专利名称：复掺石灰石和沸石的高标号通用硅酸盐水泥的制作方法
技术领域：
本发明涉及油田采油领域中ー种硅酸盐水泥，尤其是一种复掺石灰石和沸石的高标号通用娃酸盐水泥。
背景技术：
由于硅酸盐水泥熟料生产过程中的资源和能源消耗量大、环境污染严重等问题，掺入大量活性或非活性矿物混合材代替水泥熟料制备普通硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥是实现水泥行业可持续发展的ー个主要技术途径。另ー方面，我国各类重点基础设施的大规模建设对高强度标号水泥的需求量日益増加。目前，用于水泥生产中的矿物混合材种类很多，其中活性较好、用量最大、使用最广的是粉煤灰、矿渣等エ业废料。近年来，随着我国水泥产量的快速增长，可用于高标号水泥生产的这些优质エ业废渣资源已经出现供不应求的现象，严重影响到部分水泥厂的正常生产和发展。因此，寻求新的替代矿物混合材料对于许多水泥厂的发展显得十分重要。
发明内容
本发明在于克服背景技术中存在的问题，而提供一种复掺石灰石和沸石的高标号通用硅酸盐水泥。该复掺石灰石和沸石的高标号通用硅酸盐水泥，可明显提高水泥早期和后期強度，減少水泥熟料用量，保持水泥需水量不增加，原材料来源广泛，成本低。本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到一种复掺石灰石和沸石的高标号通用硅酸盐水泥，其组分及配比按质量百分比如下水泥熟料70 85% ，石灰石岩4 14% ；沸石岩2 10% ;粉煤灰2 5% ;天然石膏5%。所述的石灰石岩是ー种储量丰富、分布广泛、容易获取和加工的天然矿产资源，是ー种新型的低成本水泥矿物混合材。硅酸盐水泥中掺入适量石灰石有利于提高早期強度，改善混凝土和易性。但由于石灰石是ー种惰性的细填料，无水化活性，大量掺入后影响水泥的后期強度增长。沸石是沸石族矿物的总称，是ー种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物。天然沸石岩是在长期压力、温度和水作用下一部分已经发生沸石化的凝灰岩。天然沸石中含有活性SiO2和Al2O3，具有较好的潜在火山灰活性，可直接掺入混凝土中使用的沸石粉矿物掺合料。掺入大量沸石会明显增加水泥的需水量。因此，按比例使用石灰石及沸石能有利于水泥综合性能的提升。 本发明通用硅酸盐水泥主要由水泥熟料、天然石膏、石灰石、沸石、粉煤灰5种原材料組成。其中水泥熟料是水泥的主要強度来源，但其放热量大、价格最高，应在水泥性能满足要求的条件下尽可能降低其用量；天然石膏的主要作用是调节凝结时间，使水泥的初凝和终凝时间达到国家标准要求的范围，常规掺量为水泥总质量的5% ;石灰石在水泥中可以提高水泥浆体的流动性、减少用水量，在水泥水化早期部分石灰石颗粒可与水泥熟料中的铝酸三钙发生化学反应使水泥早期強度快速增长，但其掺量较高时会影响水泥后期強度发展；沸石具有明显的多孔结构特征，其内部含有大量具有一定活性的化学物质可在水泥水化中后期发生火山灰反应，使水泥強度持续增长，但其掺量较多时会增加水泥需水量，不利于在实际工程中应用。粉煤灰中同样含有一定量活性物质，提高水泥中后期強度发展，但其中含有一定未燃尽的碳颗粒，会对水泥混凝土的抗冻性产生负面影响。因此，本发明中各组分按一定比例配制水泥，使水泥早期和后期強度均有明显提高，水泥需水量不增加，综合性能不降低。本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果该复掺石灰石和沸石的高标号通用硅酸盐水泥，是由以上几种材料按照规定的质量百分比计量，并通过球磨机磨细并混合均匀至比表面积大于350m2/kg的粉末状物。采用此方法生产的42. 5,52. 5MPa强度等级水泥可明显提高水泥早期和后期強度，減少水泥熟料用量，保持水泥需水量不增加。该水泥28天抗压强度高于国家标准规定值4 8MPa，同时减少水泥熟料用量10 25%。具有原材料来源广泛，生产エ艺简单，成本低，经济效益显著等优点。
具体实施例方式
下面将结合具体实施例对本发明作进ー步说明
实施例所用的水泥熟料为娃酸三·丐矿物含量大于55%, 28天强度不低于58MPa的娃酸盐水泥熟料，石灰石岩中的方解石含量不低50% ;沸石岩为天然产斜发沸石或丝光沸石岩石，其中沸石含量不低于40%;粉煤灰为火电厂排放的原状灰，烧失量不超过8%;天然石膏中的ニ水石膏含量不低于90%。实施例I
称取水泥熟料7000 g,石灰石岩1400 g,沸石岩600 g，粉煤灰500 g,天然石膏500 g，混合均匀，并磨细至比表面积大于350m2/kg的粉末状物即为42. 5MPa強度等级的复合硅酸盐水泥。实施例2
