球磨机将普通水泥熟料+5%二水石膏磨细制备而成，其基 本要求是粒径分布区间Χ?ο < 0.8μπι，Χ50 < 2μL?，Χ90 < 6μπιυ 3μL?;其中X1Q为材料颗粒群 的粒径分布为10 %时的粒径，即小于此粒径的颗粒体积占总体积的10 %，X5Q和X9Q与Χ?ο同 理;Xav为颗粒的平均粒径；
[0025] (2)活化工业废渣制备：按照粉煤灰：20-60%、矿渣：30-70%、元明粉:2-3%和高 强石膏(a-CaS04 · 0.5H20) :4-8%混合磨细制备化学活化的工业废渣，其粉磨细度要求是比 表面积35〇-45〇1112/1^，0.081111]1筛余量不大于3%;
[0026] (3)混料工艺：将化学活化的工业废渣作为混合材等量取代70%_80%的超细水 泥，混合均匀即得该种水泥；当工业废渣取代率为70 %时，即70 %工业废渣+30 %水泥熟料 混合均匀后，可制的PC52.5水泥，当工业废渣取代率为80%时，即80%工业废渣+20 %水泥 熟料混合均匀后，可制的PC42.5水泥，且其它各项性能指标均满足国家GB175-2007通用硅 酸盐水泥标准。
[0027] 所述的二水石膏为天然二水石膏或脱硫石膏;所述的粉煤灰为以煤为燃料的火力 发电厂排放的m级及以下低品位粉煤灰;所述的矿渣为高炉冶炼生铁时，所得以硅酸盐与 硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经淬冷成粒后的粒化高炉矿渣;所述的元明粉为工业级的 无水硫酸钠;所述的高强石膏为a-CaS0 4.1/2H20，系α型半水石膏。
[0028] 实施例1:选用中国建材联合集团徐州淮海分公司生产的水泥熟料+5%的天然二 水石膏粉磨超细制得超细水泥，然后将化学活化的工业废渣作为混合材等量取代70%-80 %的超细水泥，混合均匀后即得。
[0029] 制备过程包括:两磨一混，即磨制超细水泥、磨制活性工业废渣和混料工艺，具体 方法过程如下：
[0030] (1)磨制超细水泥：利用行星式球磨机将硅酸盐水泥熟料+5 %二水石膏粉磨50分 钟制得超细水泥，测其粒径分布区间为XI 〇 = 〇 · 6μL?，Χ50 = 1 · 5μL?，Χ90 = 4 · 8μL?，Xav = 2 · 3μπι。
[0031] (2)活化工业废渣制备：按照粉煤灰：60 %、矿渣：30 %、元明粉：3 %和高强石膏： 7%的质量比，利用行星式球磨机混合磨细30分钟制得化学活化的工业废渣，测其比表面积 440m2/kg，0 · 08mm筛余量2 · 2 %。
[0032] (3)混料工艺：分别将化学活化的工业废渣作为混合材等量取代70%和80%的超 细水泥，混合均匀即得产品，测其物理力学性能如表1所示。
[0033]所述的二水石膏为天然二水石膏或脱硫石膏;所述的粉煤灰为以煤为燃料的火力 发电厂排放的m级及以下低品位粉煤灰;所述的矿渣为高炉冶炼生铁时，所得以硅酸盐与 硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经淬冷成粒后的粒化高炉矿渣;所述的元明粉为工业级的 无水硫酸钠;所述的高强石膏为a-CaS0 4.1/2H20，系α型半水石膏。
[0034]表1大掺量工业废渣硅酸盐水泥的物理力学性能
[0035]
[0036] 实施例2:选用中国建材联合集团徐州淮海分公司生产的水泥熟料+5%的天然二 水石膏粉磨超细制得超细水泥，然后将化学活化的工业废渣作为混合材等量取代70%- 80 %的超细水泥，混合均匀后即得。
[0037] 制备过程包括:两磨一混，即磨制超细水泥、磨制活性工业废渣和混料工艺，具体 方法过程如下：
[0038] (1)磨制超细水泥：利用行星式球磨机将硅酸盐水泥熟料+5 %二水石膏粉磨50分 钟制得超细水泥，测其粒径分布区间为XI 〇 = 〇 · 6μL?，X50 = 1 · 5μL?，X90 = 4 · 8μL?，Xav = 2 · 3μπι。 [0039] (2)活化工业废渣制备：按照粉煤灰：40 %、矿渣：50 %、元明粉：3 %和高强石膏： 7%的质量比，利用行星式球磨机混合磨细30分钟制得化学活化的工业废渣，测其比表面积 420m 2/kg，0.08mm筛余量 1.9%。
[0040] (3)混料工艺：分别将化学活化的工业废渣作为混合材等量取代70%和80%的超 细水泥，混合均匀即得产品，测其物理力学性能如表2所示。
[0041]所述的二水石膏为天然二水石膏或脱硫石膏;所述的粉煤灰为以煤为燃料的火力 发电厂排放的m级及以下低品位粉煤灰;所述的矿渣为高炉冶炼生铁时，所得以硅酸盐与 硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经淬冷成粒后的粒化高炉矿渣;所述的元明粉为工业级的 无水硫酸钠;所述的高强石膏为a-CaS〇4.1/2H 20，系α型半水石膏。
[0042]表2大掺量工业废渣硅酸盐水泥的物理力学性能
[0043]
