專利名稱：一種低收縮堿礦渣水泥組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種堿礦渣水泥組合物，具體地說是涉及一種凝結(jié)時(shí)間正常且可按需要調(diào)整，硬化后強(qiáng)度高、收縮小的堿礦渣水泥組合物；本發(fā)明還涉及這種堿礦渣水泥的制備方法。
背景技術(shù)：
堿礦渣水泥是由磨細(xì)?；郀t礦渣和堿性激發(fā)劑組成的、具有快凝、早強(qiáng)、高強(qiáng)和優(yōu)良耐熱、耐凍、耐腐蝕性能的新型膠凝材料，在各類水工、土木、交通、電力、海港等工程中有廣闊的應(yīng)用前景。堿礦渣水泥的主要水化產(chǎn)物是水化硅酸鹽和水化鋁硅酸鹽凝膠，這類產(chǎn)物具有很強(qiáng)的膠結(jié)能力，形成的硬化體具有很好的力學(xué)性能，但其干燥收縮很大，容易引起硬化體開裂，直接制約了堿礦渣水泥在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用。盡管鈣質(zhì)膨脹劑、鈣礬石類膨脹劑和鎂質(zhì)膨脹劑已被廣泛應(yīng)用于以硅酸鹽鈣為主要礦物的通用水泥混凝土的減縮，但由于堿礦渣水泥中不存在形成鈣礬石所需的高鈣環(huán)境，因此鈣礬石類膨脹劑對堿礦渣水泥無減縮作用；將通用的鈣質(zhì)膨脹劑和鎂質(zhì)膨脹劑應(yīng)用于堿礦渣水泥時(shí)，由于鈣離子和鎂離子的溶出使通常作為激發(fā)劑的水玻璃迅速絮凝而使膠凝材料發(fā)生快凝，不僅無法施工，而且也嚴(yán)重影響水泥的固化強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有堿礦渣水泥凝結(jié)過快、硬化過程和環(huán)境干燥作用下收縮大、容易引起開裂的不足，提供一種凝結(jié)時(shí)間正常，硬化后強(qiáng)度高、收縮小的低收縮堿礦渣水泥組合物。本發(fā)明的另一目的在于提供這種低收縮堿礦渣水泥組合物的制備方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種低收縮堿礦渣水泥的組合物，其特征在于它是由?；郀t礦渣粉80 90% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，氫氧化鈉4 10%、輕燒氧化鎂4 12%、外加氫氧化鈉和輕燒氧化鎂總量的1 4%硬脂酸鋁制得。本發(fā)明產(chǎn)品組合配比優(yōu)選為所述?；郀t礦渣粉84 88% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))所述氫氧化鈉6-8%、所述輕燒氧化鎂6-10%、所述硬脂酸鋁為氫氧化鈉和輕燒氧化鎂總量的2 3%硬脂酸鋁。為了提高產(chǎn)品的性能，所述輕燒氧化鎂為活性氧化鎂含量不小于60 %，0. 08mm方孔篩篩余量為1 5%的粉末；所述?；郀t礦渣粉為滿足GB/T 18046規(guī)定S75級以上技術(shù)指標(biāo)的粒化高爐礦渣粉。本發(fā)明的另一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的上述低收縮堿礦渣水泥的制備方法，其特征在于其配方為按質(zhì)量百分比，其由?