一种利用水泥、钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰制备水泥基复合胶凝材料的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种利用水泥、钢渣微粉、矿渣微粉、粉 煤灰制备水泥基复合胶凝材料的方法。
【背景技术】
[0002] 目前，我国钢铁、能源、有色、矿山等行业每年会产生大量的钢渣、矿渣、粉煤灰、煤 矸石等工业废弃物，大量的工业废弃物未能得到有效利用，弃置堆积的工业废弃物污染环 境，并且造成不可再生资源的严重浪费。如何实现工业固体废弃物的无害化、减量化、资源 化已经成为发展经济和保护环境的关键。
[0003] 水泥混凝土对工业固体废弃物有着吸纳量大、适应性强的巨大优势，在水泥混凝 土中掺入矿物掺合料，如钢渣微粉、磨细矿渣粉、粉煤灰等，可节约水泥用量，缓解我国的资 源危机，并可减少环境污染，降低工程造价，符合可持续发展的思路。
[0004] 与传统水泥混凝土相比，将钢渣微粉、磨细矿渣粉、粉煤灰粉磨到一定细度，取代 部分水泥，能明显改善硬化水泥混凝土的微观结构，降低其孔隙率，同时可降低水泥的水化 热，延长水泥的硬化时间，降低硬化水泥混凝土的产生裂缝的几率，增加水泥混凝土的后期 强度和耐久性，并可大幅延长水泥混凝土的服务年限，具有较高的的经济效益和社会效益。
[0005] 目前还没有将水泥、钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰一同配合，制备水泥基复合胶凝 材料的相关研宄报道。
【发明内容】
[0006] 为了进一步拓展钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰等工业废弃物的资源化利用途径，节 约国家资源，克服现有水泥某些方面的性能缺陷，本发明公开了一种利用水泥、钢渣微粉、 矿渣微粉、粉煤灰制备水泥基复合胶凝材料的方法。
[0007] 本发明的技术方案： (1) 水泥基复合胶凝材料由水泥、钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰复合而成，各组分质量百 分比：水泥60%~80%，钢渣微粉5%~20%，矿渣微粉5%~20%，粉煤灰5%~20%，以上各组 分的质量百分比之和为100% ; (2) 所述的水泥标号为42. 5及以上的普通硅酸盐水泥； (3) 所述的钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰的比表面积分别控制在400~600m2/kg ; (4) 将步骤（2)中的水泥与步骤（3)中的钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰按步骤（1)中的 配比经混合机机械搅拌，制备成水泥基复合胶凝材料； (5) 按GB1346-2011-T的方法测水泥基复合胶凝材料的标准稠度用水量、凝结时 间、安定性检验方法；按GBT2419-2005的方法测水泥基复合胶凝材料的胶砂流动度；按 GBT17671 -1999的方法测水泥基复合胶凝材料的胶砂强度。
[0008] 本发明的有益效果是： (1) 水泥基复合胶凝材料，制备工艺简单，能显著增大钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰的利 用率，减少工业废弃物的堆积，减少环境污染； (2) 改善了复合胶凝材料的物理性能，降低了水化热，并且其28d强度仍能满足相应水 泥标号的强度等级的要求； (3) 水泥水化生成的Ca(OH)2以及钢渣微粉中的f-CaO能激发钢渣微粉、矿渣微粉、粉 煤灰中的玻璃体，使玻璃体发生解离，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙，进一步增大水泥混凝 土的后期强度； (4) 将该水泥基复合胶凝材料用于混凝土工程中，能使混凝土具有较高的工作性能、力 学性能，以及较优的耐久性，具有显著的经济效益和社会效益。
【具体实施方式】 [0009] 实施例1 (1) 水泥基复合胶凝材料由水泥、钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰复合而成，各组分质量百 分比：水泥65%，钢渣微粉5%，矿渣微粉15%，粉煤灰15% ; (2) 将P ·042. 5水泥、钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰，按步骤（1)中的配比经混合机机械 搅拌，制备成水泥基复合胶凝材料； (3) 按GB1346-2011-T的方法测水泥基复合胶凝材料的标准稠度用水量、凝结时间、安 定性；按GBT2419-2005的方法测水泥基复合胶凝材料的胶砂流动度；按GBT17671-1999的 方法测水泥基复合胶凝材料的胶砂强度； (4) 其结果见表1。
[0010] 实施例2 (1) 水泥基复合胶凝材料由水泥、钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰复合而成，各组分质量百 分比：水泥70%，钢渣微粉10%，矿渣微粉10%，粉煤灰10% ; (2) 将P ·042. 5水泥、钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰，按步骤（1)中的配比经混合机机械 搅拌，制备成水泥基复合胶凝材料； (3) 按GB1346-2011-T的方法测水泥基复合胶凝材料的标准稠度用水量、凝结时间、安 定性；按GBT2419-2005的方法测水泥基复合胶凝材料的胶砂流动度；按GBT17671-1999的 方法测水泥基复合胶凝材料的胶砂强度； (4) 其结果见表1。
[0011] 实施例3 (1) 水泥基复合胶凝材料由钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰、水泥复合而成，各组分质量百 分比：水泥70%，钢渣微粉15%，矿渣微粉5%，粉煤灰10% ; (2) 将P ·042. 5水泥、钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰，按步骤（1)中的配比经混合机机械 搅拌，制备成水泥基复合胶凝材料； (3) 按GB1346-2011-T的方法测水泥基复合胶凝材料的标准稠度用水量、凝结时间、安 定性；按GBT2419-2005的方法测水泥基复合胶凝材料的胶砂流动度；按GBT17671-1999测 水泥基复合胶凝材料的胶砂强度； (4) 其结果见表1。
