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一种高保水性水泥.pdf

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  • 文档编号:68442
  • 上传时间:2018-01-22
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201410383582.6

    申请日:

    2014.08.06

    公开号:

    CN104193202A

    公开日:

    2014.12.10

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C04B 7/26申请日:20140806|||公开

    IPC分类号:

    C04B7/26; C04B7/28; C04B7/21

    主分类号:

    C04B7/26

    申请人:

    华南理工大学

    发明人:

    杨医博; 郭文瑛; 莫海鸿; 王恒昌

    地址:

    510640 广东省广州市天河区五山路381号

    优先权:

    专利代理机构:

    广州粤高专利商标代理有限公司 44102

    代理人:

    何淑珍

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    内容摘要

    本发明公开了一种高保水性水泥,由硅酸盐水泥熟料、除氯碱渣混合物、混合材料、石膏、其它助剂组成。本发明的水泥保水组分除氯碱渣混合物是无机材料,不存在有机材料的分解失效问题,水泥保水率不低于90%;可采用现有水泥厂设备进行生产,工艺容易实现;能够同时消纳纯碱厂的大宗固体废弃物——碱渣和返砂返石,并可利用其中的部分氢氧化钙进行纯碱生产。

    权利要求书

    1.  一种高保水性水泥,其特征在于,由以下质量百分比的物质组成:
    硅酸盐水泥熟料             25~90
    除氯碱渣混合物              3~30
    混合材料                    0~70
    石膏                        2~12
    其它助剂                     0~1。

    2.
      根据权利要求1所述的高保水性水泥,其特征在于,所述混合材料是粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料、硅灰、偏高岭土、沸石、钢渣、粒化精炼铬铁渣、粒化增钙液态渣、粒化电炉磷渣、化铁炉渣、粒化碳素铬铁渣、粒化高炉钛矿渣、石灰石、砂岩、花岗岩、废陶瓷、钡渣、窑灰中的一种或一种以上。

    3.
      根据权利要求1所述的高保水性水泥,其特征在于,所述其它助剂是助磨剂、早强剂中的一种或两种。

    4.
      根据权利要求1所述的高保水性水泥,其特征在于,所述除氯碱渣混合物是由以下步骤制备而得:
    步骤1、先将返砂返石破碎、粉磨成返砂返石粉,在水中浸泡0.5至14天消解过烧的氧化钙,得到消解后的返砂返石粉;
    步骤2、将消解后的返砂返石粉、碱渣、水混合后,进行压滤处理,得到氯离子含量低于混合物中固体总质量0.10%的除氯碱渣混合物,以材料的质量百分比计,所述混合物由如下组份组成:消解后的返砂返石粉干质量和碱渣干质量的比例为2:8至5:5,水总质量为消解后的返砂返石粉和碱渣总干质量的3至10倍;
    步骤3、将除氯碱渣混合物进行干燥处理。

    5.
      根据权利要求4所述的一种高保水性水泥,其特征在于,所述除氯碱渣混合物制备步骤1还包括将消解后的返砂返石粉中的氢氧化钙先进行分离回收、用于纯碱生产的步骤。

