[发明专利]一种基于胶凝材料的高抗海水侵蚀复合水泥的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于胶凝材料的高抗海水侵蚀复合水泥的制备方法；主要由以下按质量分数计的组分组成：按照硅酸盐水泥30‑40％、细粒度矿渣粉20‑45％、粗粒度粉体15‑30％、偏高岭土2‑7％、沸石5‑15％、石膏5‑9％。本发明的硅酸盐水泥基材料早期强度较高，后期强度持续增长，并具有优异的抗海水侵蚀能力，如3天抗压强度大于24MPa、28天抗压强度大于52.5MPa、28天抗氯离子侵蚀系数小于0.6×10^‑12m²/s、28天抗海水侵蚀系数大于1.2。本发明的高抗海水侵蚀复合水泥应用于抗海水侵蚀性能要求高的领域。

技术领域

本发明涉及水泥材料，尤其涉及一种基于胶凝材料的高抗海水侵蚀复合水泥的制备方法。

背景技术

随着国家海洋发展战略的推进，海洋工程大量兴建，对抗海水侵蚀的复合水泥需求量日益增大。现有方法制备抗海水侵蚀复合水泥需要掺入大量高活性、高细度辅助性胶凝材料，按照国家标准GB/T 31289-2014《海工硅酸盐水泥》的要求，水泥中矿渣粉、粉煤灰与硅灰用量共计50-70％。我国南海周边区域内高质量粉煤灰与硅灰产量较少，难以满足抗海水侵蚀复合水泥生产要求。同时应该注意到复合水泥中水泥熟料、矿渣等高活性组分含有大量粗颗粒，导致整体水化程度低，造成了胶凝性能的浪费。为降低高抗海水侵蚀复合水泥生产成本与难度，可以通过充分发挥胶凝材料的水化特性实现胶凝材料高效利用，从而减少抗海水侵蚀复合水泥对高品质胶凝材料的需求，同时提高地方性低活性材料或惰性材料利用率。

从水泥浆体组成、结构角度出发，密实的结构与良好的有害离子固化能力是提高抗海水侵蚀能力的必要条件。水泥浆体水化程度相同时颗粒初始堆积密度越高，浆体结构越密实；水化产物内表面积越大，物理吸附氯离子能力越强，而水化产物中含铝水化产物含量的提高则有利于提高化学固化氯离子能力。由水泥颗粒级配与水化理论可知水泥强度主要由中粒度胶凝材料提供；细粒度胶凝材料通过填充粗颗粒堆积造成的孔隙细化水泥浆体孔径，同时发挥对有害离子的阻滞作用；粗粒度胶凝材料的颗粒堆积则形成水泥浆体的骨架支撑结构，其水化效能对水泥浆体密实程度及有害离子固化能力影响较小。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种基于胶凝材料的高抗海水侵蚀复合水泥的制备方法。本发明充分发挥胶凝材料的填充作用与水化效能，实现了胶凝材料的高效利用，同时显著提高了复合水泥抗海水侵蚀能力。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于胶凝材料的高抗海水侵蚀复合水泥的制备方法，主要由以下按质量分数计的组分混合组成：硅酸盐水泥30-40％、细粒度矿渣粉20-45％、粗粒度粉体15-30％、偏高岭土2-7％、沸石5-15％、石膏5-9％。

本发明的硅酸盐水泥基材料早期强度较高，后期强度持续增长，并具有优异的抗海水侵蚀能力，如3天抗压强度大于24MPa、28天抗压强度大于52.5MPa、28天抗氯离子侵蚀系数小于0.6×10^-12m²/s、28天抗海水侵蚀系数大于1.2。本发明的高抗海水侵蚀复合水泥应用于抗海水侵蚀性能要求高的领域。

所述硅酸盐水泥的勃氏比表面积320-380m²/kg，粒径大于45μm的颗粒体积含量小于20％，粒径小于8μm的颗粒体积含量小于15％。3天抗压强度大于27MPa、28天抗压强度大于57MPa。

所述细粒度矿渣粉的勃氏比表面积520-600m²/kg，粒径大于20μm的颗粒体积含量小于10％，粒径小于5μm的颗粒体积含量大于20％。3天活性指数大于90％、28天活性指数大于120％。