[发明专利]早强高强低热石膏矿渣水泥及其制备方法

说明书

本发明涉及一种无(少)熟料水泥，具体说是一种早强高强低热石膏矿渣水泥及其制备方法。

现有的水泥一般分为以熟料为主的水泥和不掺或少掺熟料的无(少)熟料水泥两大类，熟料水泥中质量最好的为硅酸盐水泥，其次为硅酸盐系列水泥，硅酸盐水泥是石灰质，粘土质及其它辅助原料(如铁质)按比例混合磨成生料并高温烧至部分熔融的以硅酸盐矿物为主要成分的熟料，加入适量石膏磨细而成的。如在熟料中掺入适量混合材料再加入适量的石膏按一定比例混合磨细可制成硅酸盐水泥系列品种，熟料水泥的质量好坏与熟料的掺入量多少成正比。由于生产熟料需煅烧，故其成本高，设备投资大，耗能高，环境污染严重，另外，以熟料为主的水泥需用粘土作原料。需耗用大量土地资源。

石膏矿渣水泥(又名矿渣硫酸盐水泥)属无(少)熟料水泥的一种，其质量在无(少)熟料水泥中为最好，它以矿渣为主加适量石膏和少量硅酸盐水泥熟料或石灰一起粉磨而成。生产该水泥其熟料的掺入量较少甚至为零，生产过程简单，降低了生产成本和建厂投资。但因存在强度低，尤其是早期强度低，凝结时间差及其它物理性能的缺陷，致使石膏矿渣水泥的质量较差，国内已没有厂家生产。近年来，中国专利公开了一些各种类型的无(少)熟料水泥，它们都采用新原料或新外加剂(诸如新的活性激发剂、早强剂、缓(速)凝剂等)，由于用这些新物料生产水泥均未作过全面深入的试验，尤其对水泥长期的质量(主要是耐久性)尚欠可靠依据，故用户不敢使用，水泥厂也不易采纳。

中国专利CN1064855A公开了名称为“无熟料水泥及其制造方法”，它通过化学激发剂激发工业废料中的活性。生产该水泥同样存在上述难以推广使用的缺陷，而更主要是由于这种水泥的早期强度仍不能达到普通硅酸盐水泥所要求的国家质量标准，更不能用作钢筋混凝土，只能用作砌筑水泥。

本发明的目的是利用现有生产硅酸盐系列水泥原料(不用粘土)和设备，提供一种强度高，特别是早期强度高，水化热低，成本低，投资少的早强高强低热石膏矿渣水泥及其制备方法。

本发明所提供的早强高强低热石膏矿渣水泥是以矿渣为主掺入一定量的石膏和石灰石，它们的配比为(重量百分比)：

矿渣：    50-85％

石膏：    7-30％

石灰石：  5-30％

生产本水泥可利用通常生产普通硅酸盐水泥的生产设备，但省去熟料的煅烧工序和设备。本发明首先将矿渣通过烘干机烘干，石膏、石灰石经破碎与烘干后的矿渣按重量百分比为：矿渣：50-85％、石膏：7-30％和石灰石：5-30％的比例入管磨机粉磨，也可将烘干后的矿渣及破碎的石膏、石灰石按重量百分比为：矿渣：50-85％、石膏：7-30％、石灰石：5-30％的比例分别磨细后混匀，粉磨细度为比面积≥4500cm²/g。成为合格成品后包装。

本发明所提供的水泥质量能够大大超过石膏矿渣水泥最高一级的部颁标准，并达到625R号硅酸盐水泥国家质量标准的关键在于是将石灰石作为活性混合材掺入，起到了激发矿渣潜在活性的作用，提高了水泥强度，同时大大降低水泥成本，提高水泥易磨性，而水泥细度的比表面积≥4500cm²/g。但长期以来水泥行业一直认为在硅酸盐类水泥中石灰石是作为非活性混合材掺入，它在水泥中起微集料作用，不与其它矿物发生化学反应，因此当其掺入量过大时，水泥的标号降低。石膏矿渣水泥部标中不掺石灰石，因它是非活性混合材，若再将其掺入标号已较低的石膏矿渣水泥中，会使水泥的标号及质量降得更低。

本发明在实验中发现石灰石作为活性混合材掺入矿渣中后发生了化学反应，它与石膏一起作为激发剂激发了矿渣的潜在活性。从几百个实验数据得知：当水泥细度为≥4500cm²/g，石灰石掺入量在30％以下的范围内，掺入量越大水泥强度越高，而且3天强度更高，尤其在石灰石掺入量为23％时，3天强度已超过725R号硅酸盐水泥国标，该水泥的质量已超过625R号硅酸盐水泥的国家质量标准。

下述表1、表2、表3中给出了各组分含量范围更详细的描述。所给出的配比范围均为近似值，它依赖于所选择各组分原料的质量而变化。