专利名称：新型高抗硫水泥的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程材料，具体涉及一种具有优异的抗硫酸盐及海水侵蚀功效的硅酸盐水泥。
背景技术：
我国既是一个大陆国家，又是一个海洋国家。随着我国经济建设的快速发展，我国越来越重视海洋资源的开发、海岸带以及跨海大桥的建设。例如海洋建设工程中的码头、跨海大桥的桥墩、防波堤岸、船坞、水上移动式加工厂、海上石油钻井平台、海底油罐和隧道、管道沿海地下等工程；另外，在我国西部地区如青海、新疆等省许多地区的地下水和土壤中含有大量的岩盐、芒硝、石膏等可溶盐，SO42-浓度很高。我国现有的中抗硫水泥及高抗硫水泥，是以符合一定矿物组成要求的硅酸盐水泥熟料加入少量二水石膏共同粉磨而成的纯硅酸盐水泥，其耐侵蚀性能并不太理想。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种具有良好的耐SO42-及海水侵蚀特性的新型高抗硫水泥。
本发明提供的一种新型高抗硫水泥，由以下组分按重量比混合而成普通硅酸盐熟料 20-70，石膏类 3-10，微膨胀组分 0-10，功能性矿物掺合料20-70，以及助磨剂 0-2。
其中，所述石膏类为二水石膏、硬石膏或工业副产石膏；所述微膨胀组分为明矾石、煅烧明矾石、高铝熟料、铝酸钙膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂(UEA膨胀剂)、CEA膨胀剂或复合膨胀剂；所述矿物掺合料为硅灰、粉煤灰、粒化高炉矿渣、炉渣、钢渣、粒化高炉磷渣、石灰石、窑灰或其他火山灰质混合材料；所述助磨剂为水泥粉磨用工艺外加剂，如三乙醇胺或滑石粉。
具体实施例方式
为更清楚地公开，以下从几方面叙述本发明。
本发明提供的的新型高抗硫水泥是以符合一定矿物组成要求的硅酸盐水泥熟料加入20-70％活性硅质，高强、抗侵蚀的功能性掺合料及适量石膏共同粉磨而制成的，以使其在海水及硫酸盐侵蚀溶液中的耐侵蚀性能明显优于现有的中抗和高抗硫水泥。
现有的抗硫酸盐硅酸盐水泥主要分为中抗硫酸盐硅酸盐水泥和高抗硫酸盐硅酸盐水泥。根据国家标准GB/T748《抗硫酸盐硅酸盐水泥》，抗硫酸盐硅酸盐水泥应符合下列要求1.抗硫酸盐硅酸盐水泥的矿物组分符合C3A＜5％，C3S为＜55％；2.氧化镁水泥中MgO≤5.0％。
3.三氧化硫水泥中SO3≤2.5％。
4.不溶物水泥中不溶物不得超过1.50％。
5.比表面积比表面积≥280m2/kg。
6.凝结时间初凝不早于45min，终凝不迟于10h。
7.安定性用沸煮法检验合格。
8.碱含量水泥中碱含量按Na2O+0.658K2O计算值来表示，若使用活性骨料需要限制水泥中碱含量时由供需双方商定。
9.强度各标号、各龄期强度不得低于下表值(按GB/T177-85进行)
本发明在满足上述强度指标要求的基础上，着重在抗硫酸盐及海水侵蚀的性能上有显著的提高。为此，本发明提出新的水泥配方如下按重量份计，普通硅酸盐熟料20-70份，石膏类3-10份，微膨胀组分0-10份，矿物掺合料20-70份，以及助磨剂0-2份。
这里所用的材料按如下要求选用，普通硅酸盐熟料熟料中C3A＜8.0％，28天抗压强度大于58.0MPa(GB法)；石膏类材料选用二水石膏SO3＞30％，硬石膏或工业副产石膏SO3＞45％，石膏类材料在本法发明中用于调节凝结时间；微膨胀组分包括明矾石、煅烧明矾石、高铝熟料、铝酸钙膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂(UEA膨胀剂)、CEA膨胀剂或复合膨胀剂等，起微膨胀作用，具防腐蚀和防干裂收缩功能；功能性矿物掺合料包括硅灰、粉煤灰、粒化高炉矿渣、炉渣、钢渣、粒化高炉磷渣、石灰石、窑灰或其他火山灰质混合材料，依据具体地理状况选择性添加，以进一步改善水泥特性，如提高抗侵蚀性能、提高水泥混凝土早期强度、提高水泥水化的密实程度等；助磨剂也是选择性添加的组分，为水泥粉磨用工艺外加剂，根据具体施工要求的不同添加，可选择的如三乙醇胺或滑石粉等。上述所有材料均可以从市场上得到。
实施例一选用材料分别为普通硅酸盐熟料50.0千克二水石膏6.0千克微膨胀组分5.0千克明矾石功能性矿物掺合料39.0千克硅灰采用下述工艺制作1.分别粉磨1)将矿渣等功能性矿物掺合料和微膨胀组分在烘干机内烘干至含水量少于2％后，磨至比表面积大于400m2/kg。
