基于粒度调配的高性能水泥及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于粒度调配的高性能水泥，它由下列重量配比的组分制成：比表面积为３５０±１０ｍ２／ｋｇ且均匀性系数ｎ值为１．２－１．３、特征粒径为１０－１２μｍ的磨细熟料粉７０－８０％，比表面积为１０００±１００ｍ２／ｋｇ的石灰石粉５－１０％，比表面积为１８０±１０ｍ２／ｋｇ的矿渣粉５－１０％，比表面积为４５０±５０ｍ２／ｋｇ的矿渣粉５－２０％，所述磨细熟料粉中含有用于缓凝的石膏组分。本发明专利技术还公开了上述高性能水泥的制备方法。本发明专利技术和传统方法生产的水泥相比，能够大幅度提高水泥的强度而保持工作性不变，在实际使用时能够大幅度增加混凝土中矿物掺和料的掺量，从而大大节省混凝土的配制成本，并显著改善混凝土的耐久性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种建筑材料及其制造方法，特别涉及一种基于粒度调配的高性能水 泥及其制备方法。
技术介绍
水泥的性能主要是各个粒级水泥颗粒性能的综合反映，对水泥的颗粒分布进行适 当的调控，是提高水泥在混凝土中使用性能的重要技术措施。通常，水泥的颗粒分布范围较 宽，需水量较低，工作性较好，但是强度发挥较差；水泥的颗粒分布较窄，强度发挥充分，但 是需水量较高，工作性不好。因此，水泥的强度和工作性往往是一对矛盾。解决这种矛盾的 最好办法就是，将原来所有水泥物料共同粉磨的方式改变为各种组分分别粉磨，根据不同 组分对水泥性能所起的作用不同，进行适当的粒度调配，就有可能产生一种强度和工作性 都好的水泥。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种，这种粒度调配水泥，在粉磨能耗和需水量与传统水泥相同的情况下，强度 性能大大提高。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是一种基于粒度调 配的高性能水泥，它由下列重量配比的组分制成比表面积为350士 10m2/kg且均勻性系数 η值为1.2-1. 3、特征粒径为10-12 μ m的磨细熟料粉70-80%，比表面积为1000 士 100m2/kg 的石灰石粉5-10%，比表面积为180 士 10m2/kg的矿渣粉5-10%，比表面积为450 士 50m2/kg 的矿渣粉5-20%，所述磨细熟料粉中含有用于缓凝的石膏组分。所述石灰石粉90 %的颗粒粒径小于10 μ m。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案还有一种上述基于 粒度调配的高性能水泥的制备方法，包括以下步骤1)将熟料和石膏的混合料，利用辊压机或者立磨终粉磨系统磨至比表面积350m2/ kg士 10m2/kg，均勻性系数η值控制为1.2-1. 3，特征粒径控制为10-12 μ m，取得磨细熟料 粉；2)利用带有超细选粉机的立磨终粉磨系统，制取比表面积为1000m2/kg士 100m2/kg的 石灰石粉，控制所述立磨终粉磨系统使所述石灰石粉90%的颗粒粒径小于10μπι;3)利 用球磨机闭路或者立磨终粉磨系统制取比表面积为180士 10m2/kg的矿渣粉和比表面积为 450士50m2/kg的矿渣粉；4)将所述磨细熟料粉、石灰石粉和两种比表面积的矿渣粉按照重 量配比混合，在搅拌机中搅拌均勻，得到产品。本专利技术对水泥的粒度和组分进行特别组合，使产生硬化强度的水泥熟料颗粒主要 分布于3-30 μ m的区间，而小于3 μ m和大于30 μ m的颗粒主要用活性较低的混合材来替 代。因为小于3μπι的颗粒在加水瞬间就水化，对形成硬化水泥石没有帮助，而大于30 μ m 的颗粒则基本不会产生水化作用，这两种颗粒只起拓宽颗粒分布的填充作用。经过这种特别的组分设计，就可以充分发挥水泥熟料的水化潜能，达到更高的使用效率，而同时水泥的 颗粒分布仍然和传统水泥相似，水泥的工作性不变。本专利技术的有益效果是从调配水泥组分的细度和颗粒分布入手，使其主要起胶凝 作用的熟料组分，在比表面积和传统水泥相同的情况下，具有尽可能窄的颗粒分布和更多 的可水化颗粒，充分地发挥水化活性，细颗粒部分和粗颗粒部分采用活性较低的磨细混合 材来填充。经过这种粒度调配的水泥，其粉磨能耗和需水量与传统水泥基本相同，但强度大 大高于传统水泥，提高20%左右。或者在配制相同强度等级的混凝土时，纯水泥的用量可 以节约20%以上，矿物掺和料的用量大幅度增加，大大地节约了水泥或者混凝土的生产成 本。