一种高强硫铝酸盐水泥及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高强硫铝酸盐水泥及其制备方法，其各组分按重量百分比计为：硫铝酸盐水泥熟料75~85%、硅灰5~10%、石膏5~15%、增强组分0.5~5%、缓凝剂0~1%。所述的硫铝酸盐水泥熟料矿物组成中硫铝酸钙含量大于60%。所述的硅灰中SiO2含量大于85%。所述的石膏采用二水石膏或天然硬石膏。所述的增强组分由碳酸锂、氢氧化钙和硫酸铝制成,其中，碳酸锂、氢氧化钙、硫酸铝分别占高强硫铝酸盐水泥的重量百分比为0.2~1%、0.3~2%、0~2%。所述的缓凝剂为工业硼砂或硼酸。通过本发明专利技术，能够有效地调节硫铝酸盐水泥的凝结时间，满足实际工程的施工要求；该硫铝酸盐水泥的早期、后期强度均显著提高，具有抗冻、抗渗、耐侵蚀等优点，扩大了硫铝酸盐水泥的应用范围。

A high strength sulphoaluminate cement and its preparation method

The invention relates to a high-strength sulphoaluminate cement and a preparation method thereof. The components are: sulphoaluminate cement clinker 75-85%, silica fume 5-10%, gypsum 5-15%, reinforcement 0.5-5% and retarder 0-1% by weight percentage. The content of calcium sulphoaluminate in the mineral composition of sulphoaluminate cement clinker is more than 60%. The content of SiO2 in silica fume is more than 85%. The gypsum is made of two water gypsum or natural anhydrite. The reinforcing component is made of lithium carbonate, calcium hydroxide and aluminum sulfate, in which lithium carbonate, calcium hydroxide and aluminum sulfate account for 0.2-1%, 0.3-2% and 0-2% of the weight of high strength sulphoaluminate cement respectively. The retarder is an industrial borax or boric acid. Through the invention, the setting time of sulphoaluminate cement can be effectively adjusted to meet the construction requirements of the actual project; the early and late strength of the sulphoaluminate cement are significantly improved, and has the advantages of freezing resistance, impermeability resistance, corrosion resistance, etc., thus expanding the application range of the sulphoaluminate cement.

【技术实现步骤摘要】
一种高强硫铝酸盐水泥及其制备方法
本专利技术涉及一种高强硫铝酸盐水泥及其制备方法，属于建筑材料领域。
技术介绍