    说明书

    一种高保水性水泥
    技术领域
    本发明属于水泥领域,特别涉及一种高保水性水泥。
    背景技术
    一般的水泥以强度为主要控制指标,但应用于砌筑砂浆和抹面砂浆的水泥,为避免墙体材料大量吸水导致的砂浆的空鼓和开裂问题,还需要水泥具有高的保水性。
    为解决上述问题,申请人开发了ZL 200610035113.0的高保水性的新型砌筑水泥,采用在传统砌筑水泥组成中添加纤维素醚(也可同时添加其他助剂)的方法提高砌筑水泥的保水性(保水率超过90%),并根据水泥性能要求对混合材料的种类和用量进行优化,其中混合材料的用量为50~93%。
    但纤维素醚为有机材料,其价格较高,且在水泥加工过程中可能发生失效问题,因此迫切需要开发能够提高水泥保水性的无机材料。
    碱渣是氨碱法生产纯碱过程中产生的工业废渣,碱渣的主要成分是碳酸钙,硫酸钙及铝、铁、硅等氧化物,并含有大量氯化物。碱渣颗粒较小,颗粒尺寸多在数微米至几十微米之间,且其中含有大量孔隙,能够吸附水分起到保水的作用,将碱渣除氯后用作高保水性水泥的无机保水材料是可能的。
    纯碱厂的固体废弃物除了碱渣外,还有返砂返石,每生产一吨纯碱要产生大概165kg返砂返石。其主要成分是碳酸钙,由于其中含有过烧氧化钙,其长期以来一直用于铺路、立窑水泥原材料等用途,虽然利用价值低,但大部分能够消耗掉。而随着对道路质量要求的提高和立窑水泥厂的淘汰,其利用率反而下降,急需寻求新的利用途径。
    发明内容
    针对上述技术问题,本发明的目的在于提供一种成本低、稳定性好的高保水性水泥的制备方法。
    本发明的目的通过以下技术方案实现:
    一种高保水性水泥,由以下质量百分比的物质组成:
    硅酸盐水泥熟料             25~90
    除氯碱渣混合物              3~30
    混合材料                    0~70
    石膏                        2~12
    其它助剂                     0~1。
    进一步地,所述混合材料是粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料、硅灰、偏高岭土、沸石、钢渣、粒化精炼铬铁渣、粒化增钙液态渣、粒化电炉磷渣、化铁炉渣、粒化碳素铬铁渣、粒化高炉钛矿渣、石灰石、砂岩、花岗岩、废陶瓷、钡渣、窑灰中的一种或一种以上。
    进一步地,所述其它助剂是助磨剂、早强剂中的一种或两种。
    进一步地,所述除氯碱渣混合物是由以下步骤制备而得:
    步骤1、先将返砂返石破碎、粉磨成返砂返石粉,在水中浸泡0.5至14天消解过烧的氧化钙,得到消解后的返砂返石粉;
    步骤2、将消解后的返砂返石粉、碱渣、水混合后,进行压滤处理,得到氯离子含量低于混合物中固体总质量0.10%的除氯碱渣混合物,以材料的质量百分比计,所述混合物由如下组份组成:消解后的返砂返石粉干质量和碱渣干质量的比例为2:8至5:5,水总质量为消解后的返砂返石粉和碱渣总干质量的3至10倍;
    步骤3、将除氯碱渣混合物进行干燥处理。
    进一步地,所述除氯碱渣混合物制备步骤1还包括将消解后的返砂返石粉中的氢氧化钙先进行分离回收、用于纯碱生产的步骤。
    与现有技术相比,本发明具有如下优点:
    (1)本发明的水泥保水组分除氯碱渣混合物是无机材料,不存在有机材料的分解失效问题,水泥保水率不低于90%。
    (2)可采用现有水泥厂设备进行生产,工艺容易实现。
    (3)能够同时消纳纯碱厂的大宗固体废弃物——碱渣和返砂返石,并可利用其中的部分氢氧化钙进行纯碱生产。
    具体实施方式
    下面结合实施例,对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式不限于此。
    实施例1
    一种高保水性水泥,由以下质量百分比的物质组成:
    硅酸盐水泥熟料             25
    除氯碱渣混合物             10
    粒化高炉矿渣               30
    粉煤灰                     22 
    石膏                       12  
    助磨剂                     0.5
    早强剂                     0.5。
    进一步地,所述除氯碱渣混合物是由以下步骤制备而得:
    步骤1、先将返砂返石破碎、粉磨成返砂返石粉,在水中浸泡0.5天消解过烧的氧化钙,得到消解后的返砂返石粉;
    步骤2、将消解后的返砂返石粉、碱渣、水混合后,进行压滤处理,得到氯离子含量低于混合物中固体总质量0.09%的除氯碱渣混合物,以材料的质量百分比计,所述混合物由如下组份组成:消解后的返砂返石粉干质量和碱渣干质量的比例为2:8,水总质量为消解后的返砂返石粉和碱渣总干质量的 10倍;
    步骤3、将除氯碱渣混合物进行干燥处理。
    经测试,本实施例制备的高保水性水泥性能满足砌筑水泥12.5级要求,保水率为95.5%。
    为提高返砂返石的循环利用率,所述步骤1还可以包括将消解后的返砂返石粉中的氢氧化钙先进行分离回收、用于纯碱生产的步骤,增加返砂返石的循环利用途径,节约成本。
    实施例2
    一种高保水性水泥,由以下质量百分比的物质组成:
    硅酸盐水泥熟料             28
    除氯碱渣混合物             20
    粒化高炉钛矿渣             10
    粒化高炉矿渣               40
    石膏                        2。
    进一步地,所述除氯碱渣混合物是由以下步骤制备而得:
    步骤1、先将返砂返石破碎、粉磨成返砂返石粉,在水中浸泡1天消解过烧的氧化钙,得到消解后的返砂返石粉;
    步骤2、将消解后的返砂返石粉、碱渣、水混合后,进行压滤处理,得到氯离子含量低于混合物中固体总质量0.08%的除氯碱渣混合物,以材料的质量百分比计,所述混合物由如下组份组成:消解后的返砂返石粉干质量和碱渣干质量的比例为3:7,水总质量为消解后的返砂返石粉和碱渣总干质量的7倍;
    步骤3、将除氯碱渣混合物进行干燥处理。
    经测试,本实施例制备的高保水性水泥性能满足砌筑水泥12.5级要求,保水率为98.5%。
    为提高返砂返石的循环利用率,所述步骤1还可以包括将消解后的返砂返石粉中的氢氧化钙先进行分离回收、用于纯碱生产的步骤,增加返砂返石的循环利用途径,节约成本。
    实施例3
    一种高保水性水泥,由以下质量百分比的物质组成:
    硅酸盐水泥熟料             40
    除氯碱渣混合物             15
    火山灰质混合材料           30
    硅灰                       6
    石膏                       8
    早强剂                     1。
    进一步地,所述除氯碱渣混合物是由以下步骤制备而得:
    步骤1、先将返砂返石破碎、粉磨成返砂返石粉,在水中浸泡3天消解过烧的氧化钙,得到消解后的返砂返石粉;
    步骤2、将消解后的返砂返石粉、碱渣、水混合后,进行压滤处理,得到氯离子含量低于混合物中固体总质量0.05%的除氯碱渣混合物,以材料的质量百分比计,所述混合物由如下组份组成:消解后的返砂返石粉干质量和碱渣干质量的比例为5:5,水总质量为消解后的返砂返石粉和碱渣总干质量的3倍;
    步骤3、将除氯碱渣混合物进行干燥处理。
    经测试,本实施例制备的高保水性水泥性能满足砌筑水泥22.5级要求,保水率为96.5%。
    为提高返砂返石的循环利用率,所述步骤1还可以包括将消解后的返砂返石粉中的氢氧化钙先进行分离回收、用于纯碱生产的步骤,增加返砂返石的循环利用途径,节约成本。
    实施例4
    一种高保水性水泥,由以下质量百分比的物质组成:
    硅酸盐水泥熟料             50
    除氯碱渣混合物             30
    钢渣                       6
    粒化增钙液态渣             10
    石膏                       3  
    早强剂                     1。
    进一步地,所述除氯碱渣混合物是由以下步骤制备而得:
    步骤1、先将返砂返石破碎、粉磨成返砂返石粉,在水中浸泡7天消解过烧的氧化钙,得到消解后的返砂返石粉;
    步骤2、将消解后的返砂返石粉、碱渣、水混合后,进行压滤处理,得到氯离子含量低于混合物中固体总质量0.09%的除氯碱渣混合物,以材料的质量百分比计,所述混合物由如下组份组成:消解后的返砂返石粉干质量和碱渣干质量的比例为2:8,水总质量为消解后的返砂返石粉和碱渣总干质量的 10倍;
