专利名称：一种无熟料水泥的制备方法及其制备的混凝土的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无熟料水泥的制备方法及其制备的混凝土，更特别的涉及一种采用高炉矿渣、粉煤灰为主要原料生产加工成的无熟料水泥的制备方法及其制备的混凝土。
背景技术：
国内外利用矿渣生产矿渣硅酸盐水泥，是一项比较成熟的技术，约占已利用矿渣的30-70％左右。矿渣水泥与普通水泥比较，具有水化热低、密实性好、抗硫抗碱腐蚀性能好等优点，其缺点是保水性差、早期强度低、凝结时间长、不适合低温施工、施工需要养护。这些缺陷已经或正在得到克服和改善。中国专利CN-1546411A公开了利用工业废料、废渣如矿渣、粉煤灰、煤矸石、钢渣等与少量化工原料混和制得的水泥可以达到普通硅酸盐水泥PO32.5的各项指标。中国专利CN-1405108A公开了一种环保型无熟料胶凝材料及其制备方法，其利用矿渣、石膏、氢氧化钠、消石灰、明矾、石灰石、早强剂等材料混合制备出达到普通硅酸盐水泥PO32.5的各项指标。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种无熟料水泥的制备方法。
本发明的目的之二是提供一种采用无熟料水泥制备的混凝土。
本发明的这些以及其他目的将通过下列详细描述和说明来进一步体现和阐述。
本发明的无熟料水泥的制备方法，包括以下成分工业废料90-94重量份，硫酸盐激发剂4～10重量份缓凝剂 0.05～0.15重量份。
在本发明的无熟料水泥的制备方法中，所述的工业废料为磨细矿渣和/或粉煤灰，其中磨细矿渣40-70重量份，粉煤灰30-60重量份，将矿渣与粉煤灰单独粉磨后混和，其中矿渣的比表面积为400-600m2/kg，粉煤灰为II级，所述的硫酸盐激发剂为液体水玻璃，模数为1.0-1.5，所述的缓凝剂为重铬酸盐化合物，其中，所述的重铬酸盐化合物可以是单一的，也可以采用它们的混合物。
用本发明的无熟料水泥制备的混凝土，包括采用无熟料水泥和砂、石、骨料，按比例配制成C10-C100可满足泵送施工的合格等级的混凝土。
本发明完全采用工业骨料为主要原料，采用简单粉磨混和的工艺，通过添加硫酸盐激发剂和缓凝剂，可以稳定制备出60-95MPa的无熟料水泥，其混凝土泵送正常，不离析，不泌水，粘聚性密实性好、强度高。并且可以充分利用固体废弃物，减排大气污染物。
本发明采用磨细矿渣作为无熟料水泥的主要成分，它具有很大的潜在活性，当达到一定细度时，在激发剂的作用下，在表面能形成许多硅酸根离子，它们与钙离子一起溶于水，由于离子的扩散速度不一，因此在达到一定的浓度后在矿渣表面会形成低富硅层或在附近形成低C/S比的C-S-H层，随着激发作用由表及里，C-S-H层剥离，向液相空间转移促进了凝胶体的大量形成，为浆体叠合形成沸石类水化产物创造条件。
在本发明中，采用的粉煤灰的结构活性比矿渣低一些，玻璃体也少，但在碱性环境中，粉煤灰可产生稳定增长的后期强度；同时由于粉煤灰颗粒效应，能改善混凝土施工性能，减小需水量，避免混凝土拌合物的离析、泌水，减小坍落度损失，改善混凝土的体积稳定性和抗化学侵蚀能力。
激发剂主要是能够破坏硅氧网络使矿渣结晶体、玻璃体发生解体，参与基材水化反应。激发剂中的含水R2O·nSiO2水解后形成ROH和含水硅胶，含水硅胶结合溶液中的Ca2+与OH-形成C-S-H溶液pH值变化反过来又促进外加剂进一步水解，从而形成更多的C-S-H。
缓凝剂则是通过无机盐离子对C-S-H胶体双电层的排斥和吸引，延缓水泥胶体粒子的移动和水化反应速度，从而达到延缓凝结时间的目的。在本发明中，采用的重铬酸盐化合物可以是重铬酸钾和重铬酸钠等，如果采用二种重铬酸盐化合物混合，则比例为1∶2-4。
本发明的无熟料水泥的制备方法及其制备的混凝土是把技术性、生产性、经济效益性和社会效益性合为一体的新型水泥生产技术。具有以下经济效益和社会效益1、采用无熟料胶凝材料生产技术可以大量使用工业废渣，为减少工业废渣堆场，节约耕地，减少粉尘飞扬的二次污染，提供了技术保障。
2、生产高性能无熟料胶凝材料不需要煅烧，使空气中的烟尘含量大大降低，二氧化硫和二氧化碳排放量大大减少，改善和提高了环境质量。