硫铝酸盐水泥是以适当成分的石灰石、矾土、石膏为原料，经低温(1300～1350℃)煅烧而成的以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物组成的熟料，掺加适量石膏和混合材共同粉磨制成的水硬性胶凝材料。由于硫铝酸钙矿物水化活性高，早期能形成大量钙矾石(AFt)和铝胶(AH3)，因此，硫铝酸盐水泥具有快硬、早强、耐久性好等优良特性，广泛应用于冬季施工、预制构件、GRC制品、抗渗堵漏、抢修抢建、抗海水腐蚀工程以及道路快速修补工程等方面。但是硫铝酸盐水泥水化速度快，凝结时间很短，初凝时间仅为30分钟左右，给施工作业带来了很大困难。在一些对早期(小时)强度要求较高的快速修补工程中，硫铝酸盐水泥已经难以满足早强要求，在一定程度上也限制了硫铝酸盐水泥的推广应用。为了满足实际工程的施工要求，需要研发一种高强硫铝酸盐水泥获得较高的早期强度。国内外已有通过掺加早强剂提高硫铝酸盐水泥早期强度的研究，但会导致水泥后期强度降低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种高强硫铝酸盐水泥及其制备方法，使其获得较高的小时强度，并且保持后期强度不降低，从而促进硫铝酸盐水泥在工程技术上的推广应用。本专利技术的目的是这样实现的，一种高强硫铝酸盐水泥，其特征是，其各组分按重量百分比计为：硫铝酸盐水泥熟料75～85％、硅灰5～10％、石膏5～15％、增强组分0.5～5％、缓凝剂0～1％。所述的硫铝酸盐水泥熟料矿物组成中硫铝酸钙含量大于60％。所述的硅灰中SiO2含量大于85％。所述的石膏采用二水石膏或天然硬石膏。所述的增强组分由碳酸锂、氢氧化钙和硫酸铝制成,其中，碳酸锂、氢氧化钙、硫酸铝分别占高强硫铝酸盐水泥的重量百分比为0.2～1％、0.3～2％、0～2％。所述的缓凝剂为工业硼砂或硼酸。一种高强硫铝酸盐水泥的制备方法，其特征在于，首先准备原料，原料包括硫铝酸盐水泥熟料、硅灰、石膏、增强组分、缓凝剂，铝酸盐水泥熟料、硅灰、石膏、增强组分、缓凝剂各质量百分比分别为75～85％、5～10％、5～15％、0.5～5％、0～1％；然后将准备好的原料经球磨机混匀、粉磨至细度为比表面积不小于350m2/kg，得到硫铝酸盐水泥。本专利技术方生产制造容易、使用方便，通过本专利技术，本专利技术采用的技术方案是：一种高强硫铝酸盐水泥，其各组分按重量百分比计为：硫铝酸盐水泥熟料：75～85％；硅灰：5～10％；石膏：5～15％；增强组分：0.5～5％；缓凝剂：0～1％。按上述方案，所述的硫铝酸盐水泥熟料矿物组成中硫铝酸钙含量大于60％。所述的硅灰SiO2含量大于85％。所述的石膏采用二水石膏或天然硬石膏。所述的增强组分由0.2～1％碳酸锂、0.3～2％氢氧化钙和0～2％硫酸铝制成，即，碳酸锂、氢氧化钙、硫酸铝分别占高强硫铝酸盐水泥的重量百分比为0.2～1％、0.3～2％、0～2％。所述的缓凝剂为工业硼砂或硼酸。将硫铝酸盐水泥熟料、硅灰、石膏、增强组分按比例配制，经球磨机混匀、粉磨至细度为比表面积不小于350m2/kg，得到硫铝酸盐水泥。本专利技术的反应机理：硫铝酸盐水泥中硫铝酸钙矿物在石膏存在条件下，遇水后，迅速发生水化反应，生成大量钙矾石，提供水泥早期强度。增强组分中的碳酸锂、硫酸铝对钙矾石晶体的形成有促进作用，加速水泥早期水化，从而提高硫铝酸盐水泥的早期强度；硅灰中的活性二氧化硅，经增强组分中氢氧化钙的激发，发生火山灰反应，促进水泥结构变得更加密实，有利于水泥后期强度发展；硼砂或硼酸抑制针棒状钙矾石形成，可延缓水泥的凝结，同时硼砂、硼酸与碳酸锂复合有利于优化水泥浆体的孔结构，改善水泥浆体的和易性。通过增强组分、矿物掺合料和缓凝剂的协同作用，促进硫铝酸盐水泥水化早期生成大量钙矾石，使水泥获得较高的小时强度；促进水泥后期强度稳定增长，有效调控水泥凝结时间，扩大硫铝酸盐水泥的应用范围。本专利技术生产工艺简单，实施方便，成本低廉；能够有效地调节硫铝酸盐水泥的凝结时间，满足实际工程的施工要求；该硫铝酸盐水泥的早期、后期强度均显著提高，具有抗冻、抗渗、耐侵蚀等优点，扩大了硫铝酸盐水泥的应用范围。