[0044] 实施例3:选用中国建材联合集团徐州淮海分公司生产的水泥熟料+5%的天然二 水石膏粉磨超细制得超细水泥，然后将化学活化的工业废渣作为混合材等量取代70%-80 %的超细水泥，混合均匀后即得。
[0045] 制备过程包括:两磨一混，即磨制超细水泥、磨制活性工业废渣和混料工艺，具体 方法过程如下：
[0046] (1)磨制超细水泥：利用行星式球磨机将硅酸盐水泥熟料+5 %二水石膏粉磨50分 钟制得超细水泥，测其粒径分布区间为XI 〇 = 〇 · 6μL?，Χ50 = 1 · 5μL?，Χ90 = 4 · 8μL?，Xav = 2 · 3μπι。 [0047] (2)活化工业废渣制备：按照粉煤灰：20 %、矿渣：70 %、元明粉：3 %和高强石膏： 7%的质量比，利用行星式球磨机混合磨细30分钟制得化学活化的工业废渣，测其比表面积 435m 2/kg，0.08mm筛余量 1.8%。
[0048] (3)混料工艺：分别将化学活化的工业废渣作为混合材等量取代70%和80%的超 细水泥，混合均匀即得产品，测其物理力学性能如表3所示。
[0049] 所述的二水石膏为天然二水石膏或脱硫石膏;所述的粉煤灰为以煤为燃料的火力 发电厂排放的m级及以下低品位粉煤灰;所述的矿渣为高炉冶炼生铁时，所得以硅酸盐与 硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经淬冷成粒后的粒化高炉矿渣;所述的元明粉为工业级的 无水硫酸钠;所述的高强石膏为a-CaS0 4.1/2H20，系α型半水石膏。
[0050] 表3大掺量工业废渣硅酸盐水泥的物理力学性能
【主权项】
1. 一种大掺量工业废渣硅酸盐水泥的制备方法，其特征是：制备方法是在普通硅酸盐 水泥生产技术的基础上，将水泥熟料颗粒磨细后，将水泥熟料+5 %二水石膏粉磨超细制得 超细水泥，利用较细的水泥熟料颗粒密实填充在混合材颗粒间隙中，使胶凝体系整体在水 化之前达到最紧密堆积状态，加速胶凝体系整体水化反应过程并提高水化产物的密实程 度，提高胶凝材料整体强度，然后将化学活化的工业废渣作为混合材等量取代70 % -80 %的 超细水泥，大掺量工业废渣作为水泥混合材使用，混合均匀后即得该种水泥，该水泥其强度 等级等同或高于原硅酸盐水泥强度等级； 制备过程包括:两磨一混，即磨制超细水泥、磨制活性工业废渣和混料工艺，具体方法 过程如下： (1) 磨制超细水泥:利用球磨机将普通水泥熟料+5%二水石膏磨细制备而成，其基本要 求是粒径分布区间X10 < 0.8ym，X50 < 2ym，X90 < 6ym，Xav< 3μπι;其中X1Q为材料颗粒群的粒 径分布为1〇 %时的粒径，即小于此粒径的颗粒体积占总体积的1〇 %，X5Q和X9Q与Χ?ο同理;Xav 为颗粒的平均粒径； (2) 活化工业废渣制备：按照粉煤灰:20-60 %、矿渣:30-70 %、元明粉:3 %和高强石膏： 6%混合磨细制备化学活化的工业废渣，其粉磨细度要求是比表面积350-4501112/1^，0.08臟 筛余量不大于3 % ; (3) 混料工艺:将化学活化的工业废渣作为混合材等量取代70 % -80 %的超细水泥，混 合均匀即得该种水泥。当工业废渣取代率为70 %时，即70 %工业废渣+30 %水泥熟料混合均 匀后，可制的PC52.5水泥，当当工业废渣取代率为80%时，即80%工业废渣+20%水泥熟料 混合均匀后，可制的PC42.5水泥，且其它各项性能指标均满足国家GB175-2007通用硅酸盐 水泥标准。2. 根据权利要求1所述的一种大掺量工业废渣硅酸盐水泥的制备方法，其特征是:所述 的二水石膏为天然二水石膏或脱硫石膏;所述的粉煤灰为以煤为燃料的火力发电厂排放的 m级及以下低品位粉煤灰;所述的矿渣为高炉冶炼生铁时，所得以硅酸盐与硅铝酸盐为主 要成分的熔融物，经淬冷成粒后的粒化高炉矿渣;所述的元明粉为工业级的无水硫酸钠;所 述的高强石膏为a-CaS0 4.l/2H20,系α型半水石膏。
【专利摘要】一种大掺量工业废渣硅酸盐水泥的制备方法，属于硅酸盐水泥的制备方法。在保证水泥强度等级不降低的基础上，以粉煤灰、矿渣等工业废渣为主要原料等量替代水泥熟料，同时达到水泥的其它性能指标均满足国家普通硅酸盐水泥的各项标准，从而达到降低水泥生产成本的目的。按照本制备方法，经一定处理后的工业废渣可以以70％-80％的质量比等量替代水泥熟料，生产PC52.5，PC42.5硅酸盐水泥，和普通硅酸盐水泥相比，每吨水泥成本可节省30％以上。利用该方法生产的水泥各龄期强度等同或高于原硅酸盐水泥强度等级，并具有水化热低，早期强度高、后期强度增进率大，能耗低，变废为宝，所配制的混凝土抗化学侵蚀能力强等各项优点。
【IPC分类】C04B7/26
【公开号】CN105645794
【申请号】
【发明人】姬永生, 吴萌, 张领雷, 徐站站, 李果, 刘志勇, 杜健民
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年2月26日