称取水泥熟料7000 g，石灰石岩1300 g，沸石岩700 g，粉煤灰500 g，天然石膏500 g，混合均匀，并磨细至比表面积大于350m2/kg的粉末状物即为42. 5MPa強度等级的复合硅酸盐水泥。实施例3
称取水泥熟料7000 g，石灰石岩1200 g，沸石岩800 g，粉煤灰500 g，天然石膏500 g，混合均匀，并磨细至比表面积大于350m2/kg的粉末状物即为42. 5MPa強度等级的复合硅酸盐水泥。实施例4
称取水泥熟料7000 g，石灰石岩1100 g，沸石岩900 g，粉煤灰500 g，天然石膏500 g，混合均匀，并磨细至比表面积大于350m2/kg的粉末状物即为42. 5MPa強度等级的复合硅酸盐水泥。实施例5
称取水泥熟料7000 g，石灰石岩1000 g，沸石岩1000 g，粉煤灰500 g，天然石膏500 g，混合均匀，并磨细至比表面积大于350m2/kg的粉末状物即为42. 5MPa強度等级的复合硅酸盐水泥。实施例6
称取水泥熟料7800 g，石灰石岩800 g，沸石岩500 g，粉煤灰400 g，天然石膏500 g，混合均匀，并磨细至比表面积大于350m2/kg的粉末状物即为42. 5MPa強度等级的复合硅酸盐水泥。实施例7
称取水泥熟料8500 g，石灰石岩600 g，沸石岩200 g，粉煤灰200 g，天然石膏500 g，混合均匀，并磨细至比表面积大于350m2/kg的粉末状物即为52. 5MPa強度等级的普通硅酸盐水泥。实施例8
称取水泥熟料8500 g，石灰石岩400 g，沸石岩400 g，粉煤灰200 g，天然石膏500 g，混合均匀，并磨细至比表面积大于350m2/kg的粉末状物即为52. 5MPa強度等级的普通硅酸 盐水泥。实施例9
称取水泥熟料8500 g，石灰石岩500 g，沸石岩300 g，粉煤灰200 g，天然石膏500 g，混合均匀，并磨细至比表面积大于350m2/kg的粉末状物即为52. 5MPa強度等级的普通硅酸盐水泥。按照国家标准要求，对以上水泥样品的基本性能指标进行测试，并与国家标准《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)中规定的指标进行对比，结果见表I和表2 ;表I为实施例1-6生产的各水泥样品主要性能指标；表2实施例7-9生产的各水泥样品主要性能指标。可见，本方法生产的各水泥性能指标完全符合国家标准要求。
表I实施例1-6生产的各水泥样品主要性能指标
权利要求
1.一种复掺石灰石和沸石的高标号通用硅酸盐水泥，其组分及配比按质量百分比如下水泥熟料70 85%,石灰石岩4 14%,沸石岩2 10%,粉煤灰2 5%,天然石骨5%。
2.根据权利要求I所述的一种复掺石灰石和沸石的高标号通用硅酸盐水泥，其特征在于其组分及配比按质量百分比如下水泥熟料70%，石灰石岩10 14%，沸石岩6 10%，粉煤灰5%，天然石膏5%。
3.根据权利要求I所述的一种复掺石灰石和沸石的高标号通用硅酸盐水泥，其特征在于其组分及配比按质量百分比如下水泥熟料85%，石灰石岩4 6%，沸石岩2 4%，粉煤灰2%，天然石膏5%。
4.根据权利要求I或2或3所述的一种复掺石灰石和沸石的高标号通用硅酸盐水泥，其特征在于所述的水泥熟料为硅酸三钙矿含量大于55%，28天强度不低于58MPa的硅酸盐水泥熟料。
5.根据权利要求I或2或3所述的一种复掺石灰石和沸石的高标号通用硅酸盐水泥，其特征在于所述的石灰石岩中的方解石含量不低50% ;沸石岩为天然产斜发沸石或丝光沸石岩石，其中沸石含量不低于40%。
6.根据权利要求I或2或3所述的一种复掺石灰石和沸石的高标号通用硅酸盐水泥，其特征在于所述的粉煤灰为火电厂排放的原状灰，烧失量不超过8% ;天然石膏中的二水石膏含量不低于90%。
全文摘要
本发明涉及一种复掺石灰石和沸石的高标号通用硅酸盐水泥。主要解决了现有通用硅酸盐水泥缺少替代矿物混合材料因而原材料来源紧缺、成本高的问题。该复掺石灰石和沸石的高标号通用硅酸盐水泥的组分及配比按质量百分比如下水泥熟料70～85%；石灰石岩4～14%；沸石岩2～10%；粉煤灰2～5%；天然石膏5%。该发明制备的高标号通用硅酸盐水泥适用于各类建筑工程，可明显提高水泥早期和后期强度，减少水泥熟料用量，保持水泥需水量不增加，原材料来源广泛，成本低。
文档编号C04B7/04GK102815877SQ20121027097
公开日2012年12月12日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日
发明者杨树立, 张富, 高小建 申请人:中国石油天然气集团公司, 大庆石油管理局, 大庆油田水泥有限责任公司