一种用于海洋工程的自密实胶凝材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于海洋工程的自密实胶凝材料，属于硅酸盐水泥技术领域。该海工自密实胶凝材料由水泥熟料、磨细矿渣粉、改性石英尾砂、石膏制成。经检测证明，用改性石英尾砂代替粉煤灰生产的自密实胶凝材料各项性能指标均符合标准要求，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于海洋工程的自密实胶凝材料及制备方法
本专利技术涉及硅酸盐水泥
，特别是涉及一种用于海洋工程的自密实胶凝材料及制备方法。
技术介绍
我国是海洋大国，海岸线长，海洋工程多，开发潜力巨大，海洋资源开发已成为我国发展的重要方向。目前，海洋工程中普遍采用的是硅酸盐水泥混凝土或硅酸盐水泥混凝土外加环氧树脂涂层。然而，这两种材料都不能长期抵抗海水侵蚀。硅酸盐水泥混凝土经3～4年必须修补，其表面涂环氧树脂后也只能维持7～8年。许多海洋工程须在海潮涨落的间隙期完成，要求水泥性能除抗海水腐蚀外，还须快硬高强。通用的硅酸盐水泥也不能满足这种性能要求。开发既能抗海水腐蚀又能快硬高强的海洋水泥是海洋工程发展的迫切需要。《海工硅酸盐水泥》标准中明确提出使用熟料、天然石膏、矿粉、粉煤灰和硅灰来制备海工硅酸盐水泥。众所周知，矿粉主要来源于钢铁厂，粉煤灰主要来自燃煤电厂，硅灰主要来源于冶金工业，这些原材料主要集中在我国北方。对于多数水泥企业特别是南方水泥企业来说，同时获得上述原材料难度太大或者成本太高，水泥制造成本太高就会间接大大增加工程造价，这与现实工程低价中标相冲突，导致水泥企业在生产海工水泥时望而却步。粉煤灰作为海工水泥生产必须原材料之一，其质量波动非常大。目前市面上的粉煤灰多数是以次充好，以假乱真，而水泥企业并没有好的手段来评判粉煤灰的优劣，导致用粉煤灰生产的海工水泥质量波动太大，甚至会生产出无法满足国家标准要求的海工水泥产品，这会给企业带来无法估量的损失。因此，目前迫切需要找到更多的原材料特别是替代粉煤灰的原材料来制备满足性能要求的海工自密实胶凝材料，降低海工硅酸盐水泥的生产成本，满足国家发展需求。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种用改性石英尾砂代替粉煤灰生产出合格的海工自密实胶凝材料的方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：所述海工自密实胶凝材料配方按重量的百分比如下：水泥熟料30-40％；磨细矿渣粉35-40％；改性石英尾砂25-30％；石膏5-9％；所述水泥熟料，其强度标号大于525；水泥熟料中铝酸三钙大于水泥熟料质量的6.0％，水泥熟料中氧化镁不超过水泥熟料质量的5.0％。所述磨细矿渣粉，其密度不小于3.0克/立方厘米；细度比表面积不小于450M2/Kg；活性指数10天不小于75％，30天不小于95％；含水量不大于磨细矿渣粉质量的1％。所述改性石英尾砂是经过硝酸铁改性，焙烧、研磨、过筛制成的。所述石膏，其SO3含量为石膏质量的26-31％。所述用于海洋工程的自密实胶凝材料的制备方法：将改性石英尾砂和磨细矿渣粉加入搅拌机搅拌2-3分钟进行分散均匀，然后加入水泥熟料、石膏进行搅拌3-4分钟，最后加入减水剂、增稠剂及自养护剂、微膨胀剂搅拌2-3分钟，形成粉料均匀体进行计量包装。所述改性石英尾砂的制备方法：采用硝酸铁作为改性剂，将清洗干净的石英尾砂进行焙烧，焙烧温度1000-1200℃，时间30-40分钟，冷却后研磨，过筛325目，然后放入沉淀池中，加入Fe(NO3)3溶液，加入量为石英尾砂重量的二分之一，然后再搅拌的情况下加NaOH溶液，直到测定pH=8为止，取出加温110℃干燥，冷却后，先用自来水漂洗，最后用去离子水漂洗；再在110℃的温度下干燥后备用。