；郀t礦渣粉80 90%，氫氧化鈉4 10%、輕燒氧化鎂4 12%、硬脂酸鋁構(gòu)成；其中硬脂酸鋁質(zhì)量為氫氧化鈉和氧化鎂總量的1 4% ；首先，用粉碎機(jī)將氫氧化鈉粉碎成為0. 08mm方孔篩篩余量為0. 5 2 %的粉末，然后將所述氫氧化鈉粉、所述輕燒氧化鎂粉和所述硬脂酸鋁倒入可加熱的高速攪拌機(jī)中，在 (180 士 20) °C下攪拌4 5min后自然冷卻到室溫，制得硬脂酸鋁包覆氫氧化鈉_氧化鎂復(fù)合粉；將所述粒化高爐礦渣粉和所述硬脂酸鋁包覆氫氧化鈉-氧化鎂復(fù)合粉依次倒入封閉式攪拌機(jī)，攪拌均勻；或者將所述?；郀t礦渣粉合所述所述硬脂酸鋁包覆氫氧化鈉-氧化鎂復(fù)合粉分別包裝，在使用時(shí)按所述比例配合、直接與砂、石子和水拌合。本發(fā)明中氫氧化鈉作為堿性激發(fā)劑，溶于水后能與礦渣粉發(fā)生反應(yīng)，形成的產(chǎn)物有很強(qiáng)的膠結(jié)能力，硬化后產(chǎn)生很高強(qiáng)度；輕燒氧化鎂中的活性氧化鎂，能與水緩慢反應(yīng)形成氫氧化鎂，使固相體積增大120%，從而補(bǔ)償或降低堿礦渣水泥的收縮；硬脂酸鋁在加熱條件下熔化，與氫氧化鈉粉和輕燒氧化鎂粉共同攪拌后、包裹在氫氧化鈉和輕燒氧化鎂粉顆粒表面，在堿性溶液中緩慢溶解，可以降低氫氧化鈉和輕燒氧化鎂粉遇水后的溶解、反應(yīng)速度和與礦渣粉的反應(yīng)速度，延緩和調(diào)節(jié)堿礦渣水泥的凝結(jié)時(shí)間。本發(fā)明的有益效果為1.本發(fā)明產(chǎn)品凝結(jié)時(shí)間正常，初凝時(shí)間大于45min，終凝時(shí)間不大于MOmin，凝結(jié)后強(qiáng)度發(fā)展快，固化強(qiáng)度高，適用于各種建筑、修補(bǔ)、加固、防滲、防護(hù)等等工程；2.本發(fā)明產(chǎn)品硬化過程和環(huán)境干燥作用下收縮小。3、本發(fā)明產(chǎn)品的制備方法簡單，不需要特別的設(shè)備和特殊的工藝，可以根據(jù)需要隨時(shí)制得。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例的方式，對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。各實(shí)施例堿礦渣水泥組合物的凝結(jié)時(shí)間、標(biāo)準(zhǔn)膠砂強(qiáng)度和標(biāo)準(zhǔn)溫度(19 21°C )下14d濕養(yǎng)護(hù)后42d干養(yǎng)護(hù)后的總收縮率見表1。實(shí)施例1一種堿礦渣水泥組合物，由80%礦渣粉(S7Q，10%氫氧化鈉和10%輕燒氧化鎂 (活性MgO 60.6%,0. 08mm篩余量1.5%)，外加氫氧化鈉和輕燒氧化鎂合量的1 %的硬脂酸鋁制得。用粉碎機(jī)將氫氧化鈉粉碎成為0. 08mm方孔篩篩余量為1. 2%的粉末，然后將所述氫氧化鈉粉、所述輕燒氧化鎂粉和所述硬脂酸鋁倒入可加熱的高速攪拌機(jī)中，在180°C下攪拌^iin后自然冷卻到室溫，制得硬脂酸鋁包覆氫氧化鈉-氧化鎂復(fù)合粉；將所述?；郀t礦渣粉和所述硬脂酸鋁包覆氫氧化鈉-氧化鎂復(fù)合粉依次倒入封閉式攪拌機(jī)，攪拌均勻。實(shí)施例2一種堿礦渣水泥組合物，由80%礦渣粉(S75)，8%氫氧化鈉和12%輕燒氧化鎂 (活性70. 4%，0. 08mm篩余量為4. 85% )，外加氫氧化鈉和輕燒氧化鎂合量的2%的硬脂酸鋁制得。按與實(shí)施例1相同方法制備堿礦渣水泥，其中氫氧化鈉粉篩余量為0. 5%，硬脂酸鋁包覆攪拌溫度180°C，攪拌5min。