[0012] 实施例4 (1) 水泥基复合胶凝材料由钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰、水泥复合而成，各组分质量百 分比：水泥70%，钢渣微粉20%，矿渣微粉5%，粉煤灰5% ; (2) 将P ·042. 5水泥、钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰，按步骤（1)中的配比经混合机机械 搅拌，制备成水泥基复合胶凝材料； (3) 按GB1346-2011-T的方法测水泥基复合胶凝材料的标准稠度用水量、凝结时间、安 定性；按GBT2419-2005的方法测水泥基复合胶凝材料的胶砂流动度；按GBT17671-1999测 水泥基复合胶凝材料的胶砂强度； (4) 其结果见表1。
[0013] 实施例5 (1) 水泥基复合胶凝材料由钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰、水泥复合而成，各组分质量百 分比：水泥60%，钢渣微粉10%，矿渣微粉20%，粉煤灰10% ; (2) 将P ·042. 5水泥、钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰，按步骤（1)中的配比经混合机机械 搅拌，制备成水泥基复合胶凝材料； (3) 按GB1346-2011-T的方法测水泥基复合胶凝材料的标准稠度用水量、凝结时间、安 定性；按GBT2419-2005的方法测水泥基复合胶凝材料的胶砂流动度；按GBT17671-1999测 水泥基复合胶凝材料的胶砂强度； (4) 其结果见表1。
[0014] 实施例6 (1) 水泥基复合胶凝材料由钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰、水泥复合而成，各组分质量百 分比：水泥60%，钢渣微粉10%，矿渣微粉10%，粉煤灰20% ; (2) 将P ·042. 5水泥、钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰，按步骤（1)中的配比经混合机机械 搅拌，制备成水泥基复合胶凝材料； (3) 按GB1346-2011-T的方法测水泥基复合胶凝材料的标准稠度用水量、凝结时间、安 定性；按GBT2419-2005的方法测水泥基复合胶凝材料的胶砂流动度；按GBT17671-1999测 水泥基复合胶凝材料的胶砂强度； (4) 其结果见表1。
[0015] 表1水泥基复合胶凝材料的实验结果
【主权项】
1. 一种利用水泥、钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰制备的水泥基复合胶凝材料，其特征在 于，水泥基复合胶凝材料由水泥、钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰经混合机机械搅拌，混合而 成。2. 根据权利要求1，其特征在于，所述的水泥标号为42. 5及以上的普通硅酸盐水泥。3. 根据权利要求1，其特征在于，所述的胶凝材料由水泥、钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰 经机械搅拌复合而成，各组分质量百分比：水泥60%~80%，钢渣微粉5%~20%，矿渣微粉 5%~20%，粉煤灰5%~20%，以上各组分的质量百分比之和为100%。4. 根据权利要求1，其特征在于，所述的钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰的比表面积分别 控制在400~600m2/kg。5. 根据权利要求1，其特征在于，所述的钢渣微粉密度大于2. 9g/cm3,含水量小于1%， 含铁量小于1%，28d活性指数大于80% ;矿渣微粉密度大于2. 8g/cm3,含水量小于1%，28d活 性指数大于95% ;粉煤灰密度大于2. 4g/cm3,含水量小于1%，28d活性指数大于90%，烧失量 小于8%。6. 根据权利要求1，其特征在于，所述的钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰的主要化学成分 见表1。7. 表1.钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰的主要化学成分 wt/%
【专利摘要】本发明公开了一种利用水泥、钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰制备水泥基复合胶凝材料的方法。水泥基复合胶凝材料由水泥、钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰经混合机机械搅拌而成，各组分质量百分比：水泥60%～80%，钢渣微粉5%～20%，矿渣微粉5%～20%，粉煤灰5%～20%，以上各组分的质量百分比之和为100%；粉磨后的钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰的比表面积分别控制在400～600m2/kg。本发明的水泥基复合胶凝材料，制备工艺简单，延长了凝结时间，降低了水化热，其28d强度仍能满足相应水泥标号的等级要求，能明显提高其后期强度，并能显著增大钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰的利用率，减少工业废弃物的堆积，减少环境污染，具有显著的经济效益和社会效益。
【IPC分类】C04B18/12, C04B18/08, C04B28/04, C04B18/14
【公开号】CN104961412
【申请号】CN201510382174
【发明人】刘福田, 宋凯强
【申请人】济南大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月3日