[發明專利]一種超硫酸鹽水泥及其制備方法

在審

• 申請號: 202010127850.3
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111302677A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 劉麗娟;唐永波;李仁敏;萬建東
• 申請（專利權）人: 江蘇一夫科技股份有限公司
• 主分類號: C04B7/153
• 分類號: C04B7/153;C04B7/19;C04B7/21;C04B7/36
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供了一種超硫酸鹽水泥及其制備方法，所述超硫酸鹽水泥按質量分數計，包括以下組分：第一礦渣40～60％；第二礦渣10～30％；通用水泥2～8％；石膏10～25％；堿性激發劑0.5～2％；石灰石3～10％；其中，所述第一礦渣和第二礦渣的粒徑分布不同。本發明所述超硫酸鹽水泥在基礎原料中加入堿性激發劑、石灰石等組分，通過促進礦渣的分散、溶解和水化，或者與礦渣的反應，降低超硫酸鹽水泥的孔隙率，提高堿度，以增強其抗滲透和抗碳化性能；通過將礦渣原料粒徑分級化，提高超硫酸鹽水泥的密實度，進一步提高抗碳化性能；所述超硫酸鹽水泥組成簡單，水泥使用量較少，成本較低，且制備方法簡單，適合大規模應用。

技術領域

本發明屬于建筑材料技術領域，涉及一種超硫酸鹽水泥及其制備方法。

背景技術

隨著社會的快速發展，環境保護的重要性日益凸顯，而環境保護需要從各行各業做起，對于建筑業，加快發展綠色建筑與建材，建設低碳城市，是社會可持續發展的必然選擇。混凝土是目前用量最多的建筑材料，每年消耗近40億立方米，其中水泥是組成混凝土的重要材料之一，約占混凝土總量的1/6。水泥生產以礦產資源為基本原料，以化石能源為主要燃料，是一種以高溫窯爐這種高耗能、高排放作業方式為主體的產業。因此，降低現有普通硅酸鹽水泥的使用量是目前的主要解決方式之一。

降低水泥的使用量的方式主要有兩類，一是降低混凝土中水泥的占比，即提高提高礦物摻合料或工業廢渣在水泥混凝土中比例，二是發展新型膠凝材料。超硫酸鹽水泥是一種基于堿、硫酸鹽對礦渣潛在活性的復合激發作用而制備的綠色水硬性新型膠凝材料，其中水泥所占比例也較低，同時滿足上述兩種解決方式，其生產能耗和CO₂排放量均較少，有利于水泥行業的綠色可持續發展。

CN 101423343A公開了一種鋼渣超硫酸鹽水泥及其制備方法，該超硫酸鹽水泥的組成按重量級包括鋼渣20～80％、礦渣和/或粉煤灰5～65％、硫酸鹽激活劑5～25％、水泥熟料或氫氧化鈣1～10％以及堿性激活劑0.05～3％，該超硫酸鹽水泥的最主要組分為鋼渣，鋼渣的水化活性不佳，且與其他組分的粘結性較弱，造成抗壓強度等性能較差。

CN 103435279A公開了一種摻鈦礦渣超硫酸鹽水泥及其制備方法，所述摻鈦礦渣超硫酸鹽水泥各組分按重量份數計為：粒化高爐礦渣20～50份，鈦礦渣20～50份，復合激發劑10～30份，其中復合激發劑由堿性激發劑、硫酸鹽激發劑和鋁酸鹽激發劑組成，經過配料、煅燒及粉磨準備，該超硫酸鹽水泥以鈦礦渣作為主要組成之一，降低了原料成本，但組分之間結合性較弱，需要復雜的激發劑成分，對激發劑成分要求較高。

同時上述專利中的超硫酸鹽水泥均未提及或改進其抗碳化性能，仍未解決抗碳化性能較差的問題，限制了其應用范圍，因此，對于超硫酸鹽水泥改進，還需致力于提高抗碳化性能，從而提高力學性能，延長使用壽命。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種超硫酸鹽水泥及其制備方法，所述超硫酸鹽水泥在基礎原料中加入堿性激發劑等組分，并將礦渣粒徑分級化，有效降低超硫酸鹽水泥的孔隙率，提高密實度，從而提高其抗碳化性能，延長超硫酸鹽水泥混凝土的使用壽命。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一方面，本發明提供了一種超硫酸鹽水泥，所述超硫酸鹽水泥按質量分數計，包括以下組分：

其中，所述第一礦渣和第二礦渣的粒徑分布不同。

本發明中，所述超硫酸鹽水泥的組分選擇，在礦渣、水泥、石膏等組分基礎上，加入堿性激發劑促進礦渣的分散、溶解和水化，加入石灰石可與礦渣發生反應，增加固相體積，兩者均可降低孔隙率，提高堿度，以增強其抗滲透和抗碳化性能，同時將礦渣粒徑分級，可有效提高超硫酸鹽水泥的密實度，改善孔結構，進一步提高抗碳化性能。