實(shí)施例3一種堿礦渣水泥組合物，由86%礦渣粉(S7Q，6%氫氧化鈉和8%輕燒氧化鎂(活性70. 4%,0. 08mm篩余量為4. 95% )，外加氫氧化鈉和輕燒氧化鎂合量的3%的硬脂酸鋁制得。按與實(shí)施例1相同方法制備堿礦渣水泥，其中氫氧化鈉粉篩余量為1. 9%，硬脂酸鋁包覆攪拌溫度190°C，攪拌5min。實(shí)施例4一種堿礦渣水泥組合物，由88%礦渣粉(S7Q，4%氫氧化鈉和8%輕燒氧化鎂(活性64. 5%,0. 08mm篩余量為2. 6% )，外加氫氧化鈉和輕燒氧化鎂合量的4%的硬脂酸鋁制得。按與實(shí)施例1相同方法制備堿礦渣水泥，其中氫氧化鈉粉篩余量為2. 0%，硬脂酸鋁包覆攪拌溫度20(TC，攪拌5min。實(shí)施例5一種堿礦渣水泥組合物，由90%礦渣粉(S7Q，6%氫氧化鈉和4%輕燒氧化鎂(活性70. 4%,0. 08mm篩余量為4. 85% )，外加氫氧化鈉和輕燒氧化鎂合量的2%的硬脂酸鋁制得。按與實(shí)施例1相同方法制備堿礦渣水泥，其中氫氧化鈉粉篩余量為1. 5%，硬脂酸鋁包覆攪拌溫度160°C，攪拌％iin。實(shí)施例6一種堿礦渣水泥組合物，由80%礦渣粉(S95)，8%氫氧化鈉和12%輕燒氧化鎂 (活性60. 6%，0. 08mm篩余量為1. 5% )，外加氫氧化鈉和輕燒氧化鎂合量的3%的硬脂酸鋁制得。按與實(shí)施例1相同方法制備堿礦渣水泥，其中氫氧化鈉粉篩余量為0. 8%，硬脂酸鋁包覆攪拌溫度170°C，攪拌％iin。實(shí)施例7一種堿礦渣水泥組合物，由84%礦渣粉(S%)，10%氫氧化鈉和6%輕燒氧化鎂 (活性70. 4%，0. 08mm篩余量為4. 85% )，外加氫氧化鈉和輕燒氧化鎂合量的4%的硬脂酸鋁制得。按與實(shí)施例1相同方法制備堿礦渣水泥，其中氫氧化鈉粉篩余量為1. 0%，硬脂酸鋁包覆攪拌溫度20(TC，攪拌5min。實(shí)施例8一種堿礦渣水泥組合物，由86%礦渣粉(S%)，6%氫氧化鈉和8%輕燒氧化鎂(活性70. 4%,0. 08mm篩余量為4. 85% )，外加氫氧化鈉和輕燒氧化鎂合量的1 %的硬脂酸鋁制得。按與實(shí)施例1相同方法制備堿礦渣水泥，其中氫氧化鈉粉篩余量為1. 5%，硬脂酸鋁包覆攪拌溫度160°C，攪拌5min。實(shí)施例9一種堿礦渣水泥組合物，由88%礦渣粉(S%)，8%氫氧化鈉和4%輕燒氧化鎂(活性64. 5%,0. 08mm篩余量為2. 6% )，外加氫氧化鈉和輕燒氧化鎂合量的3%的硬脂酸鋁制得。按與實(shí)施例1相同方法制備堿礦渣水泥，其中氫氧化鈉粉篩余量為1. 3%，硬脂酸鋁包覆攪拌溫度170°C，攪拌％iin。實(shí)施例10一種堿礦渣水泥組合物，由90%礦渣粉(S%)，4%氫氧化鈉和6%輕燒氧化鎂(活性70. 4%,0. 08mm篩余量為4. 85% )，外加氫氧化鈉和輕燒氧化鎂合量的4%的硬脂酸鋁制得。按與實(shí)施例1相同方法制備堿礦渣水泥，其中氫氧化鈉粉篩余量為0. 9%，硬脂酸鋁包覆攪拌溫度180°C，攪拌％iin。