[其他]一种低熟料硅酸盐水泥及其工艺

说明书

本发明系属于建筑材料领域，是对硅酸盐水泥的改进。

水泥是混凝土中最关键的组成成分，而混凝土又是建筑材料中最重要的材料之一。因此说，水泥质量的好坏直接关系到建筑工程的质量，欲想提高建筑工程的质量，采取的必要措施之一就是提高水泥的性能。水泥的性能和它的矿物组成存在着密切关系，一般来说，熟料含量愈高，水泥强度愈高，标号也愈高，但是熟料比加大，成本也相应增高。因此，若想通过提高熟料含量来提高水泥性能的话，必然会导致建筑工程成本的增加。长期以来人们一直在寻找不增加水泥熟料比即可提高水泥增度的最佳途径。煅烧石膏曾在无熟料水泥中广泛应用，但是在低熟料水泥中很少有人采用，更无人应用于中熟料和高熟料水泥中。其原因1）人们普遍认为在常规水泥中（矿渣硅酸盐水泥）加入煅烧石膏的作用和加入生石膏的作用几乎差不多，尤其是强度指标基本相同。《胶凝材料学》P153中指出：“石膏煅烧与否对其强度影响不大”。2）人们普遍认为由于加入稍多煅烧石膏会使水泥中的SO₃含量增加，过量的SO₃会生成水化硫铝酸钙，而水化硫铝酸钙又被称为“水泥杆茵”，这种茵对工程质量破坏性极大，它可使水泥混凝土严重降低强度，甚至可导致建筑物的倒塌。由于上述两种原因，长期以来几乎无人去探索在含熟料的水泥中加入稍多量的煅烧石膏来提高水泥的强度。

本发明的目的是提供一种低熟料高强度的硅酸盐水泥及其制造工艺。

本发明是通过加入稍过量的煅烧石膏、大量的水渣和少量的沸石岩，同时采取了特殊的煅烧石膏的工艺，达到了上述的目的。

本发明基于结晶中心理论和激化理论，在矿渣硅酸盐水泥中加入了稍过量的石膏，该石膏主要是煅烧石膏还有微量的生石膏。微量生石膏不仅起到缓凝作用，更为重要的是它可起到结晶中心的作用。除此之外还加入了大量的水渣和少量的沸石岩，由于水渣中含有活性Al₂O₃，尤其是玻璃体中含有大量的热能，煅烧石膏可以激化其生产较大的活性，使其迅速发生水化反应，无水CaSO₄、Ca（OH）₂、Al₂O₃与水发生如下反应：

水泥中3CaO·Al₂O₃·6H₂O也与无水CaSO₄作用发生如下反应：

由上述反应可见，煅烧石膏激化水渣与水泥中的熟料作用生成硅酸钙和铝酸钙，然后又生成硫铝酸钙。由于煅烧石膏激化水渣的能力优于二水石膏，它可激活大量的水渣参加水化反应，生成硫铝酸钙，而硫铝酸钙可以提高水泥的抗拉强度，增强水泥的膨胀性和耐久性，降低收缩性，并且还具有微膨胀性。

由于本发明加入了煅烧石膏和水渣，相应的减少了熟料和生石膏，因此也就减少SO₃和C₃A的含量，避免了过量的硫铝酸钙的生成。另外，本发明还采取了高温煅烧石膏的工艺，在750～800℃的温度下煅烧时，可以挥发过量的SO₃，从而可使SO₃降低到4%以下。因此，本发明不仅没有产生过量的SO₃，而且还利用煅烧石膏激化水渣，使水泥的强度得到了很大的提高。

本发明的成份组成如下：

熟料    30～45%

水渣    55～60%

煅烧石膏    3～6%

二水石膏    2～3%

其余为煤矸石和沸石岩

其中的煤矸石和沸石岩也可采用经过煅烧的。石膏、煤矸石、沸石岩的煅烧工艺为：温度750～800℃，保温3～5小时，然后自然降温。

下面给出本发明的实验例1。

熟料35%、水渣50%、煅烧石膏5%、二水石膏3%，其余为沸石岩或煤矸石。

石膏煅烧温度750～800℃，保温3小时，然后自然降温。

项目 抗压强度公斤/厘米²抗折强度公斤/厘米²

时间（天）    3    7    28    3    7    28