石英尾砂改性后，其表面全被改性剂所覆盖，改性剂的性质基本上代替了载体材料的性质，当改性剂粘附在载体时，无数的微型颗粒堆积在表面，形成比原载体大得多的比表面积。据测定，硝酸铁改性砂的比表面积4.25m2/g，比石英原砂比表面积0.312m2/g，提高了10.2倍左右，由此改性石英尾砂制成的水泥，制成混凝土后将钢筋包裹在内部，海水中的腐蚀性物质，如氯离子，可以与其改性石英尾砂表面上的大量铁离子结合，阻止了对其内部钢筋的腐蚀，保护了混凝土内的钢筋不被腐蚀。具体实施方式为进一步了解本专利技术，下面结合五个实施例对本专利技术的优选实施方案进行描述。下表为五个实施例的配合比例：组别实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5水泥熟料30%40%35%33%38%磨细矿渣粉35%40%37%38%36%改性石英尾砂5%9%7%6%8%经过检测，由以上五个实施例的配比生产出的海工自密实胶凝，均达到《海工硅酸盐水泥》标准的要求，在实施工程应用中也表现了良好的性状。为证明用改性石英尾砂代替粉煤灰生产的海工自密实胶凝材料的优势，同时又做了五个对比例，即五个对比例中的水泥熟料、磨细矿渣粉的用量与对应的五个实施例中均相同，不同的是五个对比例中用相同的量的粉煤灰代替改性石英尾砂。对比结果见表2和表3。表2对比结果项目实施例1对比例1实施例2对比例2实施例3自重23542362238123752371密实度1.312.901.151.461.21早期24h强度563554435790天耐海水腐蚀性08000表3对比结果项目对比例3实施例4对比例4实施例5对比例5自重26642379237223812388密实度1.651.091.510.982.0早期24h强度455546594.190天耐海水腐蚀性605.507.3注：自重的单位为（容重kg/m3）；密实度的单位为（72小时吸水率%）；早期24小时强度的单位为（兆帕）；90天耐海水腐蚀性的单位为（重量损失率%）。由上表可以看出，在四个对比项目中，除自重这项实施例与对比例差别不大外，密实度、早期24小时强度、90天耐海水腐蚀性三个对比项目，实施例均优于对比例。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于海洋工程的自密实胶凝材料，其特征在于该海工自密实胶凝材料配方按重量的百分比如下 ：水泥熟料 30-40％ ；磨细矿渣粉 35-40％ ；改性石英尾砂25-30％ ；石膏 5-9％。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于海洋工程的自密实胶凝材料，其特征在于该海工自密实胶凝材料配方按重量的百分比如下：水泥熟料30-40％；磨细矿渣粉35-40％；改性石英尾砂25-30％；石膏5-9％。


2.如权利要求1所述的一种用于海洋工程的自密实胶凝材料，其特征在于所述水泥熟料，其强度标号大于525；水泥熟料中铝酸三钙大于水泥熟料质量的6.0％，水泥熟料中氧化镁不超过水泥熟料质量的5.0％。


3.如权利要求1所述的一种用于海洋工程的自密实胶凝材料，其特征在于所述磨细矿渣粉，其密度不小于3.0克/立方厘米；细度比表面积不小于450M2/Kg；活性指数10天不小于75％，30天不小于95％；含水量不大于磨细矿渣粉质量的1％。


4.如权利要求1所述的一种用于海洋工程的自密实胶凝材料，其特征在于所述改性石英尾砂是经过硝酸铁改性，焙烧、研磨、过筛制成的。


5.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘琰，李屹，李梅吉，
申请(专利权)人：祎禾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37