专利名称：早强矿渣水泥及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种早强矿渣水泥及其生产方法。属建材技术领域。
利用炼铁工业的粒化高炉矿渣作为混合材料，生产矿渣硅酸盐水泥，在国内外已有很久的历史。矿渣硅酸盐水泥已成为一种性能较好，产量较大的通用水泥，并取得了较高的社会信誉。
以粒化高炉矿渣为主要组分，生产矿渣无熟料水泥，具有比生产矿渣硅酸盐水泥更高的经济效益和社会效益。
矿渣无熟料水泥主要包括两个类别一类是加入较多重的石膏，水化时以硫酸盐激发作用为主的水泥，如石膏矿渣水泥(即矿渣硫酸盐水泥)。一类是加入较多量的石灰，水化时以碱性激发作用为主的水泥，如石灰矿渣水泥。
我国早在50年代就开始研制矿渣无熟料水泥，并于1961年7月1日颁布实施两项部标准建标31－61石膏矿渣水泥和建标32－61石灰矿渣水泥。
两种矿渣无熟料水泥相比较，石膏矿渣水泥具备的优点较多，各项理化指标和整体性能均优于石灰矿渣水泥，是目前生产较多，质量较好的品种。
在现有技术中，石膏矿渣水泥中矿渣活性的激发，主要依靠硫酸盐，可采用不同类型的石膏，其中以煅烧的无水石膏具有最好的效果，不仅水泥的强度高，而且稳定性好。
矿渣中的铝酸盐矿物，需在碱性介质环境中水化时，生成水化铝酸盐，再与硫酸盐激发剂在液相中形成稳定的硫铝酸钙结晶。此种水化物的生成是水泥产生强度的基本因素，特别是决定早期强度的主要因素。这种碱性激发剂可以用石灰，也可以用硅酸盐水泥熟料。
在建标31－61部颁标准中，对石膏矿渣水泥的物理性能作了如下规定(1)细度4900孔/厘米2筛上的筛余不得超过10％；(2)凝结时间初凝不得早于30分钟；终凝不得迟于12小时；(3)体积安定性试饼在湿箱(温度20±5℃)中养护24±2小时后，浸水(水温为20±3℃)六昼夜，其体积变化必须均匀；(4)强度按本标准规定的强度检验方法进行试验，试体经24小时湿空气养护后(湿度大于90％)脱模浸水养护(水温20±3℃)，各龄期强度均不得低于下列数值(表从略)现只摘录石膏矿渣水泥最高标号的强度值
石膏矿渣水泥在建筑性能上具有很多优点一、对化学性侵蚀介质，尤其是各种硫酸盐介质有很强的抵抗力，超过专用的抗硫酸盐水泥。石膏矿渣水泥砂浆放入海水中18年，比放在淡水中的强度还高。
二、不透水性好于其它品种的通用水泥，在常温下硬化时，体积收缩小。
三、水化热较低，比大坝水泥还低。用于大体积混凝土时，不必采取任何冷却措施。
石膏矿渣水泥也存在着明显的缺点，较为严重的有以下三点一、凝结时间长，早期强度低，对施工操作和养护要求严格。如用该水泥配制的混凝土或砂浆需保潮养护3天后方能与水接触，否则易软化。且养护时间不少于14－21天。
二、三氧化硫含量过高，对钢筋的锈蚀严重，不适用于钢筋混凝土工程。
三、抗风化能力差，贮存期短，风化后的水泥，需补加少量石灰或硅酸盐水泥熟料方能恢复其强度。
综上所述，利用矿渣生产水泥，取得了巨大的经济效益和社会效益。但是，包括矿渣硅酸盐水泥在内的各种矿渣水泥，都还存在着一定的缺点，比较主要而又具有共性的是凝结速度慢，早期强度低，尤其是在低温环境中施工时，这一缺点就更加显得突出。特别是在争分夺秒的现代化施工中，人们只好不惜提高工程造价，采用早期强度高的硅酸盐水泥，以加快施工速度。
多年来，人们已经采取了很多措施，如提高熟料中C9S和C9A的含量，控制矿渣的质量和掺加量，提高石膏的掺加量和提高水泥的粉磨细度等，设法提高矿渣水泥的早期强度。虽收到了明显的效果，但与硅酸盐水泥的早期强度相比较，仍有很大差距。实为现有水泥技术中一个明显的缺陷。
本发明的目的在于以简单易行的技术手段，克服与弥补现有技术中的缺点与不足，向社会提供一种早强矿渣水泥及其生产方法。
本发明的目的是这样实现的早强矿渣水泥是以粒化高炉矿渣为主要组分，掺加少量的硅酸盐水泥熟料和适量的CC－9型高效激发剂，经混合、磨细制成的凝结速度快、早期强度高的水硬性胶凝材料。
一、基本配方为(重量％)粒化高炉矿渣80—90，硅酸盐水泥熟料5—10，CC—型高效激发剂5—10。
二、生产方法为将粒化高炉矿渣、硅酸盐水混熟料、CC－9型高效激发剂按配方比例分别计量后，充分混合均匀，输入磨机磨细，再经均化、包装即为成品早强矿渣水泥。
标号分525、625两个标号。
三、品质标准为1、三氧化硫水泥中SO3的含量小于4％。
2、细度用80μm方孔筛筛余量小于10％。
3、凝结时间初凝不早于30min(可调)；终凝不迟于3h。
