[发明专利]一种高温条件下具有高性能的铝酸盐基水泥及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高温条件下具有高性能的铝酸盐基水泥及其制备方法，该铝酸盐基水泥由Q相铝酸盐矿物、改性偏高岭土和水组成；所述的改性偏高岭土是由高岭土在高温下煅烧后经粉磨制备而成。通过改性偏高岭土的掺入，使体系中五配位铝活性较高，其可在碱性溶液中溶出，由于体系中无定型铝胶的形成使CAH₁₀可稳定存在，并且可显著抑制C₃AH₆的形成，从而解决了铝酸盐基水泥亚稳水化产物相转变导致孔隙率升高、强度降低的问题，同时也扩大了铝酸盐水泥的应用范围。本发明生产工艺简单、原料资源丰富、生产成本低廉，为抑制铝酸盐的相变提供了新思路和理论基础。

技术领域

本发明涉及铝酸盐水泥改性技术领域，特别的涉及一种高温条件下具有高性能的铝酸盐基水泥及其制备方法。

背景技术

在一些特殊服役环境下，如大坝泄洪道、污水管道、厂房地坪，铝酸盐水泥可作为一种硅酸盐水泥完美的替代品，主要由于其具有快硬高早强、高耐磨、高耐硫酸盐侵蚀性。但由于其高温环境中不稳定，水化产物存在相变风险，这不仅影响基础设施的使用性和安全性，而且造成国民经济巨大损失。因此铝酸盐水泥一直仅应用于一些特殊环境中，阻碍了其进一步的开发应用。

Q相（Ca₂₀Al₂₆Mg₃Si₃O₆₈）是铝酸盐水泥体系中的一种重要胶凝性矿物，在20℃具有良好的水化硬化性能，Q相的28天强度可达到59.6MPa。此外，Q相的煅烧温度仅为1330℃，远低于铝酸盐水泥（1450-1550℃），因此可以节约能源降低碳排放量。但是与铝酸盐水泥中的其它矿物一样，Q相的水化产物也存在相变现象。

一般铝酸盐水泥水化形成水化铝酸一钙（CAH₁₀）和水化铝酸二钙（C₂AH₈），表现出高强特性，然而这些产物处于介稳态，当温度高于27℃时其亚稳相的水化产物CAH₁₀和C₂AH₈将不可避免地向稳定的水化铝酸三钙（C₃AH₆）和氢氧化铝（AH₃）转变，并且较高的相对湿度也会加快铝酸盐水泥水化产物相转变的速率。而这一晶体相变过程伴随着固相水化产物体积收缩和孔隙率增加等问题。且CAH₁₀发生相变时产生孔隙率明显大于C₂AH₈。这是由于稳定态产物的密度比亚稳态产物高，随着相变反应的发生，水化产物能够填充的孔隙减少，所以导致孔隙率升高、强度降低。这势必对硬化水泥浆体的早期强度和抗渗性能生较大负面影响。