早强型低热硅酸盐水泥及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种水泥，特别是涉及一种早强型低热硅酸盐水泥及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 水电工程、海洋工程、道路工程等一般都是大体积混凝土工程，对抗裂性提出较高 要求。低热水泥具有较低的水化放热量，可降低混凝土内部的温升，进而一定程度上预防混 凝土凝结硬化过程中的温降收缩开裂。我国在低热硅酸盐水泥方面进行了大量的研究和开 发工作，取得了显著成效。在"九五"和"十五"期间，中国建筑材料科学研究总院等单位成 功研制了低热硅酸盐水泥（高贝利特水泥），并与三峡集团等单位合作，开展应用技术的研 究，在三峡、溪洛渡等国家重点水电工程中成功应用，使我国在低热硅酸盐水泥的研发方面 处于世界领先水平。但目前国内外工程实际应用的低热硅酸盐水泥水泥早期强度都较低，3 天抗压强度小于16MPa，难以达到工程对于水泥强度性能的要求，从而影响混凝土工程的拆 模周期及工程进度，制约了低热硅酸盐水泥的实际工程应用。
【发明内容】
[0003] 本发明的主要目的在于，提供一种早强型低热硅酸盐水泥及其制备方法，所要解 决的技术问题是使其具有较高的早期和后期强度，能有效缩短混凝土工程拆模周期，从而 更加适于实用。
[0004] 本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提 出的一种早强型低热硅酸盐水泥，包括水泥熟料与石膏，所述的水泥熟料与石膏的重量比 为：96. 5 :3. 5-94. 5 :5. 5 ;所述的水泥熟料中铜含量为（按质量分数计）0. 05% -0. 20%。
[0005] 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0006] 优选的，前述的早强型低热硅酸盐水泥，其中所述的水泥熟料是通过对生料的研 磨和煅烧得到的，所述的生料按重量百分含量计包括：其中，钙质原料：77. 51% -78. 39%， 选自石灰石、方解石、石灰岩中的一种或一种以上的组合；硅质原料：10.71% -12.41%， 选自娃石、页岩、砂岩中的一种或一种以上的组合；铁质原料：4. 08 % -4. 14 %，为铁矿 尾矿和/或铁粉；铝质原料：4. 08% -4. 14%，为铝尾矿石和/或铝矾土；铜质原料： 0. 93% -3. 77%，选自铜矿渣、硫酸铜、铜粉中的一种或一种以上的组合。
[0007] 优选的，前述的早强型低热硅酸盐水泥，其中所述的石膏选自天然石膏和/或脱 硫石膏。
[0008] 优选的，前述的早强型低热硅酸盐水泥，其中所述的钙质原料为石灰石，所述硅质 原料为硅石，所述铁质原料为铁矿尾矿，所述铝质原料为铝尾矿石，所述铜质原料为铜矿 渣；所述石膏为天然石膏。
[0009] 本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出 的早强型低热硅酸盐水泥的制备方法包括：
[0010] 1)称取钙质原料，硅质原料，铁质原料，铝质原料，铜质原料共同进行粉磨，得到水 泥生料；
[0011] 2)将水泥生料在1350°C~1500°C煅烧30min~90min，得到水泥熟料，所述的水 泥熟料中铜含量为（按质量分数计）〇. 05%~0. 20% ;
[0012] 3)对水泥熟料进行冷却；
[0013] 4)将冷却后的水泥熟料与石膏共同粉磨，得到早强型低热硅酸盐水泥。
[0014] 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0015] 优选的，前述的早强型低热硅酸盐水泥，其中所述的生料按重量百分含量计，包 括：钙质原料：77. 51% -78. 39%，选自石灰石、方解石、石灰岩中的一种或一种以上的组 合；娃质原料：10. 71% -12. 41%，选自娃石、页岩、砂岩中的一种或一种以上的组合；铁质 原料：4. 08% -4. 14%，为铁矿尾矿和/或铁粉；铝质原料：4. 08% -4. 14%，为铝尾矿石和/ 或铝矾土；铜质原料：0. 93% -3. 77%，选自铜矿渣、硫酸铜、铜粉中的一种或一种以上的组 合。
[0016] 优选的，前述的早强型低热硅酸盐水泥，其中所述的步骤2)中的煅烧温度为 1400°C~1450°C，煅烧时间为30min~60min。
[0017] 借由上述技术方案，本发明早强型低热硅酸盐水泥至少具有下列优点：
[0018] (1)按照GB/T17671-1999的试验方法，本发明的早强型低热硅酸盐水泥的3天 抗压强度为17. 4MPa~20. 6MPa，7天抗压强度为28. 2MPa~31. 4MPa，28天抗压强度为 50. 8MPa~58. 7MPa，具有较高的早期和后期强度，能有效缩短混凝土工程拆模周期。
[0019] (2)按照GB/T12959-2008的试验方法，本发明的早强型低热硅酸盐水泥的3天水 化热为209kJ/kg~221kJ/kg，7天水化热为241kJ/kg~249kJ/kg，具有较低的水化热，有 助于提高低热硅酸盐水泥混凝土工程的耐久性和长期服役寿命。
[0020] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
【具体实施方式】
[0021] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结 合较佳实施例，对依据本发明提出的早强型低热硅酸盐水泥及其制备方法其具体实施方 式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的"一实施例"或"实施例"指 的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适 形式组合。
[0022] 本发明的实施例提出一种早强型低热硅酸盐水泥，包括水泥熟料与石膏，水泥熟 料与石霄的重量比为：96. 5 :3. 5-94. 5 :5. 5 ;所述的水泥熟料中铜含量为（按质量分数 计）0. 05%~0. 20%。所述的水泥熟料是通过对生料的研磨和煅烧得到的，所述的生料 按重量百分含量计，包括：钙质原料：77. 51% -78. 39%，选自石灰石、方解石、石灰岩中的 一种或一种以上的组合，优选所述的1丐质原料为石灰石；娃质原料：1〇. 71% -12. 41%，选 自娃石、页岩、砂岩中的一种或一种以上的组合，优选所述的娃质原料为娃石；铁质原料： 4.08% -4. 14%，为铁矿尾矿和/或铁粉，优选所述的铁质原料为铁矿尾矿；铝质原料： 4. 08% -4. 14%，为铝尾矿石和/或铝矾土，优选所述的铝质原料为铝尾矿石；铜质原料： 0.93% -3. 77%，选自铜矿渣、硫酸铜、铜粉中的一种或一种以上的组合，优选所述的铜质 原料为铜矿渣。所述的石膏，为天然石膏和/或脱硫石膏，优选所述的石膏为天然石膏。 上述实施例所述水泥的3天抗压强度为17. 4MPa~20. 6MPa，7天抗压强度为28. 2MPa~ 31. 4MPa，28天抗压强度为50. 8MPa~58. 7MPa;3天水化热为209kJ/kg~221kJ/kg，7天水 化热为241kJ/kg~249kJ/kg。上述实例中，所述水泥生料各原料的化学成分如表1所示： [0023]表1各原料的化学成分（质