专利名称：超细彩色水泥及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑材料，特别是一种超细彩色水泥，同时本发明还涉及所述超细彩色水泥的制备方法。
目前，建筑业使用的彩色水泥的颗粒比表面积常在3000cm2/g左右，其组分为普通水泥和颜料组成，由于其颜料为325目的较粗颗粒，使其分散度较低，着色力、遮盖力较差，因而会使其存在易于退色的缺陷。又由于水泥普遍存在的碱集料反应，使氢氧化钙易出现在水泥制品表面，呈现出白色，俗称“泛白”或“反碱”，从而影响了彩色水泥的使用效果。由于水泥颗粒较粗，也使水泥浇注密实度和强度受到影响，抗渗性也不理想。
本发明的目的在于，提供一种不易退色且不会出现“泛白”现象的超细彩色水泥。
本发明的目的还在于，提供一种制备所述超细彩色水泥的方法。
为了达到上述目的，本发明采取的解决方案是基于通过抑制水泥碱集料反应，来解决“泛白”问题的原则而来。碱集料反应是由于水泥中碱含量较高，在水泥水化过程中，使氢氧化钙Ca(OH)2聚集在水泥制品表面，析出白色结晶体，呈现出白色的反应。本发明消除“泛白”现象的机理是，加入含有SiO2和Al2O3且碱性化合物含量很低的原料，以便利用其离子交换性能及其活性来抑制碱集料反应，即利用SiO2和Al2O3与水泥中碱性化合物起反应，即可减少Ca(OH)2的含量及其在水泥制品表层的析出，同时通过使物料颗粒的超细化，来吸纳、吸附钠等，从而抑制碱集料反应，防止Ca(OH)2的析出即“泛白”现象的发生。工业废渣如水淬矿渣、粉煤灰或轻烧高岭石(即沸腾炉渣)中，都含有所需的SiO2和Al2O3成分，且SiO2含量一般可在20～65％，Al2O3含量一般为15～40％，矿粉即沸石粉中SiO2含量在65～75％，Al2O3含量为10～20％，一般在12％左右。因此，上述材料均可作为理想的原料。另外加入各种颜色的颜料如碳黑、氧化铬(Cr2O3)、铁钛绿、氧化铁红(Fe2O3)、氧化铁黄(Fe2O3·H2O)等，且其颗粒较细，达到比表面积6000cm2/g以上，即颗粒直径在10μm以下，因此使水泥颗粒间密实度增加，颜料分散度增大，遮盖力、着色力、色彩鲜艳程度、色彩均匀性都有所提高，因此使其具有不退色的优点。本发明的超细彩色水泥由下述重量百分比的比表面积为6000cm2/g以上的各组分组成水泥或水泥熟料 45～65％ (重量)工业废渣10～35％ (重量)矿粉10～20％ (重量)颜料 3～10％ (重量)膨胀剂 5～15％ (重量)减水剂 1～ 5％ (重量)上述各组分的优选重量百分比范围为水泥或水泥熟料 50～60％ (重量)工业废渣15～25％ (重量)矿粉10～15％ (重量)颜料 4～ 6％ (重量)膨胀剂 8～12％ (重量)减水剂 1～ 3％ (重量)上述各组分的最佳重量百分比为水泥或水泥熟料 55％ (重量)工业废渣18％ (重量)矿粉10％ (重量)颜料 5％ (重量)膨胀剂 10％ (重量)减水剂 2％ (重量)上述工业废渣为含SiO220～65％(重量)、含Al2O315～40％(重量)的水淬矿渣、粉煤灰、沸腾炉渣，矿粉为含SiO265～75％(重量)、含Al2O310～20％(重量)的沸石粉，膨胀剂为本领域普通技术人员所熟知如AEA、CEA、钙钒石与石膏的混合物等，其各自成份及结构式为普通技术人员所熟知，此处不再详述。所述减水剂如SM、Fe、DFS-2、FDN、AN-3000等的成分及结构式也为普通技术人员所熟知，此处不再详述。上述颜料可根据所需颜色的不同选择不同种类，如市场上可购到的氧化铁红(Fe2O3)、氧化铁黄(Fe2O3·H2O)、铁钛绿(含Fe、Ti等元素)、氧化钴Co2O3，以及Mn2O3、Cr2O3、TiO2等，也为本领域普通技术人员所熟知，此处不再详述。
