一种钡渣矿渣粉磷石膏熟料复合水泥的制作方法

日期:2019-05-16 04:59:01

一种钡渣矿渣粉磷石膏熟料复合水泥的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种钡渣矿渣粉磷石膏熟料复合水泥。其组成按重量百分比是:高炉矿渣粉5.3%?15.9%;水泥熟料5.2%?10.2%;磷石膏0.5%?3.1%;钡渣0.2%?4.5%;石英砂61.4%?71.7%;水10.1%?15.9%。钡渣矿渣粉磷石膏熟料复合水泥材料具有高早期强度,后期强度发展均匀且提高后期强度,弥补了矿渣水泥早期强度较低的缺点,酸性的磷石膏会与消耗一部分钡渣产生的Ba(OH)2从而Ba(OH)2对水泥熟料矿物水化的抑制,而且这一部分Ba(OH)2激发了矿渣粉的潜在水化活性,而且钡渣自身具有水化活性,因此早期强度发展较快,后期水泥熟料水化加上矿渣潜在活性激发强度发展稳定,同时其也具有韧性高、性能稳定、成本低等优点。
【专利说明】
一种钡渣矿渣粉磷石膏熟料复合水泥
技术领域
[0001] 本发明属于建筑材料科学领域,具体涉及一种钡渣矿渣粉磷石膏熟料复合水泥材 料。
【背景技术】
[0002] 矿渣水泥中高炉矿渣的潜在活性激发需要碱性环境,普通矿渣水泥早期强度较 低。钡渣、磷石膏属于工业废渣,是生产钡盐、磷酸等工业产品的过程中产生的废渣,根据大 量的研究表明,钡渣具有一定的水硬性,具有作为水泥混合材的潜力,有实际应用的价值, 但是单独的钡渣做水泥混合材由于钡渣中含有的水泥熟料矿物含量较少水化活性较弱,钡 渣在水化过程会产生一定量的Ba(0H) 2,其碱性比Ca(0H)2要强得多,会抑制水泥熟料中C3S、 C2S等矿物的水化,制约了钡渣作水泥混合材应用可能。磷石膏含有大量CaS04,作为水泥混 合材中主要作用就是调节水泥的凝结时间,磷石膏可以作为水泥缓凝剂应用,但是由于磷 石膏呈酸性,与水泥熟料水化过程中的碱反应,消耗一部分的Ca(0H) 2,对水泥强度的发展 有一定的负面影响。

