[发明专利]一种钡渣改性铝酸盐快硬特种胶凝材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钡渣改性铝酸盐快硬特种胶凝材料及其制备方法，所述钡渣改性铝酸盐快硬特种胶凝材料的制备原料以重量份数计，包括：铝酸盐水泥熟料10～12份，钡渣粉2～3份，硫酸盐材料1.5～2份，早凝剂0～1.5份。本发明在保证铝酸盐水泥的原有优点的基础上，使其长期强度、耐久性与经济性增加，并解决了钡渣可能产生的环境问题，使其更好的服役于多种工程项目中。

技术领域

本发明涉及建筑用材料技术领域，特别涉及一种钡渣改性铝酸盐快硬特种胶凝材料及其制备方法。

背景技术

作为一种特种水泥，铝酸盐水泥具有快硬、高强度、高耐火性等特点，常用于工期紧急或冬季施工的工程中，但铝酸盐水泥的长期强度及其他性能有降低的趋势，长期强度降低40%-50%左右，使其不能适用于长期承重的结构，严重制约了其推广应用。铝酸盐水泥强度后期强度降低的主要原因是由于其前期生成的水化产物CAH₁₀与C₂AH₈在高温与水的作用下向C₃AH₆转化，因此，控制其相变反应，使其生成新物质，有利于解决其强度倒缩的问题。

钡渣是重晶石生产碳酸钡时产生的工业废渣，因其中含有大量的水溶性与酸溶性钡离子，被归为危险固体废弃物。我国每年钡渣的排放量约为100万吨，而绝大多数钡渣采取堆存处理，不仅长期占用大量的土地，而且由于渗透的关系，产生很高的环境风险。

现有技术的结构加固材料存在长期强度低、耐久性低的缺点。申请公布号为CN102295447A名为“基于铝酸盐水泥和钢渣的快硬早强结构加固材料”解决了硅酸盐水泥基加固材料早期强度低的问题，但其中添加了铝酸盐水泥熟料，其耐久性得不到保障，尤其在高温环境下，有可能造成构筑物的强度失稳。

因此，迫切需要一种开发能解决上述技术问题的钡渣改性铝酸盐快硬特种胶凝材料。

发明内容

本发明目的是提供一种钡渣改性铝酸盐快硬特种胶凝材料及其制备方法，在保证铝酸盐水泥的原有优点的基础上，使其长期强度、耐久性与经济性增加，并解决了钡渣可能产生的环境问题，使其更好的服役于多种工程项目中。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

在本发明的第一方面，提供了一种钡渣改性铝酸盐快硬特种胶凝材料，所述钡渣改性铝酸盐快硬特种胶凝材料的制备原料以重量份数计，包括：

铝酸盐水泥熟料10～12份，钡渣粉2～3份，硫酸盐材料1.5～2份，早凝剂0～1.5份。

进一步地，所述硫酸盐材料包括硫酸钠、硫酸钙、硫酸铝、硫酸钾、磷石膏、石膏、硬石膏和天青石中的至少一种。

所述铝酸盐水泥熟料是以铝矾土和石灰石为原料，经煅烧制得的以铝酸钙为主要成分、氧化铝含量约50%的熟料，再磨制成的水硬性胶凝材料。

进一步地，所述早凝剂包括氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠、石灰、生石灰、电石渣和芒硝中的至少一种。

进一步地，所述铝酸盐水泥熟料中铝酸三钙的质量占比为20 wt%～40wt%。

进一步地，所述钡渣粉中非硫酸钡Ba²⁺摩尔质量与所述硫酸盐材料中SO₄^2-+PO₄^3-离子的摩尔质量的比值为1：1。

进一步地，所述钡渣粉的制备方法包括：

获得黑钡渣粉，所述黑钡渣粉满足如下条件：根据GB 5085.3–2007测试，将黑钡渣粉在液固比为10：1的酸性溶液中其Ba²⁺浸出浓度为1500mg～2300mg/L；

将所述黑钡渣粉于800～1200℃下煅烧后水淬，烘干球磨后过200目筛，获得所述钡渣粉。