[发明专利]一种碱激发增强型硫铝酸盐水泥基材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种碱激发增强型硫铝酸盐水泥基材料的制备方法，一包括以下步骤：(1)将硫铝酸盐水泥和粉煤灰混合作为胶凝材料；(2)将氢氧化钙溶于水中制成氢氧化钙水溶液；(3)将胶凝材料加入到氢氧化钙水溶液中搅拌即得。本发明中包含多种组分，以硫铝酸盐水泥作为基料，粉煤灰做为改性剂，氢氧化钙溶液做为改性调节剂，从而配制出改性的硫铝酸盐水泥。本发明所制备的硫铝酸盐水泥基材料可以有效地缩短水泥的初凝和终凝时间，明显地促进水化产物钙矾石的生成，明显地促进粉煤灰的二次水化反应，有效地改善硫铝酸盐水泥后期强度增长缓慢的问题，降低经济成本，具有良好的经济效益。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种碱激发增强型硫铝酸盐水泥基材料的制备方法。

背景技术

硫铝酸盐水泥具有早强、高强、抗冻、低碱、耐久性优良等特点，被广泛应用到快速抢修、海洋工程等特殊工程，但其后期强度发展缓慢、水化放热集中等缺陷限制了它的广泛应用。因此，如何改善硫铝酸盐水泥性能使其广泛应用成为当前主要研究方向之一。外加剂是现代水泥混凝土中不可或缺的重要组份之一，掺入外加剂是改善水泥和混凝土性能必不可少的一种方法。适量粉煤灰的掺入不仅可以大大降低水泥水化热，解决后期强度(28d后)发展缓慢的问题，并且具有很好的经济和环境效应。但掺入粉煤灰会降低硫铝酸盐水泥粉煤灰总水化程度，对早期强度有削弱；尤其是粉煤灰掺量过大时，后期强度会急剧降低，这是因为粉煤灰的潜在活性没有激发出来。因此，粉煤灰的掺入量受到限制，一般掺入量在10％～15％，掺入量较低。碱性激发剂对粉煤灰有很好的激发效果，而在硫铝酸盐水泥的水化过程中，只有极少量的氢氧化钙产生，并不能有效地激发粉煤灰的潜在活性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供的目的在于提供一种工艺简单、成本低廉的硫铝酸盐水泥水化的制备方法，旨在保证水泥性能的同时，提高粉煤灰的掺入量，缩短水泥浆体的初、终凝时间。

硫铝酸盐水泥虽具有早强、高强等优点，但其水化热过大和后期强度倒缩的问题亟待解决。通过掺入粉煤灰，可有效地降低硫铝酸盐水泥的早期水化放热，但粉煤灰的掺入会极大地降低水泥试块的强度。本发明通过掺入氢氧化钙溶液，提高了硫铝酸盐水化环境的碱度，碱性环境可促进熟料中Al³⁺的溶解，使Al-O八面体晶核的生成速率增大，促进水化产物钙矾石的形成，从而加快硫铝酸盐水泥的水化进程，且水化初期钙矾石数量增多；并且氢氧化钙能很好与粉煤灰中的铝硅玻璃体反应，生成C-S-H凝胶体的数量增多，填充硬化水泥浆体的有害孔，从而改善水泥浆体孔结构，使浆体变得密实提高了有效地保证了水泥试块后期强度持续增长。

本发明提供的方案如下。

一种碱激发增强型硫铝酸盐水泥基材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将硫铝酸盐水泥和粉煤灰混合作为胶凝材料；

(2)将氢氧化钙溶于水中配制成氢氧化钙水溶液；

(3)将胶凝材料加入到氢氧化钙水溶液中搅拌即得。

上述步骤(1)中硫铝酸盐水泥占胶凝材料总质量的75％-85％，余量为粉煤灰。

上述步骤(1)中所述的粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，其活性指数不小于85％。

上述步骤(2)中水与胶凝材料的比例为0.6。

上述步骤(2)中氢氧化钙的用量为胶凝材料的0.5％-2％。

本发明的有益效果：

(1)氢氧化钙的掺入能明显缩短硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料的凝结时间；

(2)氢氧化钙的掺入可促进水化产物钙矾石的形成，从而加快硫铝酸盐水泥的水化进程，且水化初期钙矾石数量增多；