【发明内容】

[0003] 本发明的目的在于提供一种复合矿渣水泥,既解决钡渣在水泥中的利用问题,又 解决磷石膏导致矿渣水泥早期强度较低的问题,从而提高矿渣水泥的使用价值。
[0004] 为了实现上述目的,采用技术方案如下:
[0005] 钡渣矿渣粉磷石膏熟料复合水泥材料,其组成按重量百分比是: 高炉矿渣粉 5.3%-15.9% 水泥熟料 5.2%-10.2% 磷石膏 0 · 5 %-3 · 1 %
[0006] 钡渣 ().2%-4.5% 石英砂 61.4%-7],7% 水 10 .1%-15.9%,
[0007]按上述方案,所述的高炉矿渣粉主要活性成分及含量为Ca033.64wt %以上、 Si〇232.93wt% 以上、Al2〇314.72wt% 以上。
[0008] 按照上述方案,所述的钡渣主要活性成分及含量为Si0218.99wt%以上、 Ca012.04wt% 以上、Ba037.21wt% 以上。
[0009] 按照上述方案,所述的磷石膏主要活性成分及含量为Ca030.34wt%以上、 S0339.78wt% 以上。
[00?0] 按上述方案,所述的石英砂粒径〇.〇75_2mm。
[0011]上述钡渣矿渣粉磷石膏熟料复合水泥材料的制备方法,包括以下步骤:
[0012] 将高炉矿渣粉、钡渣、磷石膏、水泥熟料混合均匀;
[0013] 将混合均匀的胶材倒入水中,开动搅拌;匀速加入石英砂得到胶砂;
[0014]将胶砂注入模具,置于室温24h后盖上保鲜膜,在17-23 °C、相对湿度60 %的标准养 护箱内养护24h后拆模,再放入环境温度20°C、恒温恒湿养护箱中用水完全浸没,养护至28 天后干燥,即得到钡渣矿渣粉磷石膏熟料复合水泥材料。
[0015] 本发明的有益效果如下:
[0016] 钡渣矿渣粉磷石膏熟料复合水泥材料具有高早期强度,后期强度发展均匀且提高 后期强度,弥补了矿渣水泥早期强度较低的缺点,酸性的磷石膏会与消耗一部分钡渣产生 的Ba(0H) 2从而Ba(0H)2对水泥熟料矿物水化的抑制,而且这一部分Ba(0H)2激发了矿渣粉的 潜在水化活性,而且钡渣自身具有水化活性,因此早期强度发展较快,后期水泥熟料水化加 上矿渣潜在活性激发强度发展稳定,同时其也具有韧性高、性能稳定、成本低等优点。
【具体实施方式】
[0017] 以下实施例进一步阐释本发明的技术方案,但不作为对本发明保护范围的限制。
[0018] 下面实施例中所使用的高炉矿渣粉为武汉某公司生产的S95级矿渣粉,主要活性 成分及含量为〇3〇(33.64%)^02(32.93%)^1 2〇3(14.72%)各项指标符合国家标准《用于 水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GB/T 18046-2000)中的相关规定;钡渣为湖北某公司 生产的钡渣,主要成分含量为3102(18.99%)、0 &0(12.04%)、8&0(37.2七%);磷石膏为贵州 某公司生产磷石膏主要成分Ca0(30.34% )、S03(39.78% );水泥熟料为湖北某水泥厂生产 熟料;石英砂粒径0.075-2mm;水可饮用的自来水。
[0019] 实施例1
[0020] 按如下质量百分比配料:
[0021] 水泥熟料7.78 %,石英砂66.67 %,高炉矿渣粉10 %,钡渣粉2.22 %,磷石膏粉 2.22%,水
[0022] 水泥熟料7.78%,石英砂66.67 %,高炉矿渣粉8.89 %,钡渣粉3.33 %,磷石膏粉 2.22%,水
[0023] 以水泥熟料7.78 %,石英砂66.67 %,高炉矿渣粉12.22 %,磷石膏粉2.22 %,水 11.11%作为对比样组。按照上述配比,结合钡渣矿渣粉磷石膏熟料复合水泥材料的制备方 法,养护至28d。
[0024] 利用WAY-300型全自动抗折抗压试验机测定抗压抗折强度,结果如表1。压折比表 示砂浆柔性、韧性的指标,压折比值越低,即相对来说,抗折强度较高,这同样反映了砂浆柔 性、韧性越好。
[0025] 表 1
[0026]
[0027] 根据表1,可以得到钡渣掺入对复合水泥有增强力学性能的作用,相对与对比组, 钡渣掺量2.22 %试样28d抗折强度提高了6.12 %、抗压强度提高了 1.7 %,钡渣掺量3.33 % 试样28d抗折强度降低6.12%、抗压强度降低了 9.03%,可见钡渣掺入改善了复合水泥的抗 折抗压强度,同时在压折比方面,钡渣掺入降低了复合水泥的压折比,28d降低百分比分别 为4.0%、3.0%。再看早期强度的发展情况,钡渣掺量2.22%组的试块3d、7d抗压强度比对 比组分别增加16.67%、6.27%,而钡渣掺量3.33%组试块早期强度与对比组相当,可见钡 渣掺入量在2.22%时对矿渣复合水泥提高早期强度有显著效果,并且增加了矿渣复合水泥 的韧性、柔性。
