[发明专利]一种低碱微膨胀中热硅酸盐水泥及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥，尤其涉及一种利用工业废渣及尾矿生产中热硅酸盐水泥。

背景技术

目前，大体积混凝土工程尤其是大坝混凝土，由于水化放热导致其内部温度升高，内部温度过高则可能导致混凝土内外温差过大，从而产生较大的温度应力；当温度应力大于混凝土的抗拉强度时，会导致大体积混凝土的开裂；因此，一般大体积混凝土工程尤其是水电大坝工程，通常采用水化放热相对较少的中热硅酸盐水泥做凝胶材料，然而在应用、研究过程中发现，中热硅酸盐水泥浇筑的混凝土的自生体积变形有微收缩，从而影响了混凝土的抗裂性能。此外，碱集料反应造成的破坏性膨胀也是导致大体积混凝土尤其大坝混凝土产生裂缝的主要原因之一。

随着水电工程对大坝混凝土技术要求的提高，仅仅具有中等水化热的水泥是不能避免大坝建设中混凝土碱集料反应、混凝土干缩等问题引起混凝土开裂的风险。因此，水电工程大坝用中热水泥则需要碱含量更低并具有微膨胀特性的中热硅酸盐水泥。

针对上述问题，中国专利申请(申请号为200810031986.3)公开了一种高镁中热硅酸盐水泥，该中热水泥MgO、SO₃含量分别在3.0～6.5％，1.4～2.2％，用其磨制水泥的熟料的矿物组成重量百分比：C₃S 35～55％，C₂S 15～35％，C₃A 1～6％，C₄AF 10～25％；且上述水泥熟料中，MgO含量在3.0～6.5％；用其煅烧熟料的生料中，其成分为：CaO 38～48％，Fe₂O₃3.5～4.5％，MgO 2.5～3.8％，并指出该中热水泥配制的混凝土具有流动性好、需水量低、水化热中等、后期强度高、耐久性好且具有微膨胀性能等特点，比传统的硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥更有利于实现混凝土的高性能化。

上述方法虽然提供了一种使中热硅酸盐水泥具有微膨胀特性的方法，但是在碱含量上没有更严的要求。混凝土原材料(包括水泥)中碱性物质过高会引起碱集料反应，产生膨胀物质引起混凝土产生内部自膨胀应力造成混凝土开裂从而影响混凝土耐久性。再者，从资源综合利用的角度出发，利于废弃物进行中热水泥生产对环境保护具有重大意义。随着市场经济的发展，水泥行业结构调整力度加大，国家倡导绿色环保型产品，逐渐提高工业废渣的利用率，减少废渣对生态环境的污染，减少废渣的堆放占用耕地，变废为宝，大力开发废渣资源，生产绿色环保型产品，节约能源，降低生产成本已经成为国际水泥工业可持续发展的方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低碱微膨胀中热硅酸盐水泥。

本发明的技术方案：

本发明提供了一种低碱微膨胀中热硅酸盐水泥，水泥以石灰质原料、粘土质原料、镁质原料、铝矿废石和铜矿渣为原料经过生料粉磨、熟料煅烧、水泥粉磨制得，其中原料配比重量组成为：石灰质原料67～80％，粘土质原料8～15％，镁质原料7～13％，铝矿废石0.5～5％，铜矿渣4～9％。

优选的，上述低碱微膨胀中热硅酸盐水泥中SO₃、MgO、碱含量(R₂O)重量百分含量分别控制为：1.5～3.0％，3～5％，0.25～0.50％。

本发明中碱含量(R₂O)均按Na₂O+0.658K₂O计算值表示。

本发明还提供了制备上述低碱微膨胀中热硅酸盐水泥用生料，其中Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO、R₂O的含量分别控制为：1.4～2.5％、2.8～4.0％、2.0～3.3％和0.10～0.30％。

进一步地，本发明还提供了制备上述低碱微膨胀中热硅酸盐水泥用熟料，其中Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO、R₂O的含量分别控制为3.5～4.5％、5.0～6.0％、3.0～5.0％、0.25～0.50％，且f-CaO≤0.8％。