在掺有矿物掺合料的情况下，水泥熟料水化程度的提高，对矿物掺和料活性的激发作 用更为显著，从而使硬化混凝土的结构更为密实，混凝土耐久性能显著改善。另外，本专利技术 区别于以超细水泥为基础而经过补充相关粗细颗粒形成的调粒水泥，水泥的超细粉磨需要 额外消耗大量的粉磨功耗，来获取较高的比表面积， 而本专利技术使用颗粒分布很窄熟料粉，采 用节能的料床终粉磨设备制取，比表面积并不高，和传统水泥相同，能耗上反而有所减小。 总之，和传统方法生产的水泥相比，本专利技术能够大幅度提高水泥的强度而保持工作性不变， 在实际使用时能够大幅度增加混凝土中矿物掺和料的掺理，从而大大节省混凝土的配制成 本，并显著改善混凝土的耐久性能。具体实施例方式本专利技术一种基于粒度调配的高性能水泥，它的重量百分比为磨细熟料粉 70-80%,比表面积为1000士 100m2/kg的石灰石粉5-10%，比表面积为180士 10m2/kg的 矿渣粉5-10%，比表面积为450士50m2/kg的矿渣粉5_20%，其中磨细熟料粉比表面积为 350士 10m2/kg，均勻性系数η值为1. 2-1. 3，特征粒径为10-12 μ m，用于缓凝的石膏组分，含 在磨细熟料粉中。磨细熟料粉具有很窄的颗粒分布，均勻性系数η值控制在1.2-1. 3，采用 辊压机或者立磨终粉磨系统制取。石灰石粉采用带有超细选粉机的立磨终粉磨系统制得， 控制上述立磨终粉磨系统使石灰石粉90%的颗粒小于10 μ m，以便提供尽可能多的微细颗 粒。矿渣粉，具有两种不同的细度，细度相差200m2/kg以上，利用立磨终粉磨或者闭路球磨 机系统制取。上述基于粒度调配的高性能水泥由不同的水泥物料经过单独粉磨然后再混合均 勻而制成，水泥各组分的比表面积和颗粒分布经过特别的设计和组合。水泥中熟料组分 的比表面积为340-360m7kg，但具有特别窄的颗粒分布，η值达到1. 2-1. 3，占水泥组成的 70-80% ；水泥的细颗粒部分由5-10%，细度为1000m2/kg左右的磨细石灰石粉组成；水泥 的粗颗粒部分由含量为5-10%比表面积为170-190m2/kg的矿渣粉组成，其余部分为通常细 度比表面积为450m2/kg左右的磨细矿渣粉，用作水泥调凝剂的石膏根据需要的掺量和熟料 一起粉磨，含在熟料组分之中。上述基于粒度调配的高性能水泥的制备方法，包括以下步骤1)将熟料和石膏的混合料，利用辊压机或者立磨终粉磨系统磨至比表面积350m2/ kg士 10m2/kg，η值控制为1. 2-1. 3，特征粒径控制为10-12 μ m,取得熟料粉；2)利用带有超细选粉机的立磨终粉磨工艺系统，制取比表面积为IOOOm2/ kg士 100m2/kg且90%颗粒小于10 μ m的石灰石粉；3)利用球磨机闭路或者立磨终粉磨工艺系统，制取比表面积为180士 10m2/kg的矿 渣粉和比表面积为450士50m2/kg的矿渣粉，两种矿渣粉的比表面积相差200m2/kg以上；4)将上述物料按照上述重量配比在搅拌机中搅拌均勻，得到产品。下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明实施例1 1)将经过破碎的460kg熟料和40kg石膏混合均勻，在半工业化立磨终粉磨系统 中，通过调节有关操作参数，磨细至比表面积为350m2/kg士 10m7kg，n值为1. 2-1. 3，称取这 种颗粒分布很窄的熟料粉240kg ；2)将经过破碎的石灰石500kg，利用带有超细选粉机的立磨 终粉磨系统磨细至 1000m2/kg士 100m2/kg，并使其90%颗粒小于10 μ m，称取这种超细石灰石粉15kg ；3)将500kg矿渣，利用半工业化立磨终粉磨系统，配合不同的选粉机，制成两种 不同细度的矿渣粉，一种矿渣粉的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于粒度调配的高性能水泥，其特征在于，它由下列重量配比的组分制成：比表面积为３５０±１０ｍ↑［２］／ｋｇ且均匀性系数ｎ值为１．２－１．３、特征粒径为１０－１２μｍ的磨细熟料粉７０－８０％，比表面积为１０００±１００ｍ↑［２］／ｋｇ的石灰石粉５－１０％，比表面积为１８０±１０ｍ↑［２］／ｋｇ的矿渣粉５－１０％，比表面积为４５０±５０ｍ↑［２］／ｋｇ的矿渣粉５－２０％，所述磨细熟料粉中含有用于缓凝的石膏组分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚丕强，吴秋生，
申请(专利权)人：天津水泥工业设计研究院有限公司，天津中材工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]