[0028] 实施例2
[0029] 按如下质量百分比配料:水泥熟料7.33 %,石英砂66.67 %,高炉矿渣粉12.22 %, 钡渣粉0.44%,磷石膏粉2.22%,水11.11 % ;水泥熟料6.89%,石英砂66.67 %,高炉矿渣粉 12.22%,钡渣粉0.89%,磷石膏粉2.22%,水11.11 %。以水泥熟料7.78%,石英砂66.67%, 高炉矿渣粉12.22%,磷石膏粉2.22%,水11.11 %作为对比样组。按照上述配比,结合钡渣 矿渣粉磷石膏熟料复合水泥材料的制备方法,养护至28d。
[0030] 利用WAY-300型全自动抗折抗压试验机测定抗压抗折强度,结果如表2。
[0031] 表 2
[0032]
[0033] 根据表2,可以得到钡渣对复合水泥有增强其早期力学性能的作用,相对于对比样 组,钡渣掺量0.44%3d、7d、28d抗折强度分别提高3.78%、9.72%、0%,3d、7d抗压强度分别 提高6.90 %、8.01 % ;钡渣掺量0.89 % 3d、7d抗压强度分别提高0 %、4.18 %,可见钡渣掺入 0.44 %对复合水泥早期强度提升效果显著。
[0034] 实施例3
[0035]按如下质量百分比配料:水泥熟料30%,高炉矿渣粉40%,钡渣粉20%,磷石膏粉 10% ;水泥熟料30%,高炉矿渣粉42.5%,钡渣粉20%,磷石膏粉7.5%。以水泥熟料30%,高 炉矿渣粉60 %,磷石膏粉10%作为对比样组。按照上述配比,结合钡渣矿渣粉磷石膏熟料复 合水泥材料的制备方法,测试其凝结时间与标准稠度需水量,结果如表3。
[0036] 表3
[0037]
[0038] 根据表3可得,磷石膏掺入复合水泥中掺量对复合水泥凝结时间有影响作用,相比 于对比样,钡渣掺量变化对复合水泥标准稠度用水量以及凝结时间影响不大,对于钡渣掺 量一定时,磷石膏掺量10%相比于磷石膏掺量7.5%延长了复合水泥的凝结时间,初凝时间 延长了 35min,终凝时间延长了 50min。可见磷石膏对钡渣矿渣粉磷石膏熟料复合水泥材料 凝结时间有调节作用。
【主权项】
1. 钡渣矿渣粉磷石膏熟料复合水泥材料,其特征在于组成按重量百分比是: 高炉矿渣粉 5.3%-15.9% 水泥熟料 5.2%-10.2% 磷石膏 0.5%-3.1% 钡渣 0.2%-4.5% 石英砂 61.4%-71.7% 水 10 .1%-15.9%.,2. 如权利要求1所述的钡渣矿渣粉磷石膏熟料复合水泥材料,其特征在于所述的高炉 矿渣粉主要活性成分及含量为Ca033 · 64wt %以上、Si0232 · 93wt%以上、Al2O3H · 72wt%以 上。3. 如权利要求1所述的钡渣矿渣粉磷石膏熟料复合水泥材料,其特征在于所述的钡渣 主要活性成分及含量为Si0218.99wt%以上、Ca012.04wt%以上、Ba037.21wt%以上。4. 如权利要求1所述的钡渣矿渣粉磷石膏熟料复合水泥材料,其特征在于所述的磷石 膏主要活性成分及含量为Ca030.34wt %以上、S0339.78wt %以上。5. 如权利要求1所述的钡渣矿渣粉磷石膏熟料复合水泥材料,其特征在于所述的石英 砂粒径0.075-2mm。6. 权利要求1所述的钡渣矿渣粉磷石膏熟料复合水泥材料的制备方法,其特征在于包 括以下步骤: 将高炉矿渣粉、钡渣、磷石膏、水泥熟料混合均匀; 将混合均匀的胶材倒入水中,开动搅拌;匀速加入石英砂得到胶砂; 将胶砂注入模具,置于室温24h后盖上保鲜膜,在17-23 °C、相对湿度60 %的标准养护箱 内养护24h后拆模,再放入环境温度20°C、恒温恒湿养护箱中用水完全浸没,养护至28天后 干燥,即得到钡渣矿渣粉磷石膏熟料复合水泥材料。
【文档编号】C04B28/14GK105884314SQ201610225866
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】陈潇, 梁雄毅
【申请人】武汉理工大学


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