[发明专利]高效能水泥及制法

说明书

本发明涉及一种用于拌制高效能砼(即HPC)的水硬性胶凝材料的制造方法及其产品，属水泥及其制造领域。

从砼水化——硬化历程中要求改善理化效应而期望经28天水化后尚剩留少量未水化核心以兼顾强度与自愈能力，并通过用微粉的活性混合材填充水泥颗粒的孔隙既提高微观密实度，又化富集于骨料界面上定向排列的CH为CSH而提高耐久性，这是目前利用硅粉制造HPC的一种高新的砼技术，如在上述技术中增加超细磨矿渣并对水泥进行改性处理，实验室试验得到了更优越的HPC，但现在的砼制造工艺无法普及该技术。公知HPC的试配与制作技术很繁难。

现有的水泥制造工艺使用活性混合材时主要着眼于降低成本，而忽略充分利用活性混合材潜能来提高砼性能，例如矿渣水泥中的矿渣粉磨细度太粗，既不利于强度发挥，且产生泌水，起砂，耐磨及早强均差而缩小应用面。目前一切水泥的粒度分布几乎全是单峰的连续分布，无混合材的接近正态分布，尚未出现可以不外掺混合材或添加剂而能直接制造HPC的水泥。即任何水泥中均不含既能提高微观密实度，又化CH为CSH的活性微粉混合材。

经济与技术进展使超高、超跨或超负荷构筑物越来越多的从高强砼(即HSC)转向HPC，本发明人通过长期研究，发现改造水泥生产工艺来制造高效能水泥从而普及HPC是可行而且能取得巨大的经济和社会效益。参见清华大学出版社92.12出版，“高强砼及其应用”，94.3编印“高强砼与高效能砼译文集”。

本发明目的是公开高效能水泥及制法，简化HPC试配与制作工艺，提高其品质并有利于推广和应用。充分利用混合材潜能提高水泥功能并满足建设需求。

本发明之技术方案为应用本专业技术人员公知的粉磨与水化机理等技术原理选用多种物料并配伍成多个共磨组，用分组粉磨进行粉体表面改性，并使各组粉体的粒度与其水化速度匹配，再控制一组由塑化剂与混合材磨匀的微粉之Blaine比表面积大于其余粉体的Blaine比表面积二倍以上；其粉磨工艺可选用以下二者之一：

一步制成工艺：在串联磨各级或单级磨的磨尾和/或磨头喂入轻细破碎的对应共磨组物料，最后进成品库均化后待发运。

分步制成工艺：经细破碎的各物按既定配伍分组磨到相应细度的半成品，均化后分贮于各个半成品库，发运时按比例配合混匀。

由上法制成的产品特征是熟料共磨组细度按Blaine比表面积为0.3～0.5M²/g，含量为30～90wt％；微粉共磨组按Blaine比表面积大于0.8M²/g含量为3～30wt％；此外可含细度按Blaine比表面积为0.3～1M²/g，含量为0～50wt％的活性或非活性的混合材共磨组≤3个。

在微粉共磨组内的活性混合材的BET比表面积大于5M²/g为好。

实施本发明能把组成HPC的最佳胶凝材(含混合材)及添加剂按有利于水化—→硬化历程中提高砼效能目的，用粉磨机械化学及水化原理等本专业技术人员公知的有关基础技术知识对有关物料配伍成共磨组，在分组进行粉磨时，使胶凝材磨成粉体时的新生表面除由粉磨机械化学产生的改性效应，还与共磨的添加剂粉体新生表面等多种共磨物新生表面相互紧密接触时，又受到冲击，挤压作用而产生表面化学反应而改性，达到抑制不利因素，激发或催化活性，改善应用，施工性能目的。

分组粉磨可对高活性材磨得粗些，低活性材磨得细些，减少过粉磨造成的既多耗电力，又使水化热过份集中等缺点，又控制各胶凝材水化速度以兼顾各令期强度发展及自愈能力和耐久性等的要求。

又可利用易磨性较好或自然比表面积高的硅铝质活性混合材，用能降低需水性，提高分散性的助磨塑化剂或超塑剂等添加剂配伍成共磨组，制成微粉，以之充填其他较粗粉体的自然堆积孔隙，在提高微观密实性，化连通型毛细孔为凝胶孔的同时，及时吸附并消化Ca⁺⁺而减少在集料界面富集并定向排列的CH，使之转化为CSH，化有害于界面粘结力因素为增加强度，减少脆度的凝胶，提高抗渗耐腐蚀能力与耐久性。

对一切有水硬性或潜在水硬性的工业废渣，用有助磨和/或催化激活的一种或多种添加剂配伍共磨到最有利于发挥其强度的细度，有关砼数据表明掺有适当磨细工业渣的强度，特别是后期强度，应用与施工性能都高于纯熟料水泥，前者的成本又显然低于后者，并利用再生资源而节省了开采、运输、加工的能耗与工耗，以及自然资源。