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1：一种高强硫铝酸盐水泥，各组分按重量百分比计为：硫铝酸盐水泥熟料：76％，硅灰：9％，二水石膏：10％，增强组分：4.5％，缓凝剂：0.5％；其中，所述的增强组分由1％碳酸锂、2％氢氧化钙和1.5％硫酸铝制成，即，碳酸锂、氢氧化钙、硫酸铝分别占高强硫铝酸盐水泥的重量百分比为1％、2％、1.5％。按照上述预定质量百分比称取各组分原料，混合均匀后共同粉磨至细度为比表面积360m2/kg，制成水泥成品。根据国标GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》、GB/T17671-1999《水泥强度检验方法》对水泥凝结时间、胶砂试件强度进行测试，经测定水泥初凝时间24min，终凝时间35min，3h强度16.7MPa，1d强度35.9MPa，3d强度45.2MPa，28d强度50.7MPa。实施例2：一种高强硫铝酸盐水泥，各组分按重量百分比计为：硫铝酸盐水泥熟料：80％，硅灰：5％，二水石膏：12％，增强组分：2.3％，缓凝剂：0.7％；其中，所述的增强组分由0.5％碳酸锂、1％氢氧化钙和0.8％硫酸铝制成，即，碳酸锂、氢氧化钙、硫酸铝分别占高强硫铝酸盐水泥的重量百分比为0.5％、1％、0.8％。按照上述预定质量百分比称取各组分原料，混合均匀后共同粉磨至细度为比表面积378m2/kg，制成水泥成品。根据国标GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》、GB/T17671-1999《水泥强度检验方法》对水泥凝结时间、胶砂试件强度进行测试，经测定水泥初凝时间32min，终凝时间43min，3h强度19.2MPa，1d强度39.4MPa，3d强度49.2MPa，28d强度55.3MPa。实施例3：一种高强硫铝酸盐水泥，各组分按重量百分比计为：硫铝酸盐水泥熟料：84％，硅灰：5％，二水石膏：7％，增强组分：3.2％，缓凝剂：0.8％；其中，所述的增强组分由1％碳酸锂、2％氢氧化钙和1.2％硫酸铝制成，即，碳酸锂、氢氧化钙、硫酸铝分别占高强硫铝酸盐水泥的重量百分比为1、2％、1.2％。按照上述预定质量百分比称取各组分原料，混合均匀后共同粉磨至细度为比表面积385m2/kg，制成水泥成品。根据国标GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》、GB/T17671-1999《水泥强度检验方法》对水泥凝结时间、胶砂试件强度进行测试，经测定水泥初凝时间40min，终凝时间54min，3h强度22.3MPa，1d强度41.5MPa，3d强度53.6MPa，28d强度60.8MPa。对比例为相同硫铝酸盐水泥熟料配制的42.5快硬硫铝酸盐水泥，根据国标GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》、GB/T17671-1999《水泥强度检验方法》对水泥凝结时间、胶砂试件强度进行测试，经测定水泥初凝时间15min，终凝时间24本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强硫铝酸盐水泥，其特征是，其各组分按重量百分比计为：硫铝酸盐水泥熟料75~85%、硅灰5~10%、石膏5~15%、增强组分0.5~5%、缓凝剂0~1%。

【技术特征摘要】
1.一种高强硫铝酸盐水泥，其特征是，其各组分按重量百分比计为：硫铝酸盐水泥熟料75~85%、硅灰5~10%、石膏5~15%、增强组分0.5~5%、缓凝剂0~1%。2.根据权利要求1所述的一种高强硫铝酸盐水泥，其特征在于，所述的硫铝酸盐水泥熟料矿物组成中硫铝酸钙含量大于60%。3.根据权利要求1所述的一种高强硫铝酸盐水泥，其特征在于，所述的硅灰中SiO2含量大于85%。4.根据权利要求1所述的一种高强硫铝酸盐水泥，其特征在于，所述的石膏采用二水石膏或天然硬石膏。5.根据权利要求1所述的一种高强硫铝酸盐水泥，其特征在于，所述的增强组分由碳酸锂、氢氧化钙和硫酸铝制...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈燕，张伟，陈玺，李雪飘，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32