    步骤3、将除氯碱渣混合物进行干燥处理。
    经测试,本实施例制备的高保水性水泥性能满足复合水泥32.5级要求,保水率为99.2%。
    为提高返砂返石的循环利用率,所述步骤1还可以包括将消解后的返砂返石粉中的氢氧化钙先进行分离回收、用于纯碱生产的步骤,增加返砂返石的循环利用途径,节约成本。
    实施例5
    一种高保水性水泥,由以下质量百分比的物质组成:
    硅酸盐水泥熟料             65
    除氯碱渣混合物             15
    粒化高炉钛矿渣              5
    石灰石                      5
    窑灰                        2.5
    石膏                        7
    助磨剂                      0.5。
    进一步地,所述除氯碱渣混合物是由以下步骤制备而得:
    步骤1、先将返砂返石破碎、粉磨成返砂返石粉,在水中浸泡14天消解过烧的氧化钙,得到消解后的返砂返石粉;
    步骤2、将消解后的返砂返石粉、碱渣、水混合后,进行压滤处理,得到氯离子含量低于混合物中固体总质量0.08%的除氯碱渣混合物,以材料的质量百分比计,所述混合物由如下组份组成:消解后的返砂返石粉干质量和碱渣干质量的比例为3:7,水总质量为消解后的返砂返石粉和碱渣总干质量的7倍;
    步骤3、将除氯碱渣混合物进行干燥处理。
    经测试,本实施例制备的高保水性水泥性能满足复合水泥42.5级要求,保水率为96.5%。
    为提高返砂返石的循环利用率,所述步骤1还可以包括将消解后的返砂返石粉中的氢氧化钙先进行分离回收、用于纯碱生产的步骤,增加返砂返石的循环利用途径,节约成本。
    实施例6
    一种高保水性水泥,由以下质量百分比的物质组成:
    硅酸盐水泥熟料             80
    除氯碱渣混合物             3
    偏高岭土                   6
    沸石                       4
    石膏                       6.5 
    助磨剂                     0.5。
    进一步地,所述除氯碱渣混合物是由以下步骤制备而得:
    步骤1、先将返砂返石破碎、粉磨成返砂返石粉,在水中浸泡3天消解过烧的氧化钙,得到消解后的返砂返石粉;
    步骤2、将消解后的返砂返石粉、碱渣、水混合后,进行压滤处理,得到氯离子含量低于混合物中固体总质量0.09%的除氯碱渣混合物,以材料的质量百分比计,所述混合物由如下组份组成:消解后的返砂返石粉干质量和碱渣干质量的比例为2:8,水总质量为消解后的返砂返石粉和碱渣总干质量的10倍;
    步骤3、将除氯碱渣混合物进行干燥处理。
    经测试,本实施例制备的高保水性水泥性能满足普通水泥42.5级要求,保水率为93.5%。
    实施例7
    一种高保水性水泥,由以下质量百分比的物质组成:
    硅酸盐水泥熟料             90
    除氯碱渣混合物             3
    石膏                       6.5 
    助磨剂                     0.5。
    进一步地,所述除氯碱渣混合物是由以下步骤制备而得:
    步骤1、先将返砂返石破碎、粉磨成返砂返石粉,在水中浸泡1天消解过烧的氧化钙,得到消解后的返砂返石粉;
    步骤2、将消解后的返砂返石粉、碱渣、水混合后,进行压滤处理,得到氯离子含量低于混合物中固体总质量0.09%的除氯碱渣混合物,以材料的质量百分比计,所述混合物由如下组份组成:消解后的返砂返石粉干质量和碱渣干质量的比例为2:8,水总质量为消解后的返砂返石粉和碱渣总干质量的10倍;
    步骤3、将除氯碱渣混合物进行干燥处理。
    经测试,本实施例制备的高保水性水泥性能满足硅酸盐水泥52.5级要求,保水率为90.5%。
    上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

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    一种 水性 水泥
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