一种钢渣水泥材料早强剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水泥、混凝土材料领域，尤其涉及一种早强剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]钢渣与水泥熟料有些相似，但钢渣的形成温度远高于硅酸盐水泥熟料的烧成温度。这使得钢渣中晶体晶粒较大、水化速度缓慢，因而与水泥中的矿物相比，钢渣的矿物活性要低得多。
[0003]钢渣中的主要硅酸盐矿物C2S及C3S及岩相特征与硅酸盐水泥熟料中的B矿及A矿基本相同，钢渣中存在的硅酸盐相决定了钢渣具有一定的胶凝性能。但是钢渣中活性相对较高的硅酸盐矿物及铁铝酸盐矿物仅40%_70%，远低于硅酸盐水泥熟料;另外钢渣在处理工艺中其C3S易转化为C2S及二次游离石灰，钢渣中的高活性的C3S相对含量非常低而且高温融熔形成的C3S结构较致密，水化速度也低于熟料中的C3S。正因为如此，尽管钢渣具有胶凝性能，但其胶凝性能尤其是早期胶凝性能远远低于硅酸盐水泥熟料。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种钢渣水泥材料早强剂及其制备方法，旨在解决现有钢渣水泥早期强度低的问题，相应提供一种方法简便、成本低廉、绿色环保、早强效率高的复合激发剂材料及其制备方法。
[0005]为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下:
本发明中一种钢渣水泥材料早强剂，包括如下组分Na2S2O3.9出0、无水石膏、熟石灰。
[0006]本发明中一种钢渣水泥材料早强剂包括如下最优选重量份原料:
Na2S2O3.9H20 O?10 份
无水石膏 10?40份熟石灰20?50份。
[0007]本发明中一种钢渣水泥材料早强剂的制备方法为，将Na2S2O3.9H20、无水石膏、熟石灰放入行星磨中混合粉磨。
[0008]优选地，所述行星磨中料:球比例为1:2，球磨速度为30(^/11^11，球磨时间为20-30mino
[0009]本发明的有益效果在于，本发明以Na2S2O3.9H20、熟石灰、无水石膏为早强剂，其激发效果很好，早期强度和28天强度明显提高，且本发明工艺简单、成本低、效率高，提高钢渣水泥早期强度明显。
【附图说明】
[0010]图1为钢渣的XRD图；
图2为未加早强剂28天样品的SEM图；
图3为加入早强剂28天样品的SEM图；图4为未加和加入早强剂样品的抗压、抗折强度示意图。
【具体实施方式】
[0011]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0012]以下结合附图1?4和【具体实施方式】对本发明作进一步的说明。
实施例
[0013]将2.25克Na2S2O3.9H20、18克无水石膏和15.75克熟石灰放入行星磨中粉磨。球为玛瑙球，球磨罐为刚玉球磨罐。行星磨中料:球比为1:2。球磨速度为30(^/11^11。球磨251^11后得到早强剂样品。
[0014]取水泥427.5±2g、上述早强剂22.5g，标准砂1350±5g、水225± lml，胶砂用搅拌机进行机械搅拌。先使搅拌机处于待工作状态，然后把水加入锅里，再加入水泥，把锅放在固定架上，上升至固定位置。然后立即开动机器，低速搅拌30s后，在第二个30s开始的同时均匀地将砂子加入。当各级砂是分装时，从最粗粒级开始，依次将所需的每级砂量加完。把机器转至高速再拌30s，停拌90s，在第I个15s内用一胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂，刮入锅中间。在高速下继续搅拌60s。各个搅拌阶段，时间误差应在± Is以内。试件的制备:试件尺寸为40_ 40mml60mm的棱柱体。
[0015]胶砂制备后立即进行成型。试件模用模套固定在振实台上，将胶砂分二层装入试模，装第一层时，每个槽里约放300g胶砂，并将每个模槽中物料层刮平，边缘捣实，接着振实60次。再装入第二层胶砂，刮平，再振实60次。移走模套，从振实台上取下试模，用金属直尺以近似90°的角度架在试模模顶的一端，然后沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，一次将超过试模部分的胶砂刮去，并用同一直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平。
