专利名称：环保型无熟料水泥及其制备方法
技术领城本发明涉及一种环保型无熟料水泥及其制备方法，具体地说是用高炉矿渣为主要原料而生产加工的环保型无熟料水泥，属建材技术的改进。
背景技术：
目前，国内外普遍使用的硅酸盐水泥是把各种原材料按适当比例充分混合粉碎之后，经煅烧(温度为1450度)再加入适量石膏共同磨细生产的。而生产1屯水泥所需石灰石为1150公斤，重油为7～8升(按先进国家标准)，所排放的二氧化碳为700～860公斤。目前我国的水泥生产量约为六亿五千万吨。按此计算每年所消耗的石灰石为7亿5千万吨；重油消耗量为45亿5千万升，每升价格为2元计算，折合人民币81亿9千万元；所排放的二氧化碳为4亿5千5百万吨。由此可知水泥生产是大量消耗资源和能源，同时严重污染环境的工业之一。如能寻找到一种可利用工业废料或副产物代换资源，从而大大减少资源消耗，且又能节约能源，减少环境污染的生产水泥的方法，是长期以来人们普遍关心，并急待解决的一个现实问题。
发明内容
本发明的目的就是针对上述提到的问题而提出的既能大量节约资源和减少燃料消耗，又可大大改善环境，减少环境污染的一种环保型无熟料水泥及其制备方法。
本发明用来实现上述目的的主要技术手段就是提供一种用高炉矿渣为主要原料取代石材加工环保型无熟料水泥及其制备方法，其特征是其由高炉矿渣、石膏、氢氧化钠、消石灰、明矾、石灰石、早强剂组成，其中各组份按重量份额配比为高炉矿渣60～90份、石膏5～20份、氢氧化钠0～3份、消石灰0～3份、明矾0～2份、石灰石0～5份、早强剂0～3份。所述上述水泥的制备方法是①将上述原料按配比计量混合；②用粉碎机粗粉并令粒径在3mm以下；③用细磨机磨细成粉状并令细度为3000～8000cm2/g。即可制备成各种标号的环保型无熟料水泥。
上述组份中的石膏可以是无水石膏、半水石膏、二水石膏、磷酸石膏、脱硫石膏等，既可单一使用，也可混配使用；明矾可以是无水明矾或含水明矾；早强剂是指可用于混凝土使用的所有无机或有机早强剂，单一和混配使用。
由本发明所提供的环保型无熟料水泥及其制备方法，可以说是把技术性、生产性、经济效益性、社会环境效益性合为一体的新型水泥生产技术。本发明利用高炉矿渣为主要原料且不经过煅烧即可制成高强耐久性水泥。关键是利用了水淬高炉矿渣这一具有潜在水硬性的材料。但当其遇到纯水时其表面上形成富于二氧化硅的致密不透水酸性膜层，阻碍水化反应的继续进行。若掺合适量石膏、氧氧化钠、消石灰、明矾时，其中的氢氧化钠或消石灰使水溶液具有强碱性(pH＞12)，因而迅速持续地破坏水淬高炉矿渣表面上形成的酸性膜层，溶出其内部里的各种矿物成分，与石膏、氢氧化钠、消石灰、明矾进行水化反应生成相应的的水化物。若添加少量的石灰石可提高早期强度5～10％。石灰石不但填充水淬高炉矿渣水化反应时所形成的空隙，增加其密实度，而且置换Calcium Sulphur Aluminate中的石膏成分形成新的水化物，同时被置换的石膏又能促进水淬高炉矿渣的水化反应。添加早强剂可提高早期强度5～7％。这是因为早强剂可以促进水淬高炉矿渣水化反应的缘故。
本发明环保型无熟料水泥及其制备方法的提出，具有如下有益效益1.由于使用高炉矿渣为原料，可大大节省资源，又加本发明水泥制备中无需焙烧加工，可以节省大量的燃油资源，相应的也就大大地减少了环境污染，环保型无熟料水泥及其制备方法的提出，将给建材工业带来一场革命。
2.强度高。矿渣水泥的早期强度一般为硅酸盐水泥早期强度的60～75％，而本发明利用高炉矿渣生产的无熟料水泥的早期强度相近或超过硅酸盐水泥的早期强度，长期强度比硅酸盐水泥高出20～40％，可用于一般土木工程和建筑工程中。
3.耐久性好。硅酸盐水泥在水化过程中所生成的消石灰量约为其重量的三分之一，是水泥石被腐蚀的内在原因。当它遇到酸碱盐类物质时与其进行化学反应，生成新的化合物而失去胶结能力或体积膨胀，致使水泥石被腐蚀或破坏。而本发明利用高炉矿渣生产的无熟料水泥在其水化过程中几乎不生成消石灰，因而这种水泥遇到酸碱盐类物质时也不会发生化学反应，具有良好的耐久性，可用于港口、化工厂、海堤、地下等工程中。
