[发明专利]一种高性能水泥的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种高性能水泥的制备方法，尤其是掺加了含镁碳酸盐岩的高性能水泥的制备方法。

背景技术：

许多水泥混凝土常年经受风吹、日晒、雨淋以及空气、水、土中的各类介质侵蚀造成损坏，因此除了要求混凝土及水泥制品应具有足够的强度外，还应拥有抵抗外界环境对其损害的能力，即良好的抗渗性、抗冻性、抗碳化以及良好的体积稳定性能等。

碱-碳酸盐反应也是影响混凝土工程安全性的原因之一，半个多世纪以来，许多水利工程、铁路、公路、桥梁、隧道以及工业与民用建筑均因此而遭到破坏，碱集料反应也被喻为混凝土的“癌症”，如何预防碱集料反应之一的碱-碳酸盐反应危害依然是当前各国混凝土科研工作者的主要任务。

由于碱-集料反应损害混凝土的原因是产生不均匀的体积膨胀，而且水泥经水化硬化后经常发生体积收缩，使水泥制品容易出现各种缺陷，发明人因势利导，利用碱-碳酸盐反应产生的体积膨胀的客观规律，即利用水泥里的碱及外加碱与白云石反应产生均匀体积膨胀的特性，而且反应进行到一定龄期则停止膨胀，进而取得了提高混凝土及水泥制品的抗渗等性能的目的，现已经获发明专利《白云石复合掺合料的制备方法及应用》(ZL2013 1 03011404.X)。经进一步研究发现，发生体积膨胀的本质是含镁碳酸盐岩里的碳酸镁与环境溶液里的氢氧根离子反应生成氢氧化镁引起的。

既然产生混凝土体积膨胀的本质是由碳酸镁与碱性物质反应引起的，于是发明人联想到是否纯其它含镁碳酸岩也具有此种功能呢？

由继续的实验结果验证了这一设想，即碱-碳酸盐反应产生膨胀功能的本质主要是含镁碳酸盐岩在氢氧化钙水溶液里形成氢氧化镁胶体引起的，既凡含镁碳酸盐岩均具有此项功能，为了能合理地运用这个原理达到提高水泥的耐久性能的目的，进行了在硅酸盐水泥生产时直接掺入含镁碳酸盐岩的实验研究。

含镁碳酸盐岩除了白云盐岩外，自然界还含有碳酸镁的碳酸盐岩是菱镁矿，经调查我国菱镁矿储量丰富，据世界第二位，主要分布在辽宁、青海、新疆、山东等地，其中以辽宁储量最大，约占全国总储量的85.6％。这为此项发明技术的推广实施提供了物质保障，特别是部分菱镁矿中因含有少量氧化铁或石英等杂质，不适合用于制备耐火材料，因此很多这样的矿物资源被作为尾矿堆放，不仅占用耕地还会对环境造成污染。但作为本发明的原材料使用却不会产生不良影响。

以白云石和水泥为关键词检索，共发现13项与水泥和白云石相关的发明专利，《粘贴水泥》申请号：961048204，《微膨胀、防水、抗裂彩色水泥》申请号：951107194，《一种常温养护复合单组份碱激发水泥的制备方法》申请号：2014107667463，《一种氯氧镁水泥》申请号：2014106827060，《一种抗冻型氯氧镁水泥及其制备方法和应》申请号：2014107269447，《一种由水氯镁石和白云石制备镁水泥用氧化镁的方法》申请号：2011103423837，《白色抹墙水泥》申请号：961048212，《用于绝热和热反射产品的水硬水泥集料的制备》申请号：2009801365946，《一种轻烧白云石水泥》申请号：201010551895X，《一种含纳米镁铝尖晶石的铝酸盐水泥及其制备方法》申请号：201510010803X，以上10项均需要对白云石进行煅烧处理故与本发明无关。《无机粘结材料》申请号：998141518，介绍的根本不是硅酸岩水泥，更不是高性能水泥，也与本发明无关，《白色硫铝酸盐水泥及其制备方法》白云石仅作为一种白色水泥的填料使用，所以与本发明也无关。其中与本发明有一定联系的是申请号为941022218的发明《高性能防水水泥及其制造方法》，该发明在硅酸盐水泥或铝酸盐水泥为基本原料里，加白云石粉、硬质酸锌、氟硅酸钠、硅粉和木质磺酸钙组成的防水粉母料，故与本发明制备的高性能水泥也是存在本质的不同，一、是机理的不同，该发明主要通过添加防水粉母料，使水泥具有一定的憎水性能达到防水的目的，而本发明是借助白云石与碱发生的碱骨料反应产生的膨胀使水泥制品致密化达到抗渗的目的，二、是掺量不同，它的白云石掺量上限是本发明的下限，三、是制作方法的不同。四、是组成的不同，即除白云石外还需要添加由硬质酸锌、氟硅酸钠、硅粉和木质磺酸钙组成的防水粉母料。