[發(fā)明專利]一種低熱抗裂型硅酸鹽水泥

無效

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• 申請日: 2013-03-12
• 公開（公告）號: CN103145353A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李文偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國長江三峽集團公司
• 主分類號: C04B7/02
• 分類號: C04B7/02
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 伍孝慈

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水泥，具體涉及一種用于水工混凝土的低熱抗裂型硅酸鹽水泥。

背景技術(shù)

近幾年來，我國的大壩建設(shè)速度在不斷加快，但混凝土開裂問題，一直沒有得到很好的解決，就材料而言，水泥是影響混凝土開裂的最關(guān)鍵因素之一。

水工混凝土（除泄洪消能建筑物混凝土外）具有體積較大、設(shè)計齡期較長、強度一般不高等特點，對混凝土抗裂性和耐久性要求高，因此要求水泥具有水化熱低且慢、有一定的補償收縮功能，特殊情況下，還應具有防堿骨料反應和抗硫酸鹽侵蝕的作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中混凝土的開裂問題，提供一種用于水工混凝土的低熱抗裂型硅酸鹽水泥。

本發(fā)明采用技術(shù)方案如下：

一種低熱抗裂型硅酸鹽水泥，其水泥熟料的礦物組成為：硅酸二鈣：40～70%、硅酸三鈣：10～35%、鋁酸三鈣：1～4%、鐵鋁酸四鈣：15～30%、游離氧化鈣：0.1～0.8%；該水泥中氧化鎂含量為3.5～5.0%、堿含量不超過0.55%、三氧化硫含量不超過3.5%，以上百分數(shù)均為重量百分數(shù)。

其中，鋁酸三鈣發(fā)熱量大、發(fā)熱速度快、需水量大、干縮大，體積穩(wěn)定性差。對混凝土的抗裂不利，將現(xiàn)有技術(shù)中相應含量調(diào)整為1～4%。

鐵鋁酸四鈣能提高混凝土的抗折強度和抗沖磨性能，并可增加水泥韌性，克服水泥脆性，有利于混凝土的抗裂，將其含量調(diào)整為15～30%。

水泥中含有一定的MgO對改善混凝土的自身體積變形有利，利用方鎂石延滯性膨脹的特點對混凝土起到補償收縮的作用。因此水泥中MgO含量為3.5～5%。

水泥中的堿含量既對活性骨料有影響，也對水泥的凝結(jié)硬化和混凝土的開裂都有影響，一般應控制在0.55%以內(nèi)；在有堿活性骨料的大壩中，必須加以嚴格限制在0.5%以內(nèi)，甚至更低。

進一步地，所述低熱抗裂型硅酸鹽水泥的技術(shù)指標為：燒失量≤3wt%、比表面積≤340m²/kg、初凝時間≥60min、終凝時間≤12h、安定性：合格、3天的抗壓強度無要求、7天的抗壓強度≥13.0MPa、28天的抗壓強度：42.5～52.5MPa、3天的抗折強度無要求、7天的抗折強度：≥3.5MPa、28天的抗折強度：≥7.0MPa、3天的水化熱≤220KJ/kg、7天的抗壓強度≤250KJ/kg。

水泥顆粒的比表面積對混凝土的抗裂性有十分重要的影響。比表面積增加，早期水化反應加快，提高了早期強度和水化熱，引起徐變松弛能力下降，彈性模量增加，收縮速度提高；同時，水泥的需水量大且消耗內(nèi)部的水份快，自縮大，不利于抗裂。因此提出比表面積不大于340m²/kg。

大壩混凝土從澆筑到承受荷載有較長一段時間，設(shè)計齡期大都在90d、180d，有的長達365d，對早期強度要求不高，只要能滿足折模、不影響工程進度即可，因此對水泥3d齡期的強度不提要求，7d、28d滿足要求即可，另外對28d提出了上限控制值，要求不大于52.5MPa。

水泥水化熱越低越好，本發(fā)明在國標基礎(chǔ)上降低了10KJ/kg，即3天的水化熱為220KJ/kg、7天為250KJ/kg。但水泥的水化熱與水泥熟料的礦物組成、強度、比表面積密切相關(guān)，單純追求低水化熱，會使水泥強度降低太大，也不利于混凝土抗裂。應在水泥強度、水化熱、礦物成分、細度之間找到最佳平衡點。

進一步地，當所述低熱抗裂型硅酸鹽水泥以散裝形式運至工地時，入罐溫度應不高于65℃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過調(diào)整鋁酸三鈣含量為1～4%、調(diào)整比表面積為340m²/kg來降低水泥的發(fā)熱量、發(fā)熱速度、需水量和干縮，提高水泥的體積穩(wěn)定性；調(diào)整鐵鋁酸四鈣含量為15～30%，增加水泥韌性，提高混凝土的抗折強度和抗沖磨性能；調(diào)整MgO含量為3.5～5%，利用方鎂石延滯性膨脹的特點對混凝土起到補償收縮等一系列措施提高了水工混凝土的抗裂能力。

具體實施方式

實施例1

一種低熱抗裂型硅酸鹽水泥，其水泥熟料的礦物組成為：硅酸二鈣：45.5%、硅酸三鈣：30.4%、鋁酸三鈣：3.2%、鐵鋁酸四鈣：20.4%、游離氧化鈣：0.5%；該水泥中氧化鎂的含量為4.2%、堿含量為0.52%、三氧化硫含量為3.2%，以上百分數(shù)均為重量百分數(shù)。