[發明專利]一種高韌性超硫酸鹽水泥及其制備方法

在審

• 申請號: 202010093445.4
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111205002A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 王軍;高育欣;麻鵬飛;李爽;楊文;程寶軍;祝小靚;余保英;齊廣華;張濤;廖娟;藺喜強
• 申請（專利權）人: 中建材料技術研究成都有限公司;中建西部建設股份有限公司;中國建筑股份有限公司
• 主分類號: C04B7/21
• 分類號: C04B7/21;C04B7/153
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 房立普

本發明涉及一種高韌性超硫酸鹽水泥及其制備方法，屬于建筑材料技術領域。本發明主要是克服現有技術中的不足之處，提出一種高強、高韌性、高耐久的高韌性超硫酸鹽水泥及其制備方法，包括以下重量百分比的組分：礦渣65～90％、石膏10～25％、激發劑1～15％、摻合料1～10％、纖維0～3％、調凝型減水劑0～1％。本發明制備的高韌性超硫酸鹽水泥的抗硫酸鹽侵蝕能力約是超硫酸鹽水泥、普通水泥混凝土的1.2倍、1.5倍，抗折強度約是超硫酸鹽水泥、普通水泥混凝土的3倍、3.5倍，抗彎撓度約是超硫酸鹽水泥、普通水泥混凝土的40倍、50倍，收縮率約是超硫酸鹽水泥、普通水泥混凝土的1/2、3/4。

技術領域

本發明涉及一種高韌性超硫酸鹽水泥及其制備方法，屬于建筑材料技術領域。

背景技術

超硫酸鹽水泥是一種以粒化高爐礦渣為主要原料，以石膏為硫酸鹽激發劑和以熟料或石灰為堿性激發劑的少熟料或無熟料水泥。超硫酸鹽水泥具有良好的使用性能，且生產工藝簡單、成本低，能充分利用工業副產物，屬于節能環保型水泥，符合國家可持續發展趨勢。本方法制備的高韌性超硫酸鹽水泥與普通超硫酸鹽水泥相比，具有高強、高韌性、高耐腐蝕、成本低的優勢，適用于高性能水泥基預制構件、高韌性高強高耐久性墻體制品、硫酸鹽侵蝕環境混凝土工程以及一些特殊建筑工程。

發明內容

本發明主要是克服現有技術中的不足之處，提出一種高強、高韌性、高耐久的高韌性超硫酸鹽水泥及其制備方法。

本發明解決上述技術問題所提供的技術方案是：一種高韌性超硫酸鹽水泥，其特征在于，包括以下重量百分比的組分：礦渣65～90％、石膏10～25％、激發劑1～15％、摻合料1～10％、纖維0～3％、調凝型減水劑0～1％；所述纖維為鋼纖維、有機纖維、無機纖維中的一種或多種；

所述有機纖維為聚丙烯纖維、聚丙烯醇纖維聚酰胺或聚酰亞胺纖維、芳香聚酰胺纖維、耐堿玻璃纖維、聚乙烯醇纖維、聚丙烯腈纖維、聚乙烯纖維中的一種或多種；

所述無機纖維為碳酸鈣晶須、硫酸鈣晶須、碳納米管、石墨烯納米纖維、碳纖維、玄武巖纖維、氧化鋯纖維中的一種或多種。

超硫酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥的水化機理及水化產物不同。普通硅酸鹽水泥的主要水化產物為硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣、氫氧化鈣。超硫酸鹽水泥是以堿和硫酸鹽共同激發礦渣，水化放熱低，其主要水化產物為水化硅酸鈣凝膠及二水硫酸鈣晶體，具有較好的耐久性，尤其是抗硫酸鹽侵蝕性優異，可適用于大體積混凝土工程、道路混凝土工程以及硫酸鹽侵蝕環境混凝土工程。

超硫酸鹽水泥耐腐蝕性能優異，且堿度較低，可降低有機纖維溶解度，增加有機纖維的增韌性能及使用壽命。無機納米纖維具有極高的抗拉強度和彈性模量，抗震效果好，該纖維的填充更將增摩減磨有機地統一在一個體系中，高溫摩擦磨損性能優越，使其發揮良好的效果。鋼纖維的加入可提高基體的抗折強度和抗壓強度，彎鉤型鋼纖維效果明顯。無機和有機纖維的加入可制備出高韌性耐硫酸鹽侵蝕的超硫酸鹽水泥。

進一步的技術方案是，所述石膏為脫硫石膏、天然二水石膏、化工氟石膏、天然硬石膏、α-半水石膏、β-半水石膏、鈦石膏中的一種或多種。半水石膏本身作為一種鹽激發劑，不僅可以激發礦渣活性，還可以調整拌合物的凝結時間。

進一步的技術方案是，石膏為β-半水磷石膏，該β-半水磷石膏的制備步驟如下：(1)水洗，將工業副產磷石膏原材料與水以1:4的液固比進行水洗，洗滌水溫度為50℃，洗滌次數為5次，得到原料A；(2)煅燒，將原料A置于煅燒爐在140℃的范圍內煅燒4h，得到原料B；(3)粉磨，將原料B自然冷卻至常溫，球磨機粉磨50min，得到粉料C，粉料C過0.2mm方孔篩篩余在1％～3％；(4)中和，在步驟(3)所得的粉料中加入0.4％的生石灰，攪拌均勻；(5)陳化，將步驟(4)所得的粉料陳化72h，即得到自制磷建筑石膏粉。

進一步的技術方案是，所述激發劑為硫酸鹽激發劑、鋁酸鹽激發劑、堿性激發劑中的一種或多種。