3、采用无熟料胶凝材料免烧技术，对节约大量优质煤，合理利用自然资源，实现资源的优化、利用和可持续发展提供了一条可行的方法。
4、无熟料胶凝材料生产工艺简单便于操作和管理，为水泥企业改造，商品混凝土的利用和推广提供了有力的保证。
5、无熟料胶凝材料混凝土成本低，强度高，性能优越，便于施工。可以稳定地配制出60-95MP的无熟料水泥基材，其凝结时间完全满足普通硅酸盐水泥标准。可以广泛应用于工业、农业、民用建筑、水工、道路、桥梁工程。
6、本发明无无碱骨料反应，本发明利用磨细矿渣、粉煤灰、火山灰等活性矿物掺合料是碱骨料反应的良好抑制剂，在硅酸盐水泥中掺入20％-30％磨细矿渣，可有效地抑制无碱骨料反应。另一方面，无熟料水泥混凝土致密的结构和优异的抗渗性能限制了自由水分进入混凝土的毛细孔道，因此造成碱骨料反应发生的外部条件(潮湿的工作环境)不具备，切断、破坏了碱骨料反应的各种条件和渠道。
以下通过具体实施例来进一步说明本发明，但实施例仅用于说明，并不能限制本发明范围。
在本发明中，若非特指，所有的份、量均为以总重量为基础的重量单位，所有的原料均可以从市场购得。
具体实施例方式
实施例1采用以下配比磨细矿渣50公斤，粉煤灰40公斤，液体水玻璃(模数为1.2)5公斤，重铬酸盐0.05公斤。
将磨细矿渣与粉煤灰单独粉磨后混和，并与液体水玻璃和重铬酸盐混合即制备出合格的无熟料水泥。
实施例2采用以下配比
磨细矿渣65公斤，粉煤灰28公斤，液体水玻璃(模数为1.5)10公斤，重铬酸盐0.15公斤。
将磨细矿渣与粉煤灰单独粉磨后混和，并与液体水玻璃和重铬酸盐混合即制备出合格的无熟料水泥。
实施例3采用以下配比磨细矿渣45公斤，粉煤灰47公斤，液体水玻璃(模数为1.3)7公斤，重铬酸盐0.10公斤。
将磨细矿渣与粉煤灰单独粉磨后混和，并与液体水玻璃和重铬酸盐混合即制备出合格的无熟料水泥。
实施例4采用以下配比磨细矿渣55公斤，粉煤灰38公斤，液体水玻璃(模数为1.2)8公斤，重铬酸钾0.03公斤，重铬酸钠0.06公斤。
将磨细矿渣与粉煤灰单独粉磨后混和，并与液体水玻璃和重铬酸盐混合即制备出合格的无熟料水泥。
实施例5采用以下配比磨细矿渣50公斤，粉煤灰38公斤，液体水玻璃(模数为1.25)6公斤，重铬酸钾0.03公斤，重铬酸钠0.05公斤。
将磨细矿渣与粉煤灰单独粉磨后混和，并与液体水玻璃和重铬酸盐混合即制备出合格的无熟料水泥。
实施例6-10
采用实施例1-5所制备出的无熟料水泥与常规量的砂、石、骨料混合，配制成C10-C100可满足泵送施工的合格等级的混凝土。
权利要求
1.一种无熟料水泥的制备方法，其特征在于包括以下成分工业废料90-94重量份，硫酸盐激发剂4-10重量份缓凝剂 0.05-0.15重量份。
2.根据权利要求1所述的无熟料水泥的制备方法，其特征在于所述的工业废料为磨细矿渣和/或粉煤灰。
3.根据权利要求2所述的无熟料水泥的制备方法，其特征在于磨细矿渣40-70重量份，粉煤灰30-60重量份。
4.根据权利要求1所述的无熟料水泥的制备方法，其特征在于所述的硫酸盐激发剂为液体水玻璃，模数为1.0-1.5。
5.根据权利要求1所述的无熟料水泥的制备方法，其特征在于所述的缓凝剂为重铬酸盐化合物。
6.根据权利要求5所述的无熟料水泥的制备方法，其特征在于所述的重铬酸盐化合物可以是单一的，也可以采用它们的混合物。
7.一种无熟料水泥制备的混凝土，其特征在于采用权利要求1-6所制备的无熟料水泥和砂、石、骨料，按比例配制成C10-C100可满足泵送施工的合格等级的混凝土。
全文摘要
本发明公开了一种无熟料水泥的制备方法及其制备的混凝土，包括工业废料90－94重量份，硫酸盐激发剂4－10重量份，缓凝剂0.05－0.15重量份。本发明完全采用工业骨料为主要原料，采用简单粉磨混和的工艺，通过添加硫酸盐激发剂和缓凝剂，可以稳定制备出60－95MPa的无熟料水泥，其混凝土泵送正常，不离析，不泌水，粘聚性密实性好、强度高。并且可以充分利用固体废弃物，减排大气污染物。
文档编号C04B18/04GK101037308SQ20071010788
公开日2007年9月19日 申请日期2007年5月21日 优先权日2007年5月21日
发明者路来军 申请人:北京东方建宇混凝土科学技术研究院有限公司