一种水硬性胶凝材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种水硬性胶凝材料及其制备方法。所述制备方法包括配制原料；将配制后的原料粉磨、预热，在950℃～1200℃温度条件下煅烧，冷却，消化，干燥，粉磨后得到水硬性凝胶材料，其中，所述配制原料包括通过将品位相同或者品位不同的石灰石尾矿混合，控制氧化钙与氧化硅的质量比为0.85～6.90；所述水硬性胶凝材料包括，按质量百分比计，15％～78％的氢氧化钙以及不超过2％的三氧化硫。本发明专利技术制备方法能够合理利用石灰石尾矿，能够实现资源的最大化利用，胶凝材料具有较高的防水性，有很好的自我修复性，价格便宜，经济型好等优点。

A kind of hydraulic cementitious material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种水硬性胶凝材料及其制备方法
本专利技术属于建筑材料
，更具体地讲，涉及一种水硬性胶凝材料及其制备方法。
技术介绍
水硬性胶凝材料可以作为建筑材料，其主要特征不同于石灰和水泥。与石灰相比，水硬性胶凝材料具有凝结速度快，粘度好，附着力强，具有高耐水性，高机械强度；与水泥相比，可使墙壁透气，保持呼吸，有利于水蒸气的交换，并具有很好的抗冻性和耐碱性，柔韧性好，可加工性好，自修复能力强等特点。由于水硬性胶凝材料的硬化速率较慢，水化放热量较低，从而避免了快速固化引起的内应力，使其具有良好的韧性。在国外，水硬性胶凝材料可以用于替代水泥制备装饰砂浆，清水混凝土，并大量用于文物保护与古建筑修复上。国内引进水硬性胶凝材料主要应用于历史建筑的修缮加固等方面，可以消除硫酸盐对历史建筑的侵蚀。目前国内对以石灰石尾矿来生产水硬性胶凝材料的研究属于空白。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种合理利用资源的水硬性胶凝材料及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术的一方面提供了一种水硬性胶凝材料制备方法，所述制备方法可以包括以下步骤：配制原料；将配制后的原料粉磨、预热，在950℃～1200℃温度条件下煅烧，冷却，消化，干燥后得到水硬性凝胶材料，其中，所述配制原料包括将品位相同或者品位不同的石灰石尾矿破碎后混合，控制混合石灰石尾矿的氧化钙与氧化硅质量比为0.85～6.90，所述品位相同或者品位不同的石灰石尾矿的化学成分包括，按质量百分比计，31.8％～49％的氧化钙、7.1％～37.6％的氧化硅以及不超过4.5％的氧化铝。在本专利技术的水硬性胶凝材料制备方法的一个示例性实施例中，所述品位相同或者品位不同的石灰石尾矿在950℃加热0.5小时情况下的烧失量为25％～39％。在本专利技术的水硬性胶凝材料制备方法的一个示例性实施例中，所述煅烧的温度为950℃～1200℃，煅烧的升温速度可以为5℃/min～50℃/min，煅烧时间可以不超过1小时。在本专利技术的水硬性胶凝材料制备方法的一个示例性实施例中，所述消化可以包括测定煅烧冷却后产物中的游离氧化钙含量，在湿度为50％～90％的环境中循环消化，记录消化前后产物重量变化，当产物中的游离氧化钙消化率达到98％时，消化结束。在本专利技术的水硬性胶凝材料制备方法的一个示例性实施例中，所述预热温度可以为750℃～950℃，预热时间可以为0.5小时～1小时。在本专利技术的水硬性胶凝材料制备方法的一个示例性实施例中，所述水硬性胶凝材料在0.2mm筛余量可以不超过2％，0.09mm筛余量可以不超过15％。在本专利技术的水硬性胶凝材料制备方法的一个示例性实施例中，按质量百分比计，所述水硬性胶凝材料中的氢氧化钙含量为15％～78％，三氧化硫含量不超过2.0％。在本专利技术的水硬性胶凝材料制备方法的一个示例性实施例中，所述方法还包括控制所述混合石灰石尾矿的氧化钙与氧化硅质量比以制备抗压强度不同的水硬性胶凝材料，其中，控制氧化钙与氧化硅的质量比为0.85～1.04，制备得到的水硬性胶凝材料养护28天的抗压强度范围为5MPa～15MPa，水硬性胶凝材料中的氢氧化钙含量不低于15％；控制氧化钙与氧化硅的质量比大于1.04并小于1.27，制备得到的水硬性胶凝材料养护28天的抗压强度范围为3.5MPa～10MPa，水硬性胶凝材料中的氢氧化钙含量不低于25％；控制氧化钙与氧化硅的质量比为1.27～6.90，制备得到的水硬性胶凝材料养护28天的抗压强度范围为2.0MPa～7.0MPa，水硬性胶凝材料中的氢氧化钙含量不低于35％。本专利技术的另一方面提供了一种水硬性胶凝材料，所述水硬性胶凝材料由所述的水硬性胶凝材料制备方法所制备得到，所述水硬性胶凝材料可以包括，按质量百分比计，15％～78％的氢氧化钙以及不超过2.0％的三氧化硫，所述水硬性胶凝材料标准养护7天的抗压强度为0.9MPa～4.0MPa，标准养护28天的抗压强度为2.0MPa～15MPa。在本专利技术的水硬性胶凝材料的一个示例性实施例中，所述水硬性胶凝材料的0.2mm筛余量可以不超过2％，0.09mm筛余量可以不超过15％。与现有技术相比，本专利技术的水硬性胶凝材料制备方法能够合理利用石灰石尾矿，能够实现资源的最大化利用，工艺操作简单，适用于工业大规模生产；水硬性胶凝材料可以大量应用在文物保护，古建筑修复，历史建筑的修缮加固等方面，具有柔性和施工性好，粘性好并对墙体有很强的附着力，能使墙体透气保持呼吸有利于水蒸气的交换，具有较高的防水性，有很好的自我修复性，有很好的抗冻性，有很好的抗盐性，价格便宜，经济型好等优点。附图说明通过下面结合附图进行的描述，本专利技术的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：图1示出了本专利技术一个示例性实施例的水硬性胶凝材料制备方法的部分工序流程示意图。具体实施方式在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述根据本专利技术的一种水硬性胶凝材料及其制备方法。具体来讲，本专利技术的方法通过把同一矿区不同位置的石灰石尾矿或者不同矿区的石灰石尾矿进行混合配比，由于同一矿区不同位置的石灰石尾矿或者不同矿区的石灰石尾矿之间的成分含量存在一定差异，按照氧化钙和氧化硅规定的配比范围，将成分含量不同或者达到氧化钙和氧化硅规定配比的相同的石灰石尾矿进行混料，将混合后的石灰石尾矿作为原料，通过干燥，破碎，煅烧，消化等工艺步骤来制备胶凝材料，能够将石灰石尾矿进行合理利用，确保资源合理利用最大化。图1示出了一个示例性实施例的水硬性胶凝材料制备方法的部分工序流程示意图。本专利技术的一方面提供了一种水硬性胶凝材料制备方法，在本专利技术的水硬性胶凝材料制备方法的一个示例性实施例中，如图1所示，所述制备方法可以包括：步骤S01，配制原料。在本实施例中，以石灰石尾矿作为主要原料制备水硬性胶凝材料。同一矿山不同位置的石灰石尾矿或者不同矿山的石灰石尾矿可能存在品位上的差距，由于本专利技术的原料需要保证氧化钙和氧化硅的比值含量以及氧化铝含量满足一定的要求，对于某一些氧化钙和氧化硅比值含量达不到配比要求或者氧化铝含量达不到要求的石灰石尾矿，利用不同位置的石灰石尾矿的品位含量之间的差异，通过将不同品位的石灰石尾矿进行配料以满足氧化钙与氧化硅的比值范围以及氧化铝含量要求。对于化学成分含量原本就满足要求的石灰石尾矿，可以作为原料直接使用，并不需要进行配料。所述石灰石尾矿可以包括石灰石和硅质黏土。以上，氧化钙与氧化硅的质量比可以为0.85～6.90。对于不同的氧化钙与氧化硅的比值可以生产出抗压强度不同的水硬性胶凝材料。例如，对于控制氧化钙与氧化硅的比值大约在0.85～1.04时，可以制备得到的水硬性胶凝材料养护28天的抗压强度范围为(5MPa，15MPa)。对于控制氧化钙与氧化硅的比值大约在大于1.04并小于1.27时，可以制备得到的水硬性胶凝材料养护28天的抗压强度范围为(3.5MPa，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水硬性胶凝材料制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：/n配制原料；/n将配制后的原料粉磨、预热，在950℃～1200℃温度条件下煅烧，冷却，消化，干燥后得到水硬性凝胶材料，其中，/n所述配制原料包括将品位相同或者品位不同的石灰石尾矿破碎后混合，控制混合石灰石尾矿的氧化钙与氧化硅质量比为0.85～6.90，所述品位相同或者品位不同的石灰石尾矿的化学成分按质量百分比计包括，31.8％～49％的氧化钙、7.1％～37.6％的氧化硅以及不超过4.5％的氧化铝。/n

