[发明专利]一种水泥早强剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种水泥早强剂及制备方法，属于水泥外加剂制备技术领域。本发明将粘土或工业固体废弃物、硫酸混合均匀并造球，加水，自然熟化24h以上，然后在温度为350～550℃条件下高温处理2～8h，磨粉即得水泥早强剂，其中以质量百分数计，粘土或工业固体废弃物中SiO₂的含量大于55％、Al₂O₃的含量小于30％。本发明的水泥早强剂具有原料来源广、制备工艺简单，可用工业固废作原料，成本低、早强效果好等特点。

技术领域

本发明涉及一种水泥早强剂及制备方法，属于水泥外加剂制备技术领域。

背景技术

早强剂是水泥及水泥制品的外加剂之一，能提高水泥及水泥基制品的早期强度，并且对后期强度无显著影响的外加剂。其作用机理是通过加速水泥水化速度，提供水泥胶结组份，从而促进水泥及制品早期强度，既具有早强功能，又具有一定减水增强功能。到目前为止，人们已先后开发除氯盐和硫酸盐以外的多种早强型外加剂，如亚硝酸盐，铬酸盐等，以及有机物早强剂，如三乙醇胺、甲酸钙、尿素等，但大多存在制备工艺复杂、成本高、环境适应性差等问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种水泥早强剂及制备方法，通过促进水泥水化反应和固化胶结物提高水泥及制品早期强度，达到缩短工期目的。

一种水泥早强剂的制备方法：将粘土或工业固体废弃物、硫酸混合均匀并造球，加水，自然熟化24h以上，然后在温度为350～550℃条件下高温处理2～8h，磨粉即得水泥早强剂，其中以质量百分数计，粘土或工业固体废弃物中SiO₂的含量大于55％、Al₂O₃的含量小于30％；

所述粘土为高岭土、膨润土、伊利石黏土的一种或多种；

所述工业固废弃物为煤矸石、铝土矿选尾矿或赤泥；

所述粘土或工业固体废弃物与硫酸的质量比为100:(5～20)；

所述硫酸为市售浓硫酸；

本发明的另一目的是提供所述水泥早强剂的制备方法所制备的水泥早强剂。

水泥是通过水泥矿物中C3S、C2S、C3A和铁相固溶体即C3AF的水化反应物而产生强度，其早期强度主要取决于硅酸三钙的水化，而后期强度则由硅酸二钙提供，亦即说明水泥制品强度主要取决于水化硅酸钙产物。本发明制备的早强剂其主要成分为活性氧化硅、铝、铁、钙、碱金属等硫酸盐组成，当其掺入水泥后，在水泥水化形成的碱性体系中，一方面活性氧化硅与氢氧化钙反应形成水合硅酸钙，为水泥制品提供强度的同时促进水化反应的进行；另一方面，铝、铁硫酸盐固水解而释放出铝、铁胶体，可填充水泥制品的微孔，增加水泥制品致密性，并有利于钙矾石的形成，从而提高早期强度；其次，早强剂中的硫酸盐同时还可促进水泥水化反应的进行，亦能提高水泥及其水泥制品早期强度。

本发明的有益效果：

(1)本发明方法的工艺简单，绿色环保，原料来源方便，并可用工业废弃物如煤矸石、铝土矿选尾矿、赤泥作原料，有利于进一步提高这类工业固废的资源化利用率；

(2)与现有水泥早强剂相比，本发明制备的早强剂通过强化水泥水化过程、提高水泥制品致密性来提高水泥早期强度，增强效果明显；

(3)本发明制备的早强剂不含氯离子，水泥制品不泛霜。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。

对比例：水泥标准胶砂试件制备：购置市售水泥，采用水泥标准胶砂试验制备水泥试件，作为对比参照基准，结果如表1所示：