[发明专利]一种石灰激发海工水泥及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石灰激发海工水泥及其制备方法，该石灰激发海工水泥按照质量百分比包括以下组分：水泥熟料10％～30％、粉煤灰15％～35％、矿粉25％～50％、硅灰2～5％、石灰5～10％、石膏5～8％；其制备方法如下：1)按比例将水泥熟料和石膏混合，之后球磨机球磨得到混合粉；2)按比例将步骤1)得到的混合粉与粉煤灰、矿粉、硅灰、石灰进行混合和均化，得到所述的石灰激发海工水泥。与常规海工硅酸盐水泥相比，本发明公开的石灰激发海工水泥早期强度高、后期强度增进率大、抗化学侵蚀能力强、水化热低，同时还具有工业废渣利用率高、生产过程中能耗和碳排放量低等优点。

技术领域

本发明涉及一种石灰激发海工水泥及其制备方法，属于海工硅酸盐水泥制备 技术领域。

背景技术

各种海洋工程如琼州跨海工程、渤海跨海大桥、港珠澳大桥、南沙群岛石油钻井平台已 陆续启动或正在建设。随着中国从海洋大国向海洋强国的不断迈进，具备良好的抗海水侵蚀 的性能硅酸盐水泥需求量将不断增大。于此同时，在我国西部地区，特别是在盐湖和盐渍土 地区，普通硅酸盐水泥无法有效保障严酷环境下水泥基材料的耐久性，甚至普通钢筋混凝土 在西部严酷环境下三到五年就会遭到严重破坏。因此，我国西部盐湖和盐渍土地区混凝土工 程也需要采用高抗蚀的海工硅酸盐水泥来保障建筑物的安全使用寿命。

无论是在海洋环境还是西湖盐湖或盐渍土地区，水泥基材料破坏的主要原因 是由于基体中钢筋被锈蚀(氯盐、硫酸盐等)以及水泥硬化浆体被盐类侵蚀(硫 酸盐、碳酸盐、镁盐等)，因此采用普通硅酸盐水泥制成的水泥基材料，在这些 地区很容易侵蚀破坏；而海工硅酸盐水泥中含有大量的矿物掺和料，如粉煤灰和 矿粉等，可有效的控制和改善各种侵蚀离子如Cl^-和SO₄^2-的传输，同时海工硅酸 盐水泥的水化产物中C-S-H凝胶钙硅比较低，较普通硅酸盐水泥相比具有更强抗 侵蚀性。

目前已有海工硅酸盐水泥及其制备方法中，水泥或水泥熟料的掺量一般在 30％～50％，而要获得42.5强度的海工硅酸盐水泥，水泥的掺量往往在40％以上。 虽然较高的水泥掺量可以提高海工硅酸盐水泥的强度，但是会降低海工硅酸盐水 泥的抗侵蚀性能，同时也会增加海工硅酸盐水泥的水化放热总量，这对实际工程 中大体积混凝土的浇筑是非常不利的，极易导致大体积混凝土的开裂，影响和降 低建筑物的功能和寿命。而目前在低水泥熟料掺量条件下，矿物掺和料的水化和 激发效果不甚理想，导致海工硅酸盐水泥强度普遍较低，难以达到42.5的强度 要求。因此能否在低水泥熟料掺量条件下制备高强度、高抗蚀、低水化放热的海 工硅酸盐水泥是我国海洋工程建设和西部地区开发急需解决的问题。同时，水泥 熟料的生成耗能大，碳排放量大，每生产一吨的水泥就会排放出0.8～1吨的二 氧化碳，进一步降低硅酸盐水泥中的水泥掺量，提高粉煤灰、矿粉等工业废渣的 掺量，也资源节约型社会和环境友好型社会建设中的迫切需要。

发明内容

技术问题：

技术方案：本发明提供了一种石灰激发海工水泥，该石灰激发海工水泥按照 质量百分比包括以下组分：

其中：

所述的石灰激发海工水泥的比表面积为350～500m²/kg。

所述的水泥熟料满足GB/T21372-2008中的各项要求，且其比表面积为350～500m²/kg，其3d抗压强度≥30MPa、28d抗压强度≥52.5MPa。

所述的粉煤灰满足GB/T1596-2017中的各项要求，其比表面积为350～450 m²/kg，且烧失量≤8％，活性指数≥70％。

所述的矿粉满足GB/T18046-2008中S95及以上等级矿粉的各项要求，其比 表面积为350～450m²/kg。