高硫酸盐矿渣水泥及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种通过高炉水淬炉渣和煤灰的复合将化学组成改质为高氧化铝相，另外通过调节石膏和碱激发剂的添加量而改进的高硫酸盐炉渣水泥、早强炉渣灰水泥，及其制造方法。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过高炉水淬炉渣和煤灰的复合将化学组成改质成高氧化铝相、另外通过增减要添加的石膏和碱激发剂而改良的高硫酸盐炉渣水泥、早强炉渣灰水泥，及其制造方法。 在现有
中有利用高炉渣的潜在水硬性和煤灰的Bora-zon反应，使用石膏和碱激发剂，或者混合使用波特兰水泥的高硫酸盐炉渣水泥、高炉水泥和飞灰水泥。以往的高硫酸盐水泥、水和热水、具有优异的耐硫酸性的反面，存在凝结硬化时间长、初期强度小、硬化体表面产生劣化的缺点。因此，本专利技术人如特公昭60—50738号公报中所示，通过使用有机添加剂，消除了上述缺点推进了国内外项目的实用化进程。但是，随着原料的高炉渣的变化，作为对其物性产生很大影响的因素，存在以下问题。(1)现有的制铁高炉作业过程是根据各事业所的原料情况、作业条件而变化，在我国高炉作业的熔剂成份，与过去相比由于较低地控制了氧化铝、钙、高炉炉渣的组成成分变化，氧化铝、钙减少，相反氧化镁增加，主要成份一般为CaO38—40％、Al2O312—14％以下、MgO5—5.5％、SiO231—36％左右，与控制高硫酸盐炉渣水泥强度的钙钒石的生成相关联的炉渣成份中的Al2O3、CaO的含有率，现实中理论值下降。另外，本说明书中的％均为重量％。又，从引起真正的硫酸盐反应的高硫酸盐炉渣水泥的强度发现性及凝结性状来看，要达到目标强度及其安定性，存在一个必要不可缺的成分范围。另外，得到高强度及安定性的成分，在3成分系中，CaO50％、SiO230％、Al2O320％附近，被认为存在得到最高强度的领域，CaO及Al2O3的减少，导致硬化热量的减少，引起硬化体的劣化，成为给一定的制品品质管理带来了障碍的原因。(2)从限定的配合范围稍微地增减添加的碱激发剂，强度发现性显著地变化，只有在限定的领域内才能得到必要的强度。因此，碱激发剂的添加伴随强度等高线的宽度极小，制造时及储藏时的品质管理困难。作为添加的碱激发剂，例如在使用波特兰水泥，及其灰渣的情况下，最佳混合量为2—3％，超过了这个范围，随着量的增大，强度发现性变得不安定，发现性明显劣化。(3)有关高硫酸盐炉渣水泥的硬化体在空气中固化以及在暴露面，由于空气中的二氧化碳通过表面浸透扩散，造成中性化的行进快，表面劣化及长期材龄的弯曲强度呈明显低下倾向，碳酸盐化对策困难。(4)前述的硬化体冻结融化的耐久性差，作为其对策使空气以泡沫状存在于混凝土中，但在硬化体安定领域里导入气体，会招致比例性强度低下，因此，不利在容易冻结、融解的寒冷地区作为构造用的结构材料使用。(5)记述的硬化体有钢筋的情况时，因钢材有易腐蚀的倾向，覆盖层必需要厚。上述(1)—(5)是高硫酸盐炉渣水泥本质性的问题点。至今公知的高硫酸盐炉渣水泥中，满足适合上述的制造方法所不可缺的成分范围的高炉炉渣不易得到，因此硬化体也有劣化、脆化的倾向。本专利技术的目的是，从过去以来针对实用性以国内外各项目的结果所得数据为基础，反复进行深刻地检讨，提出廉价的高硫酸盐炉渣水泥、早强炉渣煤灰水泥以及其制造方法，并解决上述(1)—(5)的问题点。也就是说，由制铁作业排出的副产品高炉水淬炉渣的化学成分中，即使CaO、Al2O3、SiO2、MgO主要四成分的理论值不安定，上述水淬炉渣作为原料，能用作生产水泥的主原料，可得到理想的高硫酸盐炉渣水泥、早强炉渣煤灰水泥，特别是具有潜在水硬性的高炉水淬炉渣和从火力发电厂排出的副产品煤灰的的混合，使其化学性组成为高氧化铝型，改良不可缺的构成成分，扩大碱激发剂的配合范围，通过它们间的相互作用，使生成形态变化，各性状的改善及高强度的发现可能，具有实用性的高硫酸盐炉渣水泥及早强炉渣煤灰水泥没有烧成的必要，且水淬炉渣、煤灰价格低廉，预计可达到低廉的价格，实现了本专利技术。