[发明专利]一种低收缩碱矿渣水泥组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碱矿渣水泥组合物，具体地说是涉及一种凝结时间正常且可按需要调整，硬化后强度高、收缩小的碱矿渣水泥组合物；本发明还涉及这种碱矿渣水泥的制备方法。

背景技术

碱矿渣水泥是由磨细粒化高炉矿渣和碱性激发剂组成的、具有快凝、早强、高强和优良耐热、耐冻、耐腐蚀性能的新型胶凝材料，在各类水工、土木、交通、电力、海港等工程中有广阔的应用前景。

碱矿渣水泥的主要水化产物是水化硅酸盐和水化铝硅酸盐凝胶，这类产物具有很强的胶结能力，形成的硬化体具有很好的力学性能，但其干燥收缩很大，容易引起硬化体开裂，直接制约了碱矿渣水泥在众多领域的应用。尽管钙质膨胀剂、钙矾石类膨胀剂和镁质膨胀剂已被广泛应用于以硅酸盐钙为主要矿物的通用水泥混凝土的减缩，但由于碱矿渣水泥中不存在形成钙矾石所需的高钙环境，因此钙矾石类膨胀剂对碱矿渣水泥无减缩作用；将通用的钙质膨胀剂和镁质膨胀剂应用于碱矿渣水泥时，由于钙离子和镁离子的溶出使通常作为激发剂的水玻璃迅速絮凝而使胶凝材料发生快凝，不仅无法施工，而且也严重影响水泥的固化强度。

发明内容

本发明的目的在于针对现有碱矿渣水泥凝结过快、硬化过程和环境干燥作用下收缩大、容易引起开裂的不足，提供一种凝结时间正常，硬化后强度高、收缩小的低收缩碱矿渣水泥组合物。

本发明的另一目的在于提供这种低收缩碱矿渣水泥组合物的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种低收缩碱矿渣水泥的组合物，其特征在于：它是由粒化高炉矿渣粉80～90％(质量分数)，氢氧化钠4～10％、轻烧氧化镁4～12％、外加氢氧化钠和轻烧氧化镁总量的1～4％硬脂酸铝制得。

本发明产品组合配比优选为：所述粒化高炉矿渣粉84～88％(质量分数)所述氢氧化钠6-8％、所述轻烧氧化镁6-10％、所述硬脂酸铝为氢氧化钠和轻烧氧化镁总量的2～3％硬脂酸铝。

为了提高产品的性能，所述轻烧氧化镁为活性氧化镁含量不小于60％，0.08mm方孔筛筛余量为1～5％的粉末；所述粒化高炉矿渣粉为满足GB/T 18046规定S75级以上技术指标的粒化高炉矿渣粉。

本发明的另一目的是这样实现的：

上述低收缩碱矿渣水泥的制备方法，其特征在于：

其配方为按质量百分比，其由粒化高炉矿渣粉80～90％，氢氧化钠4～10％、轻烧氧化镁4～12％、硬脂酸铝构成；其中硬脂酸铝质量为氢氧化钠和氧化镁总量的1～4％；

首先，用粉碎机将氢氧化钠粉碎成为0.08mm方孔筛筛余量为0.5～2％的粉末，然后将所述氢氧化钠粉、所述轻烧氧化镁粉和所述硬脂酸铝倒入可加热的高速搅拌机中，在(180±20)℃下搅拌4～5min后自然冷却到室温，制得硬脂酸铝包覆氢氧化钠-氧化镁复合粉；将所述粒化高炉矿渣粉和所述硬脂酸铝包覆氢氧化钠-氧化镁复合粉依次倒入封闭式搅拌机，搅拌均匀；或者将所述粒化高炉矿渣粉合所述所述硬脂酸铝包覆氢氧化钠-氧化镁复合粉分别包装，在使用时按所述比例配合、直接与砂、石子和水拌合。

本发明中氢氧化钠作为碱性激发剂，溶于水后能与矿渣粉发生反应，形成的产物有很强的胶结能力，硬化后产生很高强度；轻烧氧化镁中的活性氧化镁，能与水缓慢反应形成氢氧化镁，使固相体积增大120％，从而补偿或降低碱矿渣水泥的收缩；硬脂酸铝在加热条件下熔化，与氢氧化钠粉和轻烧氧化镁粉共同搅拌后、包裹在氢氧化钠和轻烧氧化镁粉颗粒表面，在碱性溶液中缓慢溶解，可以降低氢氧化钠和轻烧氧化镁粉遇水后的溶解、反应速度和与矿渣粉的反应速度，延缓和调节碱矿渣水泥的凝结时间。

本发明的有益效果为：

1.本发明产品凝结时间正常，初凝时间大于45min，终凝时间不大于240min，凝结后强度发展快，固化强度高，适用于各种建筑、修补、加固、防渗、防护等等工程；

2.本发明产品硬化过程和环境干燥作用下收缩小。

3、本发明产品的制备方法简单，不需要特别的设备和特殊的工艺，可以根据需要随时制得。

具体实施方式

下面通过实施例的方式，对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。各实施例碱矿渣水泥组合物的凝结时间、标准胶砂强度和标准温度(19～21℃)下14d湿养护后42d干养护后的总收缩率见表1。

实施例1

一种碱矿渣水泥组合物，由80％矿渣粉(S75)，10％氢氧化钠和10％轻烧氧化镁(活性MgO 60.6％，0.08mm筛余量1.5％)，外加氢氧化钠和轻烧氧化镁合量的1％的硬脂酸铝制得。