4.水化热小。本发明利用高炉矿渣生产的无熟料水泥与硅酸盐水泥相比具有水化热小的特点，硅酸盐水泥在龄期1～3天内的水化放热量为总热量的50％，7天为75％，6个月为83～91％，使其内外产生很大的温度差，引起内应力，致使其结构发生裂缝，而本发明利用高炉矿渣生产的无熟料水泥因没有熟料成分，水化放热速度缓慢，放热量低，宜用于大型构筑物、大型房屋基础、大坝等大体积混凝土工程中。
5.颜色为白色或浅灰白色或染成彩色。高炉矿渣的矿物成分中含氧化铁量小于0.4％，且细粉碎时其颜色呈白色，含氧化铁量大于0.4％时呈浅灰白色，若掺合颜料可制成各种彩色水泥，宜用于各种内外装饰材料、装饰抹灰及各种混凝土二次产品生产中。
6.生产简单。由于无煅烧过程，不需要烧窑设备及其前期工序设备，只用计量设备，混合设备，磨细设备即可投入生产，因而投资小，生产成本低廉。
具体实施例方式
利用本发明提供的用高炉矿渣、石膏、氢氧化钠、明矾、消石灰、石灰石、早强剂为原料，可以加工生产出各种标号的环保型无熟料水泥。
实施例1①用上述各组份按重量份额配比相混合，其中高炉矿渣80份，无水石膏15份，氢氧化钠1份，明矾1.5份，消石灰0.5份，石灰石2份，早强剂1份；②将上述混合物用粉碎机粗粉成粒径小于2mm；③再用细磨机磨细成粉，令其细度为4500cm2/g。
实施例2①同样将各组份按重量份额配比相混合，其中高炉矿渣86份，无水石膏4份，二水石膏4份，消石灰1份，石灰石4份，早强剂1份；②将上述混合物用粉碎机粗粉成粒径小于2.5mm；③再用细磨机磨细成粉，令其细度为4400cm2/g。
上述按本发明生产加工的环保型无熟料水泥与同标号硅酸盐水泥相比较，其性能指标参照国家标准列于下附表
从上附表看，其技术性能超过硅酸盐水泥。
用本发明技术来生产环保型无熟料水泥，不但节约大量资源和能源，而且大大减少二氧化碳的排放量，同时把高炉矿渣的附加值提高到最大值。例如我国每年排放的高炉矿渣约为1亿吨，若把它全部用在本发明的无熟料水泥生产中就可节约石灰石1.2亿吨；节约重油7亿升，按目前重油价格为2元/升计算就能取得14～16多亿元的巨大经济效益；可减少二氧化碳排放量8千万吨，具有良好的环境保护效果。本发明的提出将使我国建材工业的发展，无论从技术上、生产上、社会环保、经济效益上都可上一个更大的台阶。
权利要求
1.一种环保型无熟料水泥，其特征是由高炉矿渣、石膏、氢氧化钠、消石灰、明矾、石灰石、早强剂组成，其中各组份按重量份额配比为高炉矿渣60～90份、石膏5～20份、氢氧化钠0～3份、消石灰0～3份、明矾0～2份、石灰石0～5份、早强剂0～3份。
2.一种如权利要求1所述水泥的制备方法，其特征是所述上述水泥的制备方法是①将上述原料按配比计量混合；②用粉碎机粗粉并令粒径在3mm以下；③用细磨机磨细成粉状并令细度为3000～8000cm2/g。
3.按照权利要求1所述的水泥，其特征是上述组份中的石膏可以是无水石膏、半水石膏、二水石膏、磷酸石膏、脱硫石膏等，既可单一使用，也可多种混用。
4.按照权利要求1所述的水泥，其特征是明矾可以是无水明矾或含水明矾。
5.按照权利要求1所述的水泥，其特征是早强剂是指可用于混凝土使用的所有无机或有机早强剂，单一和混配使用。
全文摘要
本发明公开一种环保型无熟料水泥及其制备方法，属建材技术的改进。该水泥所含组份与配比为高炉矿渣60～90份，石膏5～20份，氢氧化钠0～3份，消石灰0～3份，明矾0～2份，石灰石0～5份，早强剂0～3份。该水泥加工无需焙烧，既节约能源，又可大大减少环境污染，且其使用性能优越，其意义深远，可为我国建材工业的发展带来一场革命。
文档编号C04B28/00GK1405108SQ0112804
公开日2003年3月26日 申请日期2001年8月15日 优先权日2001年8月15日
发明者朴应模, 朴海云 申请人:朴应模, 朴海云