[發明專利]一種提高大摻量鋼渣水泥早期強度的方法

無效

• 申請號: 201210156464.2
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN102674734A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 尚建麗;張凱峰;楊曉東;邢琳琳
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C04B22/14
• 分類號: C04B22/14
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本發明涉及水泥或混凝土的激活劑，特別是一種提高大摻量鋼渣水泥早期強度的方法。

背景技術

粉煤灰、礦渣作為工業廢渣，經磨細以礦物摻和料形式摻在水泥或混凝土中，己有許多研究成果，但是，隨著我國鋼鐵工業的快速發展，每年鋼渣排放量迅速增加，長期以來，將鋼渣作為水泥摻合料生產鋼渣硅酸鹽水泥一直成為研究領域的熱點，雖已有鋼渣硅酸鹽水泥國家標準（GB?13590-2006），按照該標準規定，所采用的膠凝原材料為水泥熟料、鋼渣、礦渣和石膏，但是，由于鋼渣的活性差異很大，當鋼渣摻量比較大時，實際應用中鋼渣水泥早期強度難以達到42.5強度等級的要求，因此，迫切需要解決的技術問題就是以鋼渣為主要工業廢渣，在大摻量非金屬渣共摻下，如何能激活鋼渣內部潛在活性，使配制的鋼渣水泥早期強度滿足水泥42.5強度等級要求下，其他性能均達到規定的要求，一直是本領域技術人員所關心的熱點。

發明內容

針對上述現有技術存在的缺陷或不足，本發明的目的在于，提供一種提高鋼渣水泥早期強度的方法。

為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案：

一種提高大摻量鋼渣水泥早期強度的方法，其特征在于，首先在膠凝原材料中增加超細粉，超細粉在總膠凝原材料中所占重量比為5%；然后使用自行配置的高效激活劑，該高效激活劑的用量為膠凝原材料總重量的3%；所述的高效激活劑由以下重量份的原料制成：

配方1：生石灰：3份，明礬：2份，水玻璃：1份；

配方2：硫酸鈉：2份，氫氧化鈣：2份，水玻璃：1份。

采用本發明的方法生產的鋼渣水泥，由于增加了超細粉并使用了自行配制的高效激活劑，可以在鋼渣達40%摻量下，使配制的鋼渣水泥早期強度仍能達到42.5強度等級要求，且高效激活劑不會引起堿骨料反應，而且高效激活劑的原材料易得，其配制過程無廢氣、廢液、廢渣產生，工藝簡單、環保。高效激活劑所采用的原料均無刺激性和放射性，因此在生產、施工及使用過程中安全、無害。由于該激活劑是以無機材料為主要成分，提高水泥強度的同時，使鋼渣摻量增加，減少了水泥熟料的用量，因此，可以降低碳排放量，有利于環境的治理，具有顯著的社會效益和經濟效益。

具體實施方式

按照本發明的技術方案，申請人進行了大量試驗室試驗，在膠凝材料中增加了超細粉，并摻入高效激活劑，分別獲得不同的性能指標，具體實驗過程如下：

1、膠凝原材料

（1）水泥熟料：滿足42.5強度等級要求，比表面積310～350m²/kg；

（2）石膏：市售工業石膏，經研磨后備用；

（3）鋼渣：比表面積為450～500m²/kg；

（4）礦渣：比表面積為400～450m²/kg。

（5）超細粉（市售）：主要成分二氧化硅，比表面積≥20000m²/kg。

2、高效激活劑配方（重量份）

配方1：生石灰：3份，明礬：2份，水玻璃：1份。

配方2：硫酸鈉：2份，氫氧化鈣：2份，水玻璃：1份。

3.高效激活劑的制備

按配方1中的比例，將生石灰、明礬、水玻璃在裝有加熱裝置和攪拌裝置的容器中進行溶解并混合均勻，自然冷卻。

同理，按配方2中的比例，將硫酸鈉、氫氧化鈣、水玻璃在裝有加熱裝置和攪拌裝置的容器中進行溶解并混合均勻，自然冷卻。

以上述膠凝原材料和高效激活劑（配方1、配方2）制備了如下表1的膠凝材料（鋼渣水泥，編號11、12、13、14），其中，高效激活劑的用量為膠凝材料總重量的3%。測得的膠凝材料強度指標結果如表1所示：

表1：

注：按照標準（GB?13590-2006）規定，鋼渣水泥42.5強度等級要求3天抗壓強度15MPa、抗折強度3.5Mpa。

從表1的試驗結果表明，摻入了本申請的高效激發劑后，當單摻鋼渣40%或鋼渣和礦渣共摻達60%時，仍能達到3天早強要求。

發明人對上述膠凝原材料和高效激活劑（配方1、配方2）制備的如上表1的膠凝材料（鋼渣水泥，編號11、13），進行了堿骨料反應檢測。測得的堿活性指標結果如表2所示：

表2：

注：按照標準（GB?13590-2006）規定，當試件膨脹率小于0.1%，判定為合格。

從表2的試驗結果證明，本發明的高效激活劑不會因含堿成分而引起堿骨料反應。