[发明专利]低熟料早凝早强矿渣水泥

说明书

  本发明系属于建筑材料领域，是对矿渣水泥的改进。

  在目前的矿渣水泥生产中，GB1344-92要求：矿渣掺加量为20～70)％，在实际生产中，受半成品熟料质量的限制，生产425^#、325^#矿渣水泥，其掺加量一般为20～50％。如果矿渣掺加量高，制成的矿渣水泥凝结硬化慢，泌水性大，早期强度低，标号下降幅度大。当矿渣掺加量低时，易造成f·CaO偏高的水泥安定性不合格；因此，现在仍有一些立窑水泥厂，不能有计划地生产425^#矿渣水泥。

而近年来所发明的煅烧石膏及明矾石等硫酸盐、铝酸盐类矿渣水泥的单掺或复合激发剂技术，尽管可以相对缩短凝结时间1.5～2.0小时，3天、7天抗折强度提高35～40％；28天抗压强度提高20～25％；可是仍然存在着凝结时间长(一般初凝3.5小时，终凝6.5小时)泌水性大、矿渣的掺量低，以及激发剂加工投资大，水泥生产工艺复杂，污染源增多，总体效益低，实用性差的问题。有关矿渣活化技术，多数是含K⁺、Na⁺的碱性物质，该发明虽能大幅度提高矿渣掺加量，改善了矿渣水泥物理性能。但是，在混凝土工程中存在着碱——骨料反应及和易性差(要求Na2O.0.6％)的问题，严重影响建筑物寿命和工程质量。同时，该发明技术要求的矿渣比表面积大，采用矿渣、熟料分别粉磨后混合均化的方法，该技术存在着设备投资大，能源消耗高，计量工艺复杂，综合效益差，生产实施难的问题。

本发明的目的是提供一种生产工艺简单，原料多为废渣的低熟料早凝早强矿渣水泥。它凝结硬化快，保水性好，强度高、成本低，配制的混凝土标号高，耐久性好，环保、节能效益显著。

本发明的低熟料早凝早强矿渣水泥是由一般的熟料、石膏、矿渣及催化剂共同磨制而成。其组成的重量百分比是：矿渣50～70，石膏5～8，熟料22～45，催化剂CaCl₂0.5～0.8其中：熟料强度R₂₈53MPa，f·CaO 3.5％，C₃A5.5。催化剂是以有水或无水氯化钙为主要成份的化工产品或工业副产品。

本发明是根据晶核中心理论和电解质的催化理论，在低熟料矿渣水泥中，添加0.5～0.8％的CaCl₂催化剂，该物质溶于水后全部电离成离子，Cl^--吸附于水泥中的C₃S、C₂S表面，增加了水泥颗粒的分散度，加速水泥初期水化反应和水化物晶核的形成与成长，从而起到了催化作用。同时，CaCl₂还与水泥中的C₃A、C₃AF、CaO、Ca(OH)₂作用，形成大量非活动型的氯铝酸钙(C₃A·CaCl₂·10H₂O)及氧氯化钙(3CaO·CaCl·12H₂O)固溶体络合物和新的CaCl₂，使水泥浆体中固相比例增大。该电解质又促进了C₃A与C₃SO₄的反应，形成钙矾石(C₃A·3C₃SO₄·3H₂O)复盐，并发生体积膨胀使水泥的密实度加速，两者的共同作用，促进低熟料矿渣水泥的凝结硬化、早期强度及保水性的提高。在C₃Cl₂的作用下，水泥中的C₄AH₁₃优先于C₃AH₆生成，也促使低熟料矿渣水泥获得较高强度。