[发明专利]一种绿色生态环保水泥及其制备方法

说明书

本发明涉及一种绿色生态环保水泥，包括改性超细碱性矿渣粉末30‑40份、方解石粉10‑15份、硅藻土15‑20份、硅灰石粉3‑5份、碱激发剂5‑7份以及水5‑9份；其中，所述改性超细碱性矿渣粉末为工业碱性矿渣经超细微粉碎设备粉碎后，由偶联剂进行表面处理得到。本发明通过在水泥配方中添加改性超细碱性矿渣粉末，提高水泥的密实度和抗压强度；通过添加硅灰石粉，使得水泥材料整体还具有低收缩性、高延性的优点。本发明所述的绿色生态环保水泥与传统水泥相比，还具有抗渗等级高、耐候性强、不腐蚀钢筋等显著优点。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种密实度高、抗裂性能强、高延性的绿色生态环保水泥及其制备方法。

背景技术

水泥是各种基础设施建设的重要原料。我国每年生产的硅酸盐水泥熟料都在10亿吨以上，且呈逐年上升趋势。传统水泥生产基本是采用“两磨一烧”的生产工艺，将熟料、石膏和混合材料计量后，经输送设备直接喂入球磨机进行粉磨，经选粉机分选后进入成品库。据统计，每年因生产水泥所释放的二氧化碳约占人类所产生二氧化碳总量的7％，平均每生产一吨水泥熟料，约排放二氧化碳0.83吨。同时，每生产一吨水泥熟料约消耗120千克标准煤及65千瓦时电。因此，传统水泥生产不仅能耗巨大，且对环境保护尤其是空气污染十分不利，严重制约资源、经济及社会的可持续发展。

另一方面，传统水泥还具有脆性大、易开裂等缺点，在道路与桥梁工程的服役过程中，往往由于混凝土材料的延性差，极限拉应变低、抗冲击性能不足以及疲劳性能较差等特点，导致结构或部件容易在荷载作用下发生破坏，严重影响结构的安全性和美观性。

发明内容

基于传统水泥存在的脆性大、易开裂以及传统水泥生产过程中存在的能耗高以及环境污染严重等问题，本发明提供了一种通过添加改性超细碱性矿渣粉末提高材料的密实度，通过添加硅灰石粉克服水泥延性差的绿色生态环保水泥及其制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种绿色生态环保水泥，包括改性超细碱性矿渣粉末30-40份、方解石粉10-15份、硅藻土15-20份、硅灰石粉3-5份、碱激发剂5-7份和水5-9份；其中，所述改性超细碱性矿渣粉末为工业碱性矿渣经超细微粉碎设备粉碎后，由偶联剂进行表面处理得到。

上述方案中，所述碱激发剂由水玻璃和乙醇钠组成，所述水玻璃和乙醇钠重量比为30～60∶5～10。

上述方案中，超细碱性矿渣粉末改性用偶联剂为钛酸酯偶联剂。

本发明还包括一种用于制备上述绿色生态环保水泥方法，具体包括以下步骤：

步骤一，将工业碱性矿渣与分散剂、助磨剂混合均匀后，放入气流粉碎机中进行超细微粉碎，得到超细碱性矿渣粉末；

步骤二，将步骤一粉碎得到的超细碱性矿渣粉末与偶联剂钛酸酯进行改性反应，得到改性超细碱性矿渣粉末；

步骤三，将改性超细碱性矿渣粉末与硅藻土、方解石粉、碱激发剂以及适量水混合并搅拌均匀后，加入硅灰石粉，再次搅拌使其均匀地分散在材料中，得到一种绿色生态环保水泥。

其中，步骤一中，所述助磨剂选自焦磷酸钠、三乙醇胺、乙二醇、丙三醇、三乙醇胺磷酸盐中的一种或多种混合；所述分散剂为磺酸盐类分散剂、醛酮缩聚类分散剂或聚羧酸醚类分散剂。

进一步地，所述工业碱性矿渣与助磨剂、分散剂的添加比例为30～40∶3～5∶4～8。

进一步地，所述步骤一中，所述超细碱性矿渣粉末的粒径≤20μm，比表面积为700～800m²/kg。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：