【技术特征摘要】
1.一种水硬性胶凝材料制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
配制原料；
将配制后的原料粉磨、预热，在950℃～1200℃温度条件下煅烧，冷却，消化，干燥后得到水硬性凝胶材料，其中，
所述配制原料包括将品位相同或者品位不同的石灰石尾矿破碎后混合，控制混合石灰石尾矿的氧化钙与氧化硅质量比为0.85～6.90，所述品位相同或者品位不同的石灰石尾矿的化学成分按质量百分比计包括，31.8％～49％的氧化钙、7.1％～37.6％的氧化硅以及不超过4.5％的氧化铝。


2.根据权利要求1所述的水硬性胶凝材料制备方法，其特征在于，所述品位相同或者品位不同的石灰石尾矿在950℃加热0.5小时情况下的烧失量为25％～39％。


3.根据权利要求1所述的水硬性胶凝材料制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为950℃～1200℃，煅烧的升温速度为5℃/min～50℃/min，煅烧时间不超过1小时。


4.根据权利要求1所述的水硬性胶凝材料制备方法，其特征在于，所述消化包括测定煅烧冷却后产物中的游离氧化钙含量，在湿度为50％～90％的环境中循环消化，记录消化前后产物重量变化，当产物中的游离氧化钙消化率达到98％时，消化结束。


5.根据权利要求1所述的水硬性胶凝材料制备方法，其特征在于，所述预热温度为750℃～950℃，预热时间为0.5小时～1小时。


6.根据权利要求1所述的水硬性胶凝材料制备方法，其特征在于，所述水硬性胶凝材料在0.2mm筛余量不超过2％，0.09mm筛余量不超...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢忠远，李军，罗凯，牛云辉，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51