[发明专利]一种富硅镁质镍渣抗冻水泥及其制备方法

说明书

本发明公开了一种富硅镁质镍渣抗冻水泥，包括如下组分：普通硅酸盐水泥、含富硅镁质镍渣掺合料、二水石膏粉，所述普通硅酸盐水泥、含富硅镁质镍渣掺合料、二水石膏粉质量百分比分别为70‑90%、10‑30%、1‑5%。本发明利用石灰激发作用，使富硅镁质镍渣具有一定的水化活性，利用激发后富硅镁质镍渣掺合料的水化活性仍低于硅酸盐水泥，使硅酸盐水泥与富硅镁质镍渣掺合料具有水化速率差，并利用富硅镁质镍渣中镁质组分生成Mg(OH)₂过程中发生体积增加，从而显著减少混凝土的有害孔数量，进而提高其抗冻性。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，尤其涉及一种富硅镁质镍渣抗冻水泥及其制备方法。

背景技术

在低温寒冷地区，混凝土受到破坏主要原因是冻融破坏，冻融破坏的根本因素是混凝土含有孔和水溶液。由于存在孔隙中的液体结冰产生膨胀，导致内部产生微裂纹损伤，在多次冻融循环作用下损伤会逐步累积扩展，最终导致混凝土内部疏松产生开裂。我国科学家根据不同孔径对混凝土性能的影响，把混凝土中的孔分为无害孔级(200Å)、少害孔级(200Å-500Å)、有害孔级(500Å-2000Å)和多害孔级(2000Å)，并认为增加 500Å以下的孔，减少 1000Å以上的孔，可显著提高混凝土的抗冻性等性能。因此，提高混凝土的抗冻性的主要途径之一是减少有害孔的数量。此外，通过加入引气剂，在混凝土中形成一定量不连通的气泡，缓解结冰时膨胀应力，可在一定程度上提高其抗冻性，这方面的研究有较多的文献与专利报道，如发明专利《一种抗冻性混凝土及其制备方法》[CN103482932A]。再者，在水泥中加入一定量的可溶盐，利用盐溶液具有较低的冰点，亦可在一定程度上提高抗冻性，如发明专利申请《一种抗冻性能优异的混凝土》公开文本[CN104529269A]。或者，在混凝土中加入一定量的有机聚合物微球，亦可提高抗冻性，在该方面有相当量的文献与专利报道，如US7288147 B2。但是，已有的报道均未能显著的增加无害孔的数量和减少混凝土的含水量，因此，未能从根本上寻找到提高混凝土抗冻性的方法。

富硅镁质镍渣是在冶炼金属镍过程中产生的一种废渣，其产量极大，生产1t镍约产生30~50t镍渣，它的化学组分包括SiO₂、Al₂O₃、MgO、Fe₂O₃、CaO等，富硅镁质镍渣中SiO₂、MgO含量高，两者总和可达80%，这种镍渣的主要矿物组成为斜顽辉石2(Mg，Fe)O·2(SiO₂)，并含有少量的顽辉石MgSiO3和铁镁橄榄(Mg·Fe)₂SiO₄石【刘甜甜, 郭伟, 蒋金海. 镍渣制备多孔堇青石陶瓷的研究[J]. 中国陶瓷, 2017(02):72-76】，镍渣的水化活性很低，在镍渣粉中添加CaO、SiO₂和高岭土，可在一定程度提高其水化活性。

发明内容

本发明的目的是提供一种富硅镁质镍渣抗冻水泥及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种富硅镁质镍渣抗冻水泥，包括如下组分：普通硅酸盐水泥、含富硅镁质镍渣掺合料、二水石膏粉，所述普通硅酸盐水泥、含富硅镁质镍渣掺合料、二水石膏粉质量百分比分别为70-90%、10-30%、1-5%。

所述含富硅镁质镍渣掺合料包括石灰、富硅镁质镍渣，所述石灰、富硅镁质镍渣质量百分比分别为10-30%、70-90%。

优选的，所述含富硅镁质镍渣掺合料中石灰、富硅镁质镍渣的质量百分比分别为25%、75%；所述富硅镁质镍渣抗冻水泥中普通硅酸盐水泥、含富硅镁质镍渣掺合料、二水石膏粉质量百分比分别为70%、29%、1%。

一种富硅镁质镍渣抗冻水泥的制备方法，包括如下步骤：