[发明专利]环保无熟料水泥和其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无熟料水泥领域，特别涉及利用工业废渣为主要原材料制 造生产环保型无熟料水泥及其干粉砂浆和混凝土。

背景技术

据申请人了解，中国专利CN1033505C涉及一种钢渣矿渣早强无熟料水 泥，该专利公开了以钢渣和高炉矿渣为主要组成材料，加入一定量的铝硅酸 钾(钠)玻璃体作激发剂，共同研磨而制得，具有一定的应用价值，但该专 利的主要激发剂一铝硅酸钾(钠)是自制，根据其专利说明书，该激发剂 制备时要将原料经过950～1250℃的高温煅烧熔融处理，其制备工艺复杂， 消耗大量的能量，同时容易形成二次污染，其推广价值不高。

中国专利CN1405108A公开了一种环保型无熟料水泥及其制备方法，其 主要利用矿渣、石膏、氢氧化钠、消石灰、明矾、石灰石、早强剂等材料 制备出水泥，该水泥所含组份与配比为：高炉矿渣60～90份、石膏5～20 份、氢氧化钠0～3份、消石灰0～3份、明矾0～2份、石灰石0～5份、 早强剂0～3份，虽然该文献报道其生产的水泥性能能够达到相关国家标准， 但该专利仍然存在以下不足：

(1)根据其专利申请说明书可知，该申请专利主要是利用矿渣和石膏 作为主要原材料制备水泥，石膏的作用是激发矿渣。而申请人对石膏的激 发作用进行了研究，结果表明，石膏对矿渣的激发作用不明显；同时加入 过量石膏反而会导致水泥性能的突变或变异，并最终导致材料产生严重的 龟裂现象。

(2)该专利还利用价格昂贵、来源有限且易潮解变质的氢氧化钠作为 辅助激发剂，导致这种无熟料水泥的生产成本较高，且不易存储；即使能实 现产业化，氢氧化钠的来源又存在问题。

(3)该专利中还用到了消石灰作为辅助激发剂，但申请人经过研究试 验发现其激发效果不佳。

中国专利CN101037308A公开了一种无熟料水泥的制备方法及其制备 的混凝土，其利用工业废料如矿渣或粉煤灰、硫酸盐激发剂和少量的缓凝 剂制备水泥及混凝土，混凝土可配制成C10～C100等级的混凝土。其用到 的缓凝剂为重铬酸盐化合物，具有严重的污染性。

此外，申请号为CN02139776.7的中国专利公开了一种利用电石渣与粉 煤灰和外加剂混合，经粉磨筛分制得生态建筑胶结料，然后再根据设计部门 要求配制成不同等级(M2.5～M10.0)砌筑砂浆和抹灰砂浆，从而制得一种 环保砌筑水泥。该专利主要利用电石渣和粉煤灰生产电石渣砌筑水泥，但 其获得的强度有限，只能配制M2.5～M10的砌筑砂浆，因而大大限制了其 应用范围。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种原材料来源广泛的环保无熟料水泥，该 水泥可以达到矿渣硅酸盐水泥PS32.5的各项性能指标。

为实现本发明第一发明目的，申请人采用的技术方案为：一种环保无 熟料水泥，包括粒化高炉矿渣、电石渣、石膏和助剂，按质量份数计，所述 各组分的含量如下：

a)粒化高炉矿渣    60～92份；

b)电石渣          5～25份；

c)石膏            2～10份；

d)助剂            1～20份。

在上述环保无熟料水泥中，所述粒化高炉矿渣是本发明的主要原材料 之一，其主要成分为CaO和SiO₂，其在配方中所起的作用主要是发生水化 反应，生成胶凝材料，但其本身水化程度不高，需要无熟料水泥中的其它 组分的激发。

在上述环保无熟料水泥中，所述电石渣是也本发明的主要原材料之一， 其主要成分为Ca(OH)₂，其在配方中所起的作用主要是与矿渣进行激发反 应。

在上述环保无熟料水泥中，所述石膏包括天然石膏和脱硫石膏，由于 脱硫石膏为工业废弃物，因此优选脱硫石膏。石膏的其主要成分为CaSO₄， 其在配方中只是起激发作用，能够提高胶凝材料的早期强度。

在上述环保无熟料水泥中，所述助剂为硅微粉、硅灰、白炭黑、硫酸 盐、碳酸盐、硫铝酸盐或其中任意2种或3种以上的混合物。

硫酸盐如硫酸钠、硫酸钾等；碳酸盐如碳酸钙等；硫铝酸盐如硫铝酸 钠、硫铝酸钾等。

由于硅灰和硅微粉的激发效果较好，所以生产时，优先选用硅灰或硅 微粉，或两者的混合物。最好是选用硅灰和硅微粉的混合物，如果要兼顾 成本的话，则可多用一些硅灰，少用一些硅微粉。