原料和方法制备一种硫铝酸盐水泥促凝剂的技术原理主要如下：