专利名称：一种高速公路路基缓凝水泥的制作方法
技术领域：
本发明属于水泥技术领域，具体地，本发明涉及一种高速公路路基缓凝水泥。
背景技术：
随着交通现代化建设的迅猛发展，高速公路建设取得了举世瞩目的成就，按工程性质所需的新型交通建筑材料一一高速公路路基生态缓凝水泥，增加了产品科技含量，拓宽了市场，使产品的竞争力和企业经济效益都有大幅度提高。目前国内缓凝水泥生产，主要是以公路建设施工要求和技术要求为主，大部分为缓凝型水泥产品，初凝时间大于3小时。而用于高速公路的复合硅酸盐缓凝水泥，通常要求水泥的各项性能除满足国家标准 GB175-2007要求外，还须满足初凝时间大于4小时、终凝时间大于6小时，常规条件下，水泥企业的产品难以达到这样的技术要求。考虑到水泥性能对公路混凝土耐久性及施工的影响，对其性能提出了比国家标准更高的要求。这些指标的提出，使生产厂家必须制定出一套严格的生产内控指标，并在原燃材料和生产工艺控制方面，采取一系列措施，严把每一道生产质量关，从而确保水泥的质量稳定。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种缓凝水泥，该缓凝水泥的初凝时间大于4小时、终凝时间大于6小时，且碱含量低。
为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案 一种高速公路路基缓凝水泥，由以下重量份的原料组成
熟料
脱疏石膏
脱硫灰
石灰石
粉煤灰缓凝剂
53 ~ 60 份 3~5份 1 ~6份 15 ~ 20 份
15 ~ 25 份 0.04 ~ 0.1 份;
以重量百分含量计，所述熟料主要包括以下几种矿物娃酸三钙54 ~ 62%
娃酸二钙15~20%
铝酸三钙6.7 ~ 8.7%
铁铝酸四钙11~13%。优选地，所述高速公路路基缓凝水泥由以下重量份的原料组成
熟料53份脱疏石膏4份脱硫灰3份石灰石15份粉煤灰25份缓凝剂0.04 份以重量百分含量计，所述熟料主要包括以下几种矿物
娃酸三钙 57.58% 硅酸二钙17.15%
铝酸三钙 7.56% 铁铝酸四钙 11.28%。申请人:经过大量实验表明，游离氧化钙不大于10%、SO3* 10 25%、水分为15 25 %的脱硫灰在缓凝水泥生产中效果较好。在实际生产中，在保证水泥强度的基础上，适当提高水泥的粉磨细度，有利于凝结时间的延长。因此，优选地，所述缓凝水泥的粉磨细度0. 080mm筛余为2. 0 3. 0%时效果较好。依靠增加脱硫石膏和混合材掺量，再辅以水泥细度等措施仍不能达到特殊要求时，可考虑在水泥中掺入适量缓凝剂。本发明优选使用格雷斯RDA系列缓凝剂，效果更佳。本发明通过采取以下几点措施，来制备得到符合要求的缓凝水泥。(1)采用脱硫石膏作缓凝成分在水泥生产中，为了调节和控制水泥的凝结时间，一般需掺入石膏作为缓凝成分。脱硫石膏是燃煤电厂烟气脱硫过程中产生的废弃物，其与天然石膏的区别主要在于脱硫石膏纯度高，游离水大，粒度细；颗粒大小粒径分布均勻，含水溶性盐较多；脱硫石膏中以未反应的碳酸钙(主要杂质)及未被完全氧化的亚硫酸钙存在、杂质状态相差较大。 经申请人分析和实验表明，脱硫石膏在纯度、粒度、微量成分和物理性能上与天然石膏相近，经多次的小磨试验证实，脱硫石膏同样能达到缓凝的效果，能够正常调节水泥的凝结时间，水泥性能正常发展，水泥强度、凝结时间等指标均达到国家有关标准。因此，在水泥行业中代替天然石膏是可行的，而且脱硫石膏价格较低，运输方便，在水泥中使用可降低水泥的生产成本，达到资源综合利用的目的。(2)粉煤灰掺量众所周知，水泥的凝结时间与粉煤灰掺量有很大关系。通常粉煤灰掺量提高，水泥的凝结时间相应延长；但随着水泥中混合材掺量的提高，水泥强度会逐渐下降。因此，应选择合适的混合材掺量，在保证水泥强度满足要求的条件下，适当增加粉煤灰掺量，以延长水泥的凝结时间。在本发明中，申请人选用的混合材包括石灰石、粉煤灰及脱硫灰，脱硫灰中所含的亚硫酸钙对水泥的凝结时间起主要影响作用，脱硫灰对水泥的凝结时间有较大影响，掺入一定比例的脱硫灰后，尤其是游离氧化钙不大于10%、SO3* 10 25%、水分为 15 25%的脱硫灰后，在凝结时间保持基本不变的情况下，缓凝剂的掺量明显下降，生产的高速公路路基缓凝水泥的效果较好。粉煤灰掺量的增加对水泥的凝结时间有明显的延缓作用，且凝结时间随着粉煤灰的增加而延长。(3)控制水泥细度水泥细度对水泥的凝结时间有一定的影响。适当提高水泥的粉磨细度，有利于凝结时间的延长。在实际生产中，缓凝水泥的粉磨细度0. 080mm筛余控制在2. 0 3. 0%时效果较好。(4)掺入适量缓凝剂依靠增加脱硫石膏和混合材掺量，再辅以水泥细度等措施仍不能达到特殊要求时，可考虑在水泥中掺入适量缓凝剂。在本发明中，使用格雷斯RDA系列缓凝剂，效果更佳。