根据本专利技术的一个实施方案，第一种高硫酸盐炉渣水泥及早强炉渣煤灰水泥在构成成分中含有SiO231.00—36.00％、Al2O312.30—14.47％、Fe2O30.03—0.26％、CaO28.30—42.42％、SO30.88—1.03％、MgO5.20—5.49％、MnO0.16—0.48％、TiO20.46—0.82％，CaO/SO2比为1.6—1.36的高炉水淬炉渣40—80％、从火力发电厂排出的副产品煤灰3—20％、石膏4—35％、波特兰水泥或熟料2—40％，合计为100％，并在其中另外加入少量的添加剂硫酸钠、硫酸铝、碳酸钠、铝酸苏打、柠檬酸钠等中的至少一种以上，为混合细粉末。根据本专利技术第二实施方案，提供了一种高硫酸盐炉渣、早强炉渣煤灰水泥，其煤灰，在构成成分中含有SiO234.18—55.06％、Al2O317.81—30.59％、Fe2O34.44—14.83％、CaO 0.66—14.7％、MgO 0.19—2.75％、SO30.35—10.05％、R2O 1.66—4.80％，石膏为在构成成分中含有化含水＋自由水0.04—0.23％、SiO2＋不溶成份2.00—3.00％、Al2O3＋Fe2O32.00—2.30％、CaO40.00—42.00％、MgO0.11—2.00％、SO350.00—55.50％的II型无水石膏、及构成成分中含有化合水20.92—21.12％、SiO2＋不溶成份0.20—3.66％、Al2O3＋Fe2O30.11—2.03％、CaO23.42—35.25％、MgO0.20—0.37％、SO332.82—46.59％的二水石膏等。波特兰水泥或熟料含有的构成成分中，烧失量0.3—0.8％、不溶成分0.01—0.10％、SiO220.00—23.00％、Al2O34.90—6.00％、Fe2O32.00—4.00％、CaO62.00—66.00％、MgO1.00—3.00％、SO31.00—2.50％、Na2O 0.30—0.50％、K2O0.30—0.60％。本专利技术的第3种实施方案提供了一种高硫酸盐炉渣、早强炉渣煤灰水泥的制造方法，水泥构成成分中含有SiO231.00—36.00％、Al2O312.30—14.47％、Fe2O30.03—0.26％、CaO28.30—42.4％、MgO5.20—5.49％，SO30.88—1.03％、MnO0.16—0.48％、TiO20.46—0.82％、CaO/SiO2比为1.6—1.36的高炉水淬炉渣40—80％(优选为50—60％)和含有SiO234.18—55.06％、Al2O317.81—30.59％、Fe2O34.44—14.83％、CaO0.06—14.7％、MgO0.19—2.75％、SO30.35—10.05％、R2O1.66—4.80％的从火力发电厂排出的副产品煤灰3—20％(优选为4—14％)和含有化合水＋自由水0.04—0.23％、SiO2＋不溶成份2.00—3.00％、Al2O3＋Fe2O32.00—2.30％、CaO40.00—42.00％、MgO0.11—2.00％、SO350.00—55.50％的II型无水石膏、及含有化合水20.92—21.12％、SiO2＋不溶成份0.20—3.66％、Al2O3＋Fe2O30.11—2.03％、SO332.82—46.59％的二水石膏等一种或多种石膏4—35％和含有烧失量0.3—0本文档来自技高网...

【技术保护点】
高硫酸盐炉渣水泥、早强炉渣煤灰水泥，其特征在于，所说的水泥为混合微粉末，含有ＳｉＯ↓［２］３１．００－３６．００％、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］１２．３０－１４．４７％、Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］０．０３－０．２６％、ＣａＯ２８．３０－４２．４２％、ＳＯ↓［３］０．８８－１．０３％、ＭｇＯ５．２０－５．４９％、ＭｎＯ０．１６－０．４８％、ＴｉＯ↓［２］０．４６－０．８２％作为构成成分、并且ＣａＯ／ＳｉＯ↓［２］比为１．６－１．３６的高炉水淬炉渣４０－８０％、火力发电所排出的副产品煤灰３－２０％、石膏４－３５％、波特兰水泥或熟料２－４０％，合计１００％，并在其中另外加入少量的添加剂硫酸钠、硫酸铝、碳酸钠、铝酸苏打、柠檬酸钠等中的至少一种。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：益田义高，
申请(专利权)人：益田义高，三浦岩，
类型：发明
国别省市：JP[日本]