具有高效胶凝性水泥的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种具有高效胶凝性水泥的制备方法。
【背景技术】
[0002] 伴随我国经济持续快速增长与城镇化进程加速发展，大规模的基础工程和基础设 施建设消耗了大量的水泥、混凝土等建筑材料。混凝土在使用过程中，随着水泥水化的进行 以及自由水不断蒸发，仍会存在一部分未水化水泥颗粒，又因为在施工过程中，为保证其施 工性要求，需加入减水剂，这使得混凝土的水灰比大大降低，水泥水化程度更小。在低水胶 比情况下，有大约25%以上未水化的水泥颗粒，这部分未水化的水泥颗粒和集料一样，仅仅 作为混凝土的填充料而存在，并未起到胶凝作用，不仅浪费了水泥对混凝土强度的贡献，同 时也浪费了生产水泥时所需的自然资源与生产能耗。因此需要研发一种混凝土专用的具有 高效胶凝性的水泥制备方法，来提高水泥的胶凝效率，同时在保证混凝土力学性能不降低 的情况下，减少水泥用量，达到绿色节能的效果。
[0003] 高效胶凝水泥，指具有较小的颗粒级配特征、颗粒自分散性和表面ζ电位可调 的高效胶凝性能的水泥，其高效胶凝性指的是用于混凝土领域中。通过粉磨可以降低水 泥颗粒尺寸，调整颗粒级配。目前，国内外已有大量研宄，通过在水泥熟料粉磨中加入助 磨剂，从而得到颗粒更细的水泥，如专利一种节能水泥助磨剂母液及其制备方法和应用 (CN103539377A)公开了一种节能水泥助磨剂母液，将甲醇或乙醇、尿素、烯醇类化合物、分 子筛催化剂混合加入到反应釜中进行缩合反应，然后降温过滤，减压蒸馏即得到助磨剂母 液。使用后，水泥强度明显提高，明显改善了水泥产品的细度，改善了助磨效果，显著降低了 能源能耗，提高了产品质量，有效降低了水泥生产成本。但这种方法目的在降低颗粒粒径， 并未考虑水泥颗粒在混凝土中的级配分布，同时不能显著降低水泥用量，并且水泥颗粒不 能过细，水泥过细会导致在加水搅拌中很快就水化，对混凝土强度作用很小，且影响水泥与 外加剂的适应性，易影响水泥性能而导致混凝土开裂，严重影响混凝土的耐久性。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术而提出一种具有高效胶凝性 水泥的制备方法，其能降低混凝土中水泥的颗粒粒径，优化粒径分布，改善水泥胶凝效率， 提高混凝土的早期强度，同时可减少水泥用量。
[0005] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：具有高效胶凝性水泥的制备方 法，包括有以下步骤：按照组分普通硅酸盐水泥74%~89%，微研磨介质10%~25%，表面 改性剂1 %~2%取料；将普通硅酸盐水泥与微研磨介质混合均匀后投入到球磨机中研磨 15~20min，在研磨过程中，将表面改性剂经气相沉积方式均匀分散至其中，制得高效胶凝 性水泥。
[0006] 按上述方案，所述的微研磨介质为非活性固体颗粒粉末，其中含有质量百分比为 85-95%的SiO2，莫氏硬度不小于7. 0,粒径范围为0. 15mm~I. 5mmD
[0007] 按上述方案，所述的表面改性剂由下列组分按质量百分比配制而成：水80%，助 磨组分10%和水化调节组分10%。
[0008] 按上述方案，所述的助磨组分其组分及其含量按质量百分比计为三异丙醇胺 20 %~30 %，乙二醇40 % -50 %，三乙醇胺20 %~40 % ;所述的水化调节组分其组分及其 含量按质量百分比计为糖蜜70% -80%，聚羧酸减水剂20% -30%。
[0009] 本发明采用水泥后制备技术，在不改变传统水泥生产工艺的前提下，对现有水泥 进行粉磨，得到颗粒级配更小的水泥，同时对其表面改性，防止其掺入混凝土后因颗粒过细 水化太快而影响混凝土耐久性，从而制得高效胶凝水泥。将少量高效胶凝水泥配合其他辅 助性胶凝材料掺入到混凝土中，取代混凝土中那25%左右不能水化的水泥，从而降低水泥 用量。高效胶凝水泥加入到混凝土中，由于改性不会马上水化，同时由于其良好的分散性能 与其他普通硅酸盐水泥均匀混合，优化整体水泥的颗粒级配，提高水泥的密实度，从而提高 水泥胶凝效率，提高混凝土强度。
[0010] 本发明所得的高效胶凝水泥，其比表面积大于400m2/kg，D50小于10 μπι，水泥标准 稠度用水量为21%~24%，等重量下，经改性后的高效胶凝水泥对强度的贡献作用较普通 水泥提尚了 100%以上。
[0011] 使用时，将本发明所研制的高效胶凝水泥按一定掺量加入到混凝土中，和普通硅 酸盐水泥、掺合料、外加剂等同时投入混凝土拌和机中按正常的混凝土搅拌工艺搅拌即可。
[0012] 本发明的优点在于：（1)采用固体颗粒微研磨介质，对水泥进行颗粒整形与精修、 级配调控与优化，在低能耗条件下，显著减小水泥的颗粒粒径，防止颗粒团聚，提高水泥的 胶凝活性；（2)采用表面改性剂，能改善水泥颗粒表面的电荷平衡，促进水泥颗粒间相互排 斥，克服吸引力，防止水泥颗粒聚集，使其保持高度均匀分散状态，进一步提高助磨效果。同 时能调节水泥水化速率，防止由于高效胶凝水泥粒径小而水化太快，在加水搅拌过程中就 水化完全，影响混凝土耐久性。（3)采用气相沉积方式将表面改性剂均匀分散到水泥表面进 行预混，使表面改性剂与水泥充分均匀接触，提高其改性效率。（4)采用少量高效胶凝水泥 取代混凝土中那一部分未水化的普通硅酸盐水泥的方法，高效胶凝水泥的加入，调整了水 泥组成中的粒度分布，提高了胶凝材料的填充率，从而提高了水泥的胶凝性能，而这部分未 水化水泥的填充作用则由其他辅助性胶凝材料代替，这使得混凝土配比得到优化，水泥用 量得到大大减少。
【具体实施方式】
[0013] 以下结合具体实例对本发明做进一步说明。
[0014] 实施例1
[0015] 以制备IOkg高效胶凝水泥为例，称取各原料：普通娃酸盐水泥7. 5kg，微研磨介质 2. 35kg，混合均勾后用球磨机研磨15min。称取助磨组分15g，水化调节组分15g，溶于120g 水中，装入气相沉积装置，在球磨过程中，分散到普通硅酸盐水泥和微研磨介质混合物的表