4、安定性用沸煮法检验合格。
5、强度各标号水泥的各龄期强度均不低于下表数值<
<p>四、CC－9型高效激发剂的功能及制造方法为1、功能a、对矿渣起到硫酸盐激发作用，与矿渣中的铝酸盐矿物在水化时生成硫铝酸钙。
b、提高水泥的早期强度，补充适量的硅酸三钙、铝酸三钙等矿物成分。
2、制造方法根据对激发剂功能的要求，先设计激发剂的矿物组成，然后计算出应含的化学成分，再用试凑计算法选配适当的生料，经锻烧而成的具备上述两项功能的专用熟料，即为CC－9型高效激发剂。
本发明的早强矿渣水泥，对化学性侵蚀介质，尤其是对各种硫酸盐介质有很强的抵抗能力。并具有水化热低、抗渗性好、早期强度高等明显特点。
适用于有速凝、早强要求的受硫酸盐侵蚀的海港工程、沿海的道路工程、承受水压的地下工程、大体积的水工工程及一般的工业与民用建筑工程。
本发明与现有技术相比较有如下优点一、早强矿渣水泥的各项物理指标均突破了现有矿渣无熟料水泥的部颁标准，并超越了GB1344－92矿渣硅酸盐水泥的标准规定，达到了GB175－92R型普通硅酸盐水泥的国家标准。
二、早强矿渣水泥中的三氧化硫含量和碱含量均符合通用水泥标准的规定，可与五大通用水泥一样，用于各类钢筋混凝土工程。
三.早强矿渣水泥的安定性确有保障，因在硅酸盐水泥熟料的生产中，对氧化镁的含量已按国家规定采取了限制措施，而在早强矿渣水泥中作为碱性激发剂，用量极少，且矿渣的掺加量又远超过40％，故绝不会因氧化镁的含量超标而危害水泥的安定性。
四、由于在本技术中以CC－9型高效激发剂代替了现有技术中用量较多的石膏作硫酸盐激发剂，以硅酸盐水泥熟料作碱性激发剂，不但克服了因石膏过量造成体积膨胀的缺点，而且提高了水泥的抗风化能力。
五、制造成本低于任何通用水泥。为了对其经济效益的准确评估，现将早强矿渣水泥与矿渣硅酸盐水泥进行比较，见表(1)、表(2)材料成本比较表(1)<
>利润比较表(2)
>注表内材料价格，系1994上半年唐山地区的市场参考价格，其中包括运杂费。
为了增强市场竞争能力，625#早强矿渣水泥以超出两级标号和早强性能的优惠条件，与425#矿渣硅酸盐水泥等价销售时，每吨仍可净增利税90元以上，经济效益明显提高。
六、早强矿渣水泥的品质指标虽明显地超过了其他品种的矿渣水泥，达到普通硅酸盐水泥的标准，但仍保持着充分利用工业废渣降低熟料用量的优点，在生产中将节约大量的煤炭、电力和矿山资源，其社会效益极为明显。
早强矿渣水泥，将以它优良的物理性能，明显的经济效益和社会效益，替代现有的矿渣水泥，在国家的基本建设中做出一定的贡献。
下面结合实例对本发明作进一步详述取粒化高炉矿渣8300公斤，硅酸盐水泥熟料1000公斤，CC－9型高效激发剂700公斤。
将以上三种材料充分混匀，输入球磨机磨细，细度要求用80μm方孔筛筛余量小于10％，再经均化、包装即为成品早强矿渣水泥10吨。
权利要求
1.一种建筑上应用的早强矿渣水泥，其特征是以粒化高炉矿渣为主要组分，掺加5％－10％的硅酸盐水泥熟料和5％－10％的CC－9型高效激发剂，经混合，磨细制成的，品质标准达到(1)细度用80μm方孔筛筛余小于10％；(2)初凝不早于30min，终凝不迟于3h；(3)三氧化硫含量小于4％；(4)用沸煮法检验安定性合格；(5)3天龄期的抗压强度分别＞26.0MPa和31.0MPa，抗折强度分别＞5.0MPa和5.5MPa，28天龄期的抗压强度分别＞52.5MPa和62.5MPa，抗折强度分别＞7.0MPa和8.0MPa；标号分525、625两个标号的水硬性胶凝材料。
2.根据权利要求1所述的早强矿渣水泥的生产方法，其特征是(1)基本配方，以重量计粒化高炉矿渣80％－90％，硅酸盐水泥熟料5％－10％，CC－9型高效激发剂5％－10％，(2)生产方法为将粒化高炉矿渣、硅酸盐水泥熟料、CC－9型高效激发剂按配方比例分别计量后，混合均匀，输入球磨机磨细，再经均化、包装即为成品早强矿渣水泥。
全文摘要
本发明涉及一种建筑上应用的早强矿渣水泥及其生产方法。特征是以粒化高炉矿渣为主要组分，配以10％以下的水泥熟料和适量的CC-9型高效激发剂，磨细制成的水硬性胶凝材料。分525、625两个标号。具备凝结速度快、早期强度高、抗硫酸盐侵蚀能力强和水化热低等良好性能。并具有生产方法简单，成本低，节约能源和矿山资源等特点。
文档编号C04B7/00GK1121056SQ9411551
公开日1996年4月24日 申请日期1994年9月8日 优先权日1994年9月8日
发明者郑九河 申请人:郑九河