2)将普通硅酸盐熟料和二水石膏破碎后按配比共同粉磨，磨至比表面积大于400m2/kg。
3)按比例将几种粉料均匀混合。
2.共同粉磨1)根据粉磨要求，将所需各种原材料烘干并破碎。
2)按设计的配合比将几种原料混合，共同粉磨至比表面积大于400m2/kg。
实施例二至六由表1所述材料，采用实施例一的工艺制作表1实施例二至六的原料组配单位千克
对上述全部实施例制作的水泥进行性能检测，结果如下1)抗硫酸盐及抗海水侵蚀性能通过国家水泥质量监督检验中心按GB2420《水泥抗硫酸盐侵蚀快速试验方法》进行性能检测，在3％、10％Na2SO4和海水、3倍浓度海水的侵蚀溶液中，其抗侵蚀系数(在侵蚀溶液中养护的强度与水中正常养护的强度的比值)K值可达到1甚至超过1，具有优异的抗硫酸盐及抗海水侵蚀性能。
2)水泥水化热由于本发明的水泥在粉磨时掺入20-70％功能性矿物掺合料，可明显降低水化热，经国家水泥质量监督检验中心检测，其3天和7天的水化热接近低热矿渣硅酸盐水泥。这对于大体积混凝土，如海洋建设工程中的码头、桥墩等工程降低水化热十分有利。
3)本发明高抗硫水泥配制的水泥混凝土的和易性及可施工性能优于原有的中抗硫水泥及高抗硫水泥。
4)强度等级被发明的高抗硫水泥各强度等级、各龄期强度不得低于下表值(按GB/T17671进行)。
原有的中抗硫水泥及高抗硫水泥按GB法设为425、525两个标号，约相当于ISO法的32.5、42.5强度等级。本发明提供的新型高抗硫水泥增加了ISO法52.5强度等级，相当于GB法625水泥，比原标准提高一个强度等级。表2中各强度等级的指标与GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》中相同。
表2 本发明高抗硫水泥各强度等级的强度指标
使用本发明的新型高抗硫水泥，成本与原有的中抗硫水泥及高抗硫水泥相当，强度则按照普通硅酸盐水泥的强度等级来要求，而抗硫酸盐及抗海水侵蚀效果明显优于原有的中抗硫水泥及高抗硫水泥。本发明高抗硫水泥的应用与推广，对于提高海洋工程及耐侵蚀混凝土的的质量，延长混凝土的使用寿命，具有显著的技术、经济和社会效益。新型高抗硫水泥具有广大的产品市场，可以广泛地应用于我国东南沿海各省的海洋工程。
权利要求
1.一种新型高抗硫水泥，其特征在于由以下组分按重量比混合而成普通硅酸盐熟料 20-70，石膏类 3-10，微膨胀组分 0-10，功能性矿物掺合料20-70，以及助磨剂 0-2。
2.如权利要求1所述的新型高抗硫水泥，其特征在于所述石膏类为二水石膏、硬石膏或工业副产石膏。
3.如权利要求1所述的新型高抗硫水泥，其特征在于所述微膨胀组分为明矾石、煅烧明矾石、高铝熟料、铝酸钙膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂(UEA膨胀剂)、CEA膨胀剂或复合膨胀剂。
4.如权利要求1所述的新型高抗硫水泥，其特征在于所述矿物掺合料为硅灰、粉煤灰、粒化高炉矿渣、炉渣、钢渣、粒化高炉磷渣、石灰石、窑灰或其他火山灰质的混合材料。
5.如权利要求1所述的新型高抗硫水泥，其特征在于所述助磨剂为水泥粉磨用工艺外加剂。
6.如权利要求5所述的新型高抗硫水泥，其特征在于所述助磨剂为三乙醇胺或滑石粉。
全文摘要
本发明公开一种新型高抗硫水泥，由普通硅酸盐熟料20－70，石膏类3－10，微膨胀组分0－10，功能性矿物掺合料20－70以及助磨剂0－2按重量份混合而成，其中，所述矿物掺合料为硅灰、粉煤灰、粒化高炉矿渣、炉渣、钢渣、粒化高炉磷渣、石灰石、窑灰或其他火山灰质混合材料；本发明的新型高抗硫水泥，成本与原有的中抗硫水泥及高抗硫水泥相当，强度则按照普通硅酸盐水泥的强度等级来要求，而抗硫酸盐及抗海水侵蚀效果明显优于原有的中抗硫水泥及高抗硫水泥，对于提高海洋工程及耐侵蚀混凝土的质量，延长混凝土的使用寿命，具有显著的技术、经济和社会效益。新型高抗硫水泥可以广泛地应用于海洋工程中。
文档编号C04B22/14GK101037306SQ0315739
公开日2007年9月19日 申请日期2003年9月19日 优先权日2003年9月19日
发明者刘云, 刘克忠, 王显斌 申请人:中国建筑材料科学研究院