[发明专利]一种水电工程用高镁微膨胀中热水泥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域中的水泥及其制备方法，具体涉及一种水电工程用高镁微膨胀中热水泥及其制备方法，特别是涉及一种利用钙质原料、硅质原料、铁质原料、铝质原料、镁质原料以及石膏等原料制备的其后期微膨胀作用能够有效补偿水电工程混凝土后期温降收缩的高镁微膨胀中热水泥。 

背景技术

水电作为清洁可再生能源，是我国电力工业优先发展的重点能源。目前，我国已建、在建和筹建的水电站有数百座，均为百年寿命设计。水工大坝等大体积混凝土浇筑完成后，由于水泥水化热的释放，混凝土内部温度迅速上升，一般在浇筑后最高温度可达30℃-50℃，待达到最高温度后（一般从混凝土浇筑后7d起），随着热量向外部释放，混凝土的温度缓慢下降，历经数年甚至更长时间才降至稳定温度，随着温度下降，混凝土体积发生收缩，再伴随着干燥收缩和化学收缩，在混凝土内产生较大的收缩应力，一旦收缩应力超过混凝土的抗拉强度，混凝土就会产生裂缝，这不但影响混凝土结构的美观，更使混凝土的强度、耐久性下降。 

研究发现，经高温锻烧的方镁石水化作用很缓慢，在生成氢氧化镁过程中引起的体积膨胀出现得较迟。广大科技人员根据大体积混凝土的特点，经过30多年的研究，提出MgO混凝土技术，利用MgO混凝土自身的延迟微膨胀特性，使混凝土在温降过程中产生体积膨胀，补偿温降收缩，提高混凝土的抗裂能力，以实现全部或大部分取消大体积混凝土预冷骨料、加冰拌合、预埋冷却水管、分缝分块等传统温控措施，达到优质、快速、经济浇筑大体积混凝土的目的，因此，高镁水泥得到广泛的研究和推广应用。 

水泥熟料中MgO以固溶和游离两种形式存在。其中，固溶态MgO无膨胀作用，以游离晶体形态存在的MgO（也称方镁石），在缓慢水化过程中自身体积会膨胀约117％，具有后期微膨胀性。目前，市场上的高镁中热水泥不能有效控制其方镁石含量及尺寸大小，因此，这些水泥所产生的膨胀性大小及膨胀龄期不受约束。 

四川峨胜水泥集团股份有限公司研制的“一种低碱微膨胀中热硅酸盐水泥及其生产方法”（专利申请号：201110123300.5），其各原料按配比要求在生料磨中磨制成细度0.08mm筛余不大于16.0％（通常，水泥企业为降低粉磨成本，控制各原料粉磨至细度0.08mm筛余为10.0％-15.0％），中热水泥熟料中MgO含量为3.0％-5.0％，而对水泥 熟料烧成温度、保温时间、冷却制度等未作说明。水泥中起后期微膨胀作用的成分是熟料中以方镁石形式存在的MgO。原料粉磨细度、水泥熟料烧成温度、保温时间、冷却制度、水泥粉磨细度等都是影响水泥熟料中方镁石的形成量和形成尺寸的重要因素。 

广西鱼峰水泥股份有限公司研制的“中热硅酸盐水泥熟料及其生产方法”（专利申请号：201210510944.4），其出窑熟料进入篦式冷却剂急冷，使温度从1100℃冷却至150℃，冷却速度过快不利于方镁石晶体的长大，从而导致中热水泥中方镁石膨胀作用过早发生。同时，该技术未对原料粉磨细度、水泥熟料烧成温度、保温时间等影响高镁中热水泥中膨胀性方镁石形成的因素作详细介绍。 

广西鱼峰水泥股份有限公司研制的“微膨胀中热硅酸盐水泥及其生产方法”（专利申请号：201210510958.6），其水泥中MgO含量为3.5％-5.0％，贵州省建筑材料科学研究设计院研制的“一种生产中热硅酸盐水泥的方法”（专利申请号：201010128111.2），浙江大学研制的“一种利用双膨胀水泥浇筑大坝的方法”（专利申请号：201210100106.X），熟料中MgO含量为4.0％-6.0％，这些专利申请均未对原料粉磨细度、水泥熟料烧成温度、保温时间、冷却制度等影响高镁中热水泥中膨胀性方镁石形成的因素作详细介绍。 

广西鱼峰水泥股份有限公司研制的“中热水泥的比表面积控制方法”（专利申请号：201210489955.9）和“中热水泥温度控制方法及设备”（专利申请号：201210490140.2）分别为中热水泥比表面积和温度的控制方法，与高镁中热水泥的制备及其微膨胀性无关。 

由此可见，迫切需要一种其后期微膨胀作用能够有效补偿水电工程混凝土后期温降收缩的高镁微膨胀中热水泥。 

发明内容

为克服现有中热水泥的缺点，解决目前市场上高镁中热水泥膨胀性大小及膨胀龄期不受约束的难题，实现其后期微膨胀作用能够有效补偿水电工程混凝土后期温降收缩的目的，本发明提供了一种水电工程用高镁微膨胀中热水泥。