[0016]去掉留在模子四周的胶砂，立即将作好标记的试模放入雾室或湿箱的水平架子上养护，保证湿空气能与试模各边接触。一直养护到规定的脱模时间时取出脱模。脱模前，用防水墨汁或颜料笔对试件进行编号和做其他标记。
[0017]脱模:试块的龄期均为24h以上，在成型后20_24h之间脱模。
[0018]水中养护:将做好标记的试件立即水平或竖直放在(20± I) °C水中养护，水平放置时刮平面应朝上。试件放在不易腐烂的蓖子上，并彼此间保持一定间距，以让水与试件的六个面接触。养护期间试件之间间隔或试体上表面的水深不得小于5mm。
[0019]图1为钢渣的XRD图。由图1可知，2Θ为32.4°、32.9°、46.6°分别对应晶面间距d值为
0.276nm、0.271nm和0.195nm，这与硅酸二钙(C2S，JCI3DS卡号86-0398)的衍射峰相对应。由此可见，缓冷渣中C 2 S应该是主要矿物。2 Θ为3 2.4 °和4 7.2 °，分别对应晶面间距d值为
0.279nm和0.192nm，但衍射峰不是很高，而且d值为0.276nm处衍射峰与C2S衍射峰重叠，由此可见钢渣中含有一定量C3S(JCPDS卡号:49-0442)，但其总量不高。2Θ为35.3°、41.9°和60.7°，分别对应晶面间距d值为0.253nm、0.215nm和0.152nm，0.215nm处衍射峰峰值较高、峰面相对较宽，说明该成峰矿物在钢渣中含量较高，且固溶有其它物质，而0.253nm、0.152nm衍射峰为Mg0.XFeO(JCPDS卡号:77-2369)的特征峰，由此可见，缓冷渣中具有较高含量的铁镁相，该矿相为MgO与FeO形成连续固溶体，典型矿物组成为Mg0.2Fe0，是一类典型的RO相。从图还可得出，2Θ为32.0°、33.4°、46.6°，分别对应晶面间距为0.279nm、
0.267nm、0.195nm，衍射峰强度不高，该衍射峰为Ca2(Al，Fe)205的特征峰(JCPDS卡号:30-0226)，说明钢渣中含有一定量铁铝酸钙。此外，2Θ为29.8°和62.2°，对应晶面间距d值为
0.289nm和0.149nm，该衍射峰分别对应氧化钙和氧化镁，说明缓冷渣中含有f_CaO和MgO。
[0020]图2为未加本发明中早强剂28天试件的SEM图。从图2可以看出，不加早强剂的样品28d水泥浆体中含有大量的氢氧化钙和少量的C-S-H凝胶，结构较疏松，空隙率也较大，硬化水泥浆体的强度较低。
[0021]图3为加入本发明中早强剂28天试件的SEM图。从图3可以看出，与未加早强剂的样品相比，氢氧化钙含量明显减少，内部C-S-H凝胶增多，结构变得密实，强度有较大提高。
[0022]图4为未加和加入本发明中早强剂试件的抗压、抗折强度。未加或添加早强剂以后3天和28天强度曲线，不管是从抗压强度还是抗折强度上来看，加入早强剂的样品强度明显提尚O
[0023]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种钢渣水泥材料早强剂，其特征在于，具体包括如下组分Na2S2O3.9H20、无水石膏、熟石灰。2.根据权利要求1所述的一种钢渣水泥材料早强剂，其特征在于，各组分的重量份如下: Na2S2O3.9H20 O?10 份 无水石膏 10?40份 熟石灰20?50份。3.—种如权利要求1或2所述的钢渣水泥材料早强剂的制备方法，其特征在于，将Na2S2O3.9H20、无水石膏、熟石灰放入行星磨中混合粉磨。4.根据权利要求3所述的钢渣水泥材料早强剂的制备方法，其特征在于，所述行星磨中料:球比例为1:2，球磨速度为300r/min，球磨时间为20_30min。
【专利摘要】本发明公开了一种钢渣水泥材料早强剂及其制备方法，以Na2S2O3·9H2O，无水石膏，熟石灰复合球磨混合制备得钢渣水泥早强剂。钢渣作为炼钢过程的副产品，其晶体晶粒较大、水化速度缓慢，矿物活性低，其胶凝性能尤其是早期胶凝性能远远低于硅酸盐水泥熟料,本发明以Na2S2O3·9H2O、熟石灰、无水石膏为早强剂，其激发效果很好，早期强度和28天强度明显提高。
【IPC分类】C04B22/14
【公开号】CN105669065
【申请号】CN201610030207
【发明人】罗驹华, 左悦, 胡宁, 王旭, 杜建周
【申请人】盐城工学院
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月18日