一种耐酸性水泥及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种耐酸性水泥及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济、城市化进程快速发展，城市污水的排放量急剧上升，其占有废水百 分率为50%以上，产生的排放量达到300亿吨。而水泥制品结构物受到环境腐蚀的危害也 越来越大，各国在修复和防护中均投入了大量的财力、物力。因此，城市污水对排水管道腐 蚀已然成为市政工程中一个较为突出的问题。
[0003] 为了解决水泥制品结构物的防腐蚀问题，国内外学者针对钢筋、碳酸、硫酸盐等腐 蚀进行了大量研究。一致认为，水泥制品结构物是经过一个很复杂的物理的、物理化学的过 程得到，其腐蚀原因是由多种原因综合交替进行的。根据不同腐蚀原理，混凝土的腐蚀可分 为溶解型和结晶膨胀型两大类。同样的，对于污水对水泥构筑物的腐蚀也是一个及其复杂 的物理化学过程，一方面污水中含有大量的无机物、有机物及极易于微生物生长的营养物 质；另一方面，温度、湿度、液体流速、干湿交替及时间等环境变量的作用，这些均会造成严 重的破坏。在解决水泥制品腐蚀的问题过程中，存在的现有技术如新型耐酸水泥及其应用， 《化工建设工程》，第26卷第6期，该文献公开的水泥通过硅酸钠、氟硅酸钠反应后生成硅 酸凝胶，再通过缩合过程形成结构稳定的聚合体，从而实现耐酸碱的目的。但硅酸钠的价格 昂贵，实际工程中，应用很少。
[0004] 又如国家知识产权局于2009年10月14日公开的公开号为CN101555105,名称为 "一种抗腐蚀、不收缩的固井水泥及其制备方法"的发明专利，该专利公开的抗腐蚀、不收缩 的固井水泥，由60~90份的熟料、1~4份的膨胀剂与10~30份的粒化高炉矿渣制成的； 所述熟料按照质量份数由50~60份的硅酸三钙、16~20份的硅酸二钙、9~12份的铁铝 酸四钙与4~10份的石膏组成。
[0005] 该专利的水泥针对一般的井下水具有一定的抗腐蚀性以及抗渗能力，但其抗污水 腐蚀能力不够强，不能满足城市污水对排水管道的要求。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的之一在于提供一种新的耐酸性水泥，通过选择稳定性好的钛矿渣作 为骨料，并通过选用特定比例的普通硅酸盐水泥熟料、高岭土、石膏、消石灰、碱激发剂，实 现降低水化后的产物PH值，使其降至12以下，改变水化产物的构成，以及提高水泥机体密 度的目的，从而提高水泥的耐酸性腐蚀的能力。
[0007] 为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下： 一种耐酸性水泥，其特征在于：包括以下按重量份计的原料：水泥熟料10~40份，钛 矿渣20~40份，高岭土 5~30份，石膏2~5份，消石灰2~8份，碱性激发剂2~4份。
[0008] 为了更好地实现本发明，所述水泥熟料为P042. 5水泥熟料。
[0009] 所述钛矿渣中TiO2的含量> 20%，比表面积> 400m2/kg。
[0010] 所述高岭土为白色高岭土，其中细度< 2 μπι的粉料占90%以上，其活性更高。
[0011] 进一步地，所述高岭土为在600~800 °C下煅烧2~4h后获得的烧制高岭土，其密 度为2. 54~2. 60 g/cm3;所述烧制高岭土中SiO 2的含量> 42. 4%，Al 203的含量> 36%。
[0012] 所述石膏为硬石膏、二水石膏中的至少一种。
[0013] 所述消石灰中CaO含量> 73%，以保证石灰的纯度，使其充分与高岭土反应。
[0014] 所述碱性激发剂为NaOH、水玻璃、Na2SO4中的一种。
[0015] 本发明的另一个目的是提供本发明所述的耐酸性水泥的制备方法，其特征在于： 所述方法具体为：将按重量份称取的水泥熟料、钛矿渣、高岭土、石膏、消石灰、碱性激发剂 后，混合研磨即可；所述研磨至终点时，粉料粒径为80 μ m方孔筛的筛余量< 8%，以保证使 用时，胶凝材料充分反应。
[0016] 本发明的有益效果： (1)水泥的碱度极高，易受腐蚀；本发明通过特定的原料以及原料的配比组合设计，其 中钛矿渣：一是钛矿渣中具有潜在活性的富钙相、富硅相，被石膏、石灰和碱激发剂所释放 出来的硫酸根尚子、氢氧根尚子充分激发，参与水化反应，生成大量C-S-H凝胶，大大地减 少Ca(OH) 2生成量，降低水泥基体的PH值，有效的减小了水泥基体的水溶解和酸碱中和反 应导致的腐蚀；二是在钛矿渣中含40~50%的钙钛矿，其具有极好地稳定性，很难被酸性物 质所侵蚀；从而使本发明的水泥具有有效缓解酸溶液等腐蚀性物质对建筑腐蚀，大大延长 工程寿命的有益效果。
[0017] 另外，本发明的耐酸性水泥制备成本低，在生产过程中，二氧化碳和氮化合物的排 放量少，以及充分利用钛矿渣，缓解其带来的土地紧缺的问题均给社会带来了极大的效益。
[0018] (2)本发明的水泥熟料为P042. 5水泥熟料，该水泥熟料特定比例的高活性钙质、 硅质才材料，保证前期抗压强度要求的同时，又能减少熟料使用量，有利于水泥行业的节能 环保，从而有效降低成本，提高企业经济效益。
[0019] (3)本发明的矿渣中TiO2的含量> 20%，比表面积> 400m 2/kg根据国家标准掺入 水泥矿渣比表面积需大于350 m2/kg，相比较而言，采用比表面积大于400m2/kg的矿渣不仅 有利于矿渣的活化性能，还能增加水泥制品的致密度。
[0020] (4)本发明的高岭土为在600~800°C下煅烧2~4h后获得的烧制高岭土，其密 度为2. 54~2. 60 g/cm3;所述烧制高岭土中SiO 2的含量> 42. 4%，Al 203的> 36%，该烧制 高岭土活性最好，在保证了优质的抗腐蚀性能的同时，有效的增加水泥的早期强度。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0022] 实施例1 一种耐酸性水泥，包括以下按重量份计的原料：水泥熟料10份、矿渣40份、烧制高岭土 30份、石膏5份、消石灰5份、碱激发剂4份。
[0023] 将按上述重量份称取的各原料，充分混合后，进行研磨，研磨后的粉料粒径为 80 μ m方孔筛的筛余量< 8%，然后将本实施例的粉料按水灰比为0. 4,混合搅拌后制成40 mm *40 mm *160mm砂浆试件，检索数据见表1。
[0024] 实施例2 一种耐酸性水泥，包括以下按重量份计的原料：水泥熟料20份、矿渣40份、烧制高岭土 30份、石膏5份、消石灰4份、碱激发剂3份。
[0025] 本实施例中，水泥熟料为P042. 5 ;钛矿渣的比表面积> 400m2/kg ;高岭土为白色， 高岭土中细度< 2 μπι的粉料占90%以上。
[0026] 将按上述重量份称取的各原料，充分混合后，进行研磨，研磨后的粉料粒径为 80 μ m方孔筛的筛余量< 8