(5)控制好水泥中碱含量混凝土的耐久性主要包括抗渗性，抗冻性，抗侵蚀性，抗碳化性，抗碱骨料反应以及混凝土中的钢筋锈蚀等性能，这些性能决定着混凝土耐久性的程度。普遍认为发生碱骨料反应必须同时具备下列三个必要条件一是碱含量，二是骨料中存在活性氧化硅，三是环境潮湿，水分渗入混凝土。水泥熟料中的氧化钠和氧化钾等成分称之为碱含量，使用含碱小于0. 6%的水泥， 以降低混凝土中总的含碱量。水泥是混凝土中碱的主要来源，随着水泥碱含量的增加或水泥用量的增加，碱-集料反应的膨胀也随之增大，使混凝土产生内部应力，膨胀开裂，导致混凝土失去设计性能。由于活性骨料经搅拌后大体上呈均勻分布，所以一旦发生碱-集料反应，混凝土内各部分均产生膨胀应力，将混凝土自身膨胀，发展严重的只能拆除，无法补救，甚至威胁工程安全。从源头上控制好原燃材料中碱含量，将水泥中碱含量控制在少于 0.6%以下，满足产品质量要求。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果①本发明通过采取上述几项措施，使缓凝水泥的初凝时间延长到4个小时以上， 终凝时间延长到6个小时以上且小于10小时；3天抗折强度大于或等于3. 6Mpa，3天抗压强度大于或等于17. 2Mpa ；28天抗折强度大于或等于6. 6Mpa, 28天抗压强度大于或等于 37. 4Mpa ；三氧化硫含量不大于3. 5%;碱含量少于0. 6%；性能优于其他同等强度等级水泥， 产品和易性、保塑性、粘结性好，配置的混凝土均勻性好，满足高速公路路基的施工要求；②本发明的缓凝水泥减少了污染，保护了环境，使工业废弃物得以循环利用，具有广阔的市场前景和社会效益。
图1为本发明的高速公路路基缓凝水泥的生产流程图。
具体实施例方式以下列举具体实施例对本发明进行说明。需要指出的是，实施例只用于对本发明作进一步说明，不代表本发明的保护范围，其他人根据本发明做出的非本质的修改和调整， 仍属于本发明的保护范围。根据本发明设定的各原料范围，本发明实施例1-6的缓凝水泥都通过图1所示的相同工艺制备而成。表1为实施例1-6各缓凝水泥的原料组成，表2为实施例1-6中熟料的主要矿物及化学组成。在实施例中，所使用的脱硫灰中游离氧化钙为5 10%、SO3为 10 25%、水分为15 25%。所使用的缓凝剂为格雷斯RDA系列缓凝剂(格雷斯中国有限公司生产)。表1实施例1-6各缓凝水泥的原料成分(重量份)
权利要求
1.一种高速公路路基缓凝水泥，其特征在于，所述缓凝水泥由以下重量份的原料组成熟料53 ~ 60份脱絲膏3 ~ 5份脱硫灰1 ~ 6份石灰石15 ~ 20份粉煤灰15 ~ 25份缓凝剂0.04 ~ 0.1份; 其中以重量百分含量计，所述熟料主要包括以下几种矿物娃酸三钙54 ~ 62%娃酸二钙15~20%铝酸三钙6.7 ~ 8.7%铁铝酸四钙11~13%。
2.根据权利要求1所述的高速公路路基缓凝水泥，其特征在于，所述缓凝水泥由以下重量份的原料组成熟料53份脱疏石膏4份脱硫灰3份石灰石15份粉煤灰25份缓凝剂0.04 份以重量百分含量计，所述熟料主要包括以下几种矿物娃酸三钙 57.58% 硅酸二钙17.15%铝酸三钙 7.56% 铁铝酸四钙 11.28%。
3.根据权利要求1或2所述的高速公路路基缓凝水泥，其特征在于，所述脱硫灰中游离氧化钙不大于10%、SO3为10 25%、水分为15 25%。
4.根据权利要求1或2所述的高速公路路基缓凝水泥，其特征在于，所述缓凝水泥的粉磨细度0. 080mm筛余为2. 0 3. 0 %。
5.根据权利要求1或2所述的高速公路路基缓凝水泥，其特征在于，所述缓凝剂为格雷斯RDA系列缓凝剂。
全文摘要
本发明公开了一种高速公路路基缓凝水泥，由以下重量份的原料组成熟料53～60份、脱硫石膏3～5份、脱硫灰1～6份、石灰石15～20份、粉煤灰15～25份、缓凝剂0.04～0.1份；以重量百分含量计，所述熟料主要包括硅酸三钙54～62％、硅酸二钙15～20％、铝酸三钙6.7～8.7％、铁铝酸四钙11～13％。本发明的缓凝水泥的初凝时间延长到4个小时以上，终凝时间延长到6个小时以上；3天抗折强度大于或等于3.6Mpa，3天抗压强度大于或等于17.2Mpa；28天抗折强度大于或等于6.6Mpa，28天抗压强度大于或等于37.4Mpa；性能优于其他同等强度等级水泥，满足高速公路路基的施工要求；具有广阔的市场前景和社会效益。
文档编号C04B7/26GK102173612SQ20111006103
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月14日 优先权日2011年3月14日
发明者刁宇江, 古新文, 李海鹏, 李锡墉, 段百涛, 邓志标, 郭纯章, 韦彬 申请人:广州市越堡水泥有限公司