[发明专利]一种高强度水泥及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度水泥及其制备方法，属于水泥制造技术领域。本发明的高强度水泥，包括水泥熟料和混合材，水泥熟料主要由如下重量份数的原料制成：石灰石8‑10份、火山灰2.5‑3.5份、硫酸渣0.25‑0.35份、铜矿渣0.4‑0.45份。本发明的高强度水泥的制备方法包括如下步骤：将水泥熟料的原料混合粉磨，制得生料，然后将生料进行预烧结，然后在1250‑1350℃下烧结20‑25min，冷却，制得水泥熟料；将制得的水泥熟料与混合材混合粉磨，即得。本发明的高强度水泥中的水泥熟料的原料添加了火山灰，使火山灰经过高温烧结过程，提高了水泥熟料的抗压强度，另外，也提高了反应效率，缩短了烧结时间。

技术领域

本发明涉及水泥制造技术领域，更具体地说，涉及一种高强度水泥及其制备方法。

背景技术

目前很多工程的施工都会采用地下或者隧道工程，其中采用的混凝土除了要求其强度较高外，还要求具有良好的抗渗性，防止出现渗水。抗渗性较高的水泥一般采用火山灰水泥，火山灰水泥除了具有较高的抗渗性外，还具有更高的耐久性、更好的抗化学腐蚀能力等。但是，火山灰水泥的强度一般并不太高，如掺量为30％的火山灰水泥的28d抗压强度大多在35-40MPa左右。为了提高水泥的强度，大多数情况下会采取降低火山灰质的掺量的方式。

申请公布号为CN1103304164A的中国发明专利公开了一种新型矿渣硅酸盐P.SA32.5水泥，该水泥采用水泥熟料与石灰石、矿渣、火山灰、粉煤灰、脱硫石膏共同粉磨而成，其中的火山灰掺量为4-7％，最终的3天强度为14MPa，28天强度为38MPa，强度仍然较低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种高强度水泥，保证水泥具有较高抗渗性的同时提高水泥的强度。

本发明的第二个目的在于提供一种高强度水泥的制备方法，该制备方法工艺简单、烧结时间短。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：

一种高强度水泥，包括水泥熟料和混合材，所述水泥熟料主要由如下重量份数的原料制成：石灰石8-10份、火山灰2.5-3.5份、硫酸渣0.25-0.35份、铜矿渣0.4-0.45份。

通过采用上述技术方案，本发明在烧制水泥熟料时，将火山灰作为一种主要原料，使火山灰经过烧结过程。在高温烧结过程中，火山灰中的硅相和铝相更容易熔出，熔出量更大，更容易与其他原料中的成分发生反应，生成需要的相。在高温烧结过程中，火山灰成分还可以促进生成含气孔材料，提高了水泥的抗渗性，并提高了水泥的抗散裂性及耐冲击性。这种含气孔材料的温度膨胀系数较低，抗收缩性能优良，不易产生裂纹。

本发明的水泥熟料的原料中添加了硫酸渣、铜矿渣等，能够对工业废渣进行充分利用，符合环保要求。其中，硫酸渣中含有氧化铁、氧化铝等，能够促使原料加快熔融，生成更多的液相，提高反应效率，还节约了原料熔化的能源消耗。铜矿渣内部晶体的晶核存在较多的缺陷，活化能较低，而且含有较多的FeO，能够降低烧成物料的最低共溶温度，增多液相量，提高反应效率，减少了矿化剂的使用量。

本发明进一步设置为：所述水泥熟料主要由如下重量份数的原料制成：石灰石8.5-10份、火山灰2.8-3.5份、硫酸渣0.3-0.35份、铜矿渣0.4-0.42份。

通过采用上述技术方案，优化了各原料之间的比例，提高了原料的利用率，有利于得到整体性能较高的水泥熟料，同时也降低了原料成本。

本发明进一步设置为：所述火山灰包括如下成分：48.5-50.2％的SiO₂、5.05-9.36％的Al₂O₃、5.81-6.12％的Fe₂O₃、15.88-19.27％的CaO、6.49-7.92％的MgO。