将上述各组分制成本发明超细彩色水泥的方法是按以下步骤进行制备的1．先取所述各组分为原料，按照所述各组分的重量百分比进行称量、配料；称量各组分所依据的重量百分比范围为上述最宽重量百分比范围、优选重量百分比范围或最佳重量百分比，以重量百分比范围为依据配料，是指在所述重量百分比范围内可选取任意配方点。
2．将步骤1中配好的物料投入球磨机进行预磨即粗磨；3．定量称取步骤2中预磨后的物料，投入振动磨机中进行超细磨，使物料细度达到比表面积6000cm2/g以上即颗粒直径在10μm以下，制得本发明超细彩色水泥。
由于本发明由上述重量百分比的各组分组成，工业废渣和矿粉的加入，使得水泥的碱集料反应受到有效抑制，各组分的细度在6000cm2/g以上后，也可有效地吸附、吸纳钠等，使“泛白”现象得以消除，且各颗粒中心之间距离缩小后，有助于提高水泥密实度、强度，抗渗性和耐久性，并且提高了颜料的分散度，使其着色力、遮盖力有所提高，色彩鲜艳均匀，牢固度增强，因此它具有无“泛白”现象，不易退色，使用强度高，抗渗性、耐久性好的优点，工业废渣和矿粉的加入可以等量置换水泥，既节省了水泥，降低了彩色水泥制作成本，又有利于环境保护。
本发明制备方法的采用，使其具有制作工艺简单，成本较低的优点。
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1.按下述配比称取各组分(千克)水泥65工业废渣10矿粉10氧化铁红(Fe2O3) 9膨胀剂 5减水剂 1其配制方法如下按上述配比称取各组分，混合，然后将其投入球磨机进行预磨，使其细度达到30μm左右，然后再取出预磨后的混合物料，定量称取后投入振动磨机进行超细磨，使其细度达到比表面积6000em2/g以上即颗粒直径在10μm以下即可，取出混合物料即得到本发明超细红色水泥。若使其颜色为粉红色时，可适量减少颜料氧化铁红的用量，其加入量根据颜色要求而定。此处，工业废渣是北京首钢炼钢高炉废弃的水淬矿渣，矿粉为河北省张家口生产的沸石粉，其SiO2含量为72％左右，Al2O3含量12％左右。氧化铁红(Fe2O3)为河北省廊坊颜料厂生产，膨胀剂AEA及减水剂CSF由北京市场购得。水泥为北京琉璃河水泥厂生产。经测试，制得的超细红色水泥比同标号普通水泥强度高出一个标号，耐久性好，表面无“泛白”现象出现，颜色保持持久，成本较低。
实施例2.按下述配比称取各组分(千克)水泥 45
工业废渣 35矿粉 10氧化铁黄(Fe2O3·H2O)3膨胀剂 5减水剂 2其制备方法与实施例1所述相同，制成品为黄色水泥。上述组分中的水泥为河北省冀东水泥厂生产，工业废渣为北京门头沟沸腾炉渣，矿粉为河北承德沸石粉，氧化铁黄为北京市通州区次渠颜料厂生产。其它组分与实施例1所述相同。经测试，其水泥强度、抗渗性、抗冻融性及耐久性等，均达到国标要求，且无“泛白”现象，不易退色。
实施例3.按下述配比称取各组分(千克)水泥熟料 45工业废渣 10矿粉 20铁钛绿 5膨胀剂 15减水剂 5其制备方法与实施例1所述相同。其中，工业废渣为北京石景山发电厂的粉煤灰，矿粉为陕西神木生产的沸石粉，铁钛绿为上海氧化铁颜料厂生产的绿色颜料，水泥熟料为北京水泥厂生产，膨胀剂CEA、减水剂AN3000均在北京市场购得。制得的绿色水泥具有不易退色，无“泛白”现象的特点。经测试，其它各项指标均符合国标要求。
实施例4.按下述配比称取各组分(千克)水泥 50工业废渣 19
矿粉10氧化铁黑6膨胀剂 12减水剂 3其制备方法与实施例1所述相同。上述工业废渣为承德钢厂炼钢高炉的水淬矿渣，矿粉为吉林通化生产的沸石粉，氧化铁黑是上海氧化铁颜料厂生产，水泥为东北伊春水泥厂生产，膨胀剂CEA、减水剂DFS-2为北京市场购得。经测试，制得黑色水泥的强度、抗渗性等技术性能均达国标规定的技术指标，且不易退色，无“泛白”现象。