實(shí)施例11一種堿礦渣水泥組合物，由86%礦渣粉610 ，6%氫氧化鈉和8%輕燒氧化鎂 (活活性70. 4%，0. 08mm篩余量為4. 85% )，外加氫氧化鈉和輕燒氧化鎂合量的1 %的硬脂酸鋁制得。按與實(shí)施例1相同方法制備堿礦渣水泥，其中氫氧化鈉粉篩余量為1. 6%，硬脂酸鋁包覆攪拌溫度160°C，攪拌％iin。實(shí)施例12(對比樣)一種堿礦渣水泥組合物，由93. 5%礦渣粉(S%)和6. 5%氫氧化鈉制得。其中氫氧化鈉粉篩余量為1.2%。表1各實(shí)施例堿礦渣水泥組合物的性能
權(quán)利要求
1.一種低收縮堿礦渣水泥組合物，其特征在于按質(zhì)量百分比，其由粒化高爐礦渣粉 80^90%,氫氧化鈉Γ10%、輕燒氧化鎂Γ12%、硬脂酸鋁構(gòu)成；其中硬脂酸鋁質(zhì)量為氫氧化鈉和氧化鎂總量的廣4%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低收縮堿礦渣水泥組合物，其特征在于所述輕燒氧化鎂為活性氧化鎂含量不小于60%，0. 08 mm方孔篩篩余量為廣5%的粉末；所述粒化高爐礦渣粉為滿足GB/T 18046規(guī)定S75級以上技術(shù)指標(biāo)的?；郀t礦渣粉。
3.一種低收縮堿礦渣水泥組合物的制備方法，其特征在于其配方為按質(zhì)量百分比，其由?；郀t礦渣粉80、0%，氫氧化鈉Γ10%、輕燒氧化鎂 4 12%、硬脂酸鋁構(gòu)成；其中硬脂酸鋁質(zhì)量為氫氧化鈉和氧化鎂總量的廣4% ；首先，用粉碎機(jī)將氫氧化鈉粉碎成為0. 08 mm方孔篩篩余量為0. 5^2%的粉末，然后將所述氫氧化鈉粉、所述輕燒氧化鎂和所述硬脂酸鋁倒入可加熱的高速攪拌機(jī)中，在 160-200°C下攪拌壙5 min后自然冷卻到室溫，制得硬脂酸鋁包覆氫氧化鈉_氧化鎂復(fù)合粉；將所述?；郀t礦渣粉和所述硬脂酸鋁包覆氫氧化鈉-氧化鎂復(fù)合粉依次倒入封閉式攪拌機(jī)，攪拌均勻；或者將所述粒化高爐礦渣粉和所述硬脂酸鋁包覆氫氧化鈉-氧化鎂復(fù)合粉分別包裝，在使用時(shí)按所述比例配合、直接與砂、石子和水拌合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種低收縮堿礦渣水泥組合物及其制備方法。其特征在于它是由?；郀t礦渣粉80~90%,氫氧化鈉4~10%、輕燒氧化鎂4~12%、外加氫氧化鈉和輕燒氧化鎂總質(zhì)量的1~4%硬脂酸鋁制得。用粉碎機(jī)將氫氧化鈉粉碎成為0.08mm方孔篩篩余量為0.5~2%的粉末，將所述氫氧化鈉粉、輕燒氧化鎂粉和硬脂酸鋁倒入可加熱的高速攪拌機(jī)中，在160~200℃下攪拌4~5min后自然冷卻到室溫，制得硬脂酸鋁包覆氫氧化鈉-氧化鎂復(fù)合粉；將所述粒化高爐礦渣粉和硬脂酸鋁包覆氫氧化鈉-氧化鎂復(fù)合粉依次倒入封閉式攪拌機(jī)，攪拌均勻。本發(fā)明產(chǎn)品加水?dāng)嚢韬蟪跄龝r(shí)間大于45min，終凝時(shí)間不大于240min,硬化后強(qiáng)度高、收縮小。
文檔編號C04B7/153GK102167526SQ201110023609
公開日2011年8月31日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者余韜, 劉軍峰, 呂正龍, 方永浩, 袁雪蓮, 顧亞敏 申請人:河海大學(xué)