[发明专利]一种利用矿渣制备的水泥及其制备方法

说明书

本发明提出了一种利用矿渣制备的水泥，由以下原料制备而成：新型相变储能材料、陶瓷粉、粉煤灰、水泥、减水剂、玻璃纤维、硅藻土；所述新型相变储能材料由改性矿渣粉、石蜡和水制备而成；所述改性矿渣粉为羟甲基纤维素改性的矿渣粉。本发明以硅酸盐水泥为基体，在硅酸盐水泥中添加新型相变储能材料、陶瓷粉和粉煤灰，不仅降低了水泥的成本，而且得到的水泥复合材料可显著提高水泥的阻尼系数和冲击值，还提高了水泥的保温性能，还实现了矿渣等废物再利用实现绿色环保的目的。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种利用矿渣制备的水泥及其制备方法。

背景技术

当前，用石棉纤维、钢纤维和玻璃纤维增强水泥的复合材料在工程应用中有广泛的应用，但由于石棉纤维有危害健康且对环境造成严重污染，钢纤维易锈蚀，玻璃纤维不耐腐蚀的缺点，使人们认识到寻求新型的增强材料仍然任重而道远。就目前国内外研究情况来看，碳纤维、陶瓷纤维、芳纶纤维等已经成为混凝土增强材料的主要对象。另外，工业废渣作为水泥代用材料已经取得了一定的进展，工业废渣是在工业生产和工业加工中以及燃料燃烧、矿物开采、交通运输、环境治理过程中废弃材料，大多数工业废渣与水泥原料相似，有一些工业废渣有一定热值，作为熟料与纤维(碳纤维、陶瓷纤维)按一定比例加入可提高水泥特性，其炉渣的处理解决了当前的工业残留废物处理问题，并且从处理成本上分析，其成本为普通硅酸盐水泥原料制备成本的六、七成，降低水泥生产成本。

矿渣是矿石经选矿和冶炼的残余物，即炼钢过程中的工业废料，废渣约占原料的30％，而矿渣的遗弃将会造成严重的污染，大量的矿渣处理和再利用成为利用矿渣等废料来制备建设性、经济型的的材料成为工业生产的重要问题，通过化学成分分析知道矿渣的成分和硅酸盐水泥的成分基本一致，同样存在水硬性。在工业生产上常常将矿渣生产为矿渣微粉、矿渣粉等，矿渣硅酸盐水泥是在普通矿渣硅酸盐水泥成分的基础上混入适量的粒化高炉矿渣，在性能上其对硫酸盐类侵蚀的抵抗能力、耐热性及抗水性更好，水化热较低，广泛运用于地下、水中和高压、高温蒸汽、海水工程；而矿渣微粉可活化处理来提高其比表面积，更大程度的提高水泥性能且成本仅为水泥成本的六七成。

发明内容

本发明的目的在于提出一种利用矿渣制备的水泥及其制备方法，以硅酸盐水泥为基体，在硅酸盐水泥中添加相变储能材料、陶瓷粉和粉煤灰，不仅降低了水泥的成本，而且得到的水泥复合材料可显著提高水泥的阻尼系数和冲击值，还提高了水泥的保温性能，还实现了矿渣等废物再利用实现绿色环保的目的。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种利用矿渣制备的水泥，由以下原料按重量份制备而成：相变储能材料1-5份、陶瓷粉10-20份、粉煤灰15-25份、水泥20-40份、减水剂1-4份、玻璃纤维2-7份、硅藻土2-9份；

所述相变储能材料由改性矿渣粉、石蜡和水制备而成；所述相变储能材料由以下方法制备而成：

S1. 将石蜡和水按照1：（20-50）g/mL的固液比混合，均质，配置成石蜡水体系；

S2. 将改性矿渣粉加入步骤S1所述石蜡水体系中，充分搅拌后均质，静置20-30min后，冷冻干燥，去除体系中的水，过滤，得到相变储能材料；

所述改性矿渣粉为羟甲基纤维素改性的矿渣粉；所述改性矿渣粉由以下方法制备而成：将矿渣收集、用行星球磨机研磨至100目以下，得到矿渣粉，将矿渣粉加入硅烷偶联剂KH550的乙醇溶液中，加热至60-80℃，充分搅拌均匀后，加入羟甲基纤维素，搅拌反应1-3h后，过滤，去离子水反复洗净，得到改性矿渣粉。

进一步地，所述水泥为硅酸盐水泥。

作为本发明的进一步改进，由以下原料按重量份制备而成：相变储能材料3份、陶瓷粉15份、粉煤灰20份、水泥30份、减水剂2份、玻璃纤维5份、硅藻土6份。