实施例5.按下述配比称取各组分(千克)水泥50工业废渣25矿粉10铁兰4膨胀剂 8减水剂 3其制备方法与实施例1所述相同，水泥为北京琉璃河水泥厂生产，工业废渣为唐山钢厂炼钢高炉的水淬矿渣，矿粉为张家口生产的沸石粉，铁兰为天津颜料厂生产，膨胀剂为石膏与明矾石的混合物，在北京市场购得，减水剂Fe为北京焦化厂生产。制成的蓝色水泥强度、抗渗性等均达到国标要求，且不易退色，无“泛白”现象。
实施例6.按下述配比称取各组分(千克)水泥60工业废渣15矿粉10氧化铁黄4
膨胀剂 10减水剂 1其制备方法、膨胀剂、减水剂、矿粉的来源地及工业废渣种类、来源地均与实施例1所述相同。氧化铁黄为北京通州区次渠颜料厂生产，水泥是河北易县生产的白水泥。经测试，制得的浅黄色水泥各项指标均达到国标规定的要求，且不易退色，无“泛白”。
实施例7.按下述配比称取各组分(千克)水泥55工业废渣18矿粉10TiO2 5膨胀剂 10减水剂 2其制备方法与实施例1所述相同，水泥为河北易县生产的白水泥，工业废渣为成都冶炼实验厂的矿渣，矿粉为承德生产的沸石粉，TiO2为上海生产，其它组分与实施例1所述相同。经测试，制成的白色水泥强度、耐久性、抗渗性等均达国标，且不易退色，不“泛白”。
实施例8.按下述配比称取各组分(千克)水泥熟料50工业废渣12矿粉15氧化铬(Cr2O3) 10膨胀剂 10减水剂 3其制备方法与实施例1所述相同，水泥熟料为北京琉璃河水泥厂生产，工业废渣为北京石景山发电厂的粉煤灰，矿粉为张家口生产的沸石粉，氧化铬(Cr2O3)为上海生产，膨胀剂和减水剂为上海生产。经测试，制得的绿色水泥强度等指标均达国标，且不易退色，无“泛白”。
当然上述颜料还可以为两种以上的各单一颜料混配而成的复合颜料，且膨胀剂可以由减缩剂如R1O(AO)nR2等替换，此时也属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种超细彩色水泥，其特征在于，它由下述重量百分比的比表面积为6000cm2/g以上的各组分组成水泥或水泥熟料 45～65％ (重量)工业废渣10～35％ (重量)矿粉10～20％ (重量)颜料 3～10％ (重量)膨胀剂 5～15％ (重量)减水剂 1～ 5％ (重量)
2．根据权利要求1所述的超细彩色水泥，其特征在于，所述各组分的重量百分比范围为水泥或水泥熟料 50～60％ (重量)工业废渣15～25％ (重量)矿粉10～15％ (重量)颜料 4～6％ (重量)膨胀剂 8～12％ (重量)减水剂 1～3％ (重量)
3．根据权利要求2所述的超细彩色水泥，其特征在于，所述各组分的重量百分比为水泥或水泥熟料 55％ (重量)工业废渣18％ (重量)矿粉10％ (重量)颜料 5％ (重量)膨胀剂 10％ (重量)减水剂 2％ (重量)
4．根据权利要求1或2或3所述的超细彩色水泥，其特征在于，所述工业废渣为含SiO220～65％(重量)、含Al2O315～40％(重量)的水淬矿渣、沸腾炉渣或粉煤灰，所述矿粉为含SiO265～75％(重量)、含Al2O315～20％(重量)的沸石粉。
5．一种制备权利要求1或2或3所述的超细彩色水泥的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤(1)取所述各组分为原料，按照所述各组分的重量百分比进行称量配料；(2)将步骤(1)中配好的物料投入球磨机进行预磨；(3)定量称取步骤(2)中预磨后的混合物料，投入振动磨机进行超细磨，使混合物料细度达到比表面积6000cm2/g以上，制得所述超细彩色水泥。
全文摘要
本发明涉及一种超细彩色水泥及其制备方法,它是以水泥、工业废渣、矿粉、颜料、膨胀剂和减水剂为原料混合配制而成的,制备时,混配的原料需经预磨和超细磨,细度达到比表面积6000cm
文档编号C04B22/00GK1286233SQ0012465
公开日2001年3月7日 申请日期2000年9月28日 优先权日2000年9月28日
发明者崔华 申请人:崔华