一种水泥基复合胶凝材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于建筑材料制备技术领域，具体涉及一种水泥基复合胶凝材料及其制备方法和应用。本发明专利技术提供一种包括水泥、粉煤灰、矿渣微粉、石灰石粉的复合胶凝材料，该材料用于护岸结构混凝土的制备，可明显提高护岸结构混凝土的抗硫酸盐和氯盐复合侵蚀的能力，改善混凝土的孔结构和密实性，同时减小固体废弃物对环境的污染和土地资源的浪费，具有明显的社会效益和经济效益。

A Cement-based Composite Cementitious Material and Its Preparation Method

The invention belongs to the technical field of building materials preparation, in particular to a cement-based composite cementitious material and its preparation method and application. The present invention provides a composite cementitious material including cement, fly ash, slag powder and limestone powder, which can be used in the preparation of shore revetment structural concrete, can obviously improve the ability of shore revetment structural concrete to resist sulfate and chloride compound erosion, improve the pore structure and compactness of concrete, and reduce the pollution of solid waste to the environment and waste of land resources. It has obvious social and economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种水泥基复合胶凝材料及其制备方法
本专利技术属于建筑材料制备
，具体涉及一种水泥基复合胶凝材料及其制备方法和应用。
技术介绍
黄河三角洲地区河水中含有的Cl-、SO42-、Mg2+等离子对沿岸护岸材料和结构长期的化学腐蚀作用，导致混凝土结构的耐久性极大降低，使用年限也大大缩短，同时也造成土地流失日益严重，自然和生态景观遭到较大的破坏。因此，对于用于护岸结构的混凝土材料需要满足一定强度、和易性良好的情况下，还需要具有一定的耐腐蚀、抗冻性、抗渗性等性能。随着人们对生态环境保护意识的加强，提高用于护岸材料混凝土的耐久性具有重要的意义。随着我国经济的飞速发展以及工业化进程的加快，能源、钢铁、有色、矿山等行业每年会产生大量废渣，诸如粉煤灰、高炉矿渣、钢渣、锂渣、碱渣等。其大量堆积，严重造成了环境的污染和土地资源的浪费，为了保护环境，已经有大量的学者进行了大量的研究将其应用于水泥混凝土的生产过程当中。目前，现有的复合胶凝材料主要是用于单方面抵抗SO42-或者Cl-的侵蚀，对于诸如抵抗SO42和Cl-复合侵蚀的复合胶凝材料研究较少。因此，目前亟需开发一种用于护岸结构混凝土的制备以抵抗河水中硫酸根离子和氯离子等的复合侵蚀的复合胶凝材料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中用于护岸材料的混凝土抗腐蚀性能较差的缺陷，探索出一种复合胶凝材料，其用于护岸结构混凝土的制备，可明显提高护岸结构混凝土的抗硫酸盐侵蚀的抗蚀系数并降低氯离子扩散系数，使混凝土具有较高的抵抗硫酸根离子和氯离子复合侵蚀的能力，并改善混凝土的孔结构和密实性，同时减小固体废弃物对环境的污染和土地资源的浪费，具有明显的社会效益和经济效益。为此，本专利技术第一方面提供了一种复合胶凝材料，包括：组分a)，20wt％-60wt％的水泥；组分b)，10wt％-40wt％的粉煤灰；组分c)，20wt％-50wt％的矿渣微粉；组分d)，0wt％-20wt％的石灰石粉。在本专利技术中，所述复合胶凝材料中不含钢渣微粉。在本专利技术的一些实施方式中，所述水泥的含量为25wt％-55wt％；和/或，所述粉煤灰的含量为15wt％-35wt％；和/或，所述矿渣微粉的含量为25wt％-45wt％；和/或，所述石灰石粉的含量为0wt％-15wt％。在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述水泥的含量为30wt％-50wt％；和/或，所述粉煤灰的含量为15wt％-30wt％；和/或，所述矿渣微粉的含量为25wt％-40wt％；和/或，所述石灰石粉的含量为0wt％-10wt％。在本专利技术的一些进一步优选的实施方式中，所述水泥的含量为30wt％-40wt％；和/或，所述粉煤灰的含量为15wt％-25wt％；和/或，所述矿渣微粉的含量为30wt％-40wt％；和/或，所述石灰石粉的含量为5wt％-10wt％。在本专利技术的一些更为优选的实施方式中，所述水泥的含量为30wt％-35wt％；和/或，所述粉煤灰的含量为18wt％-22wt％；和/或，所述矿渣微粉的含量为35wt％-40wt％；和/或，所述石灰石粉的含量为8wt％-10wt％。在本专利技术的另一些实施方式中，所述粉煤灰的比表面积为300-600m2/kg；和/或，所述矿渣微粉的比表面积为300-600m2/kg；和/或，所述石灰石粉的比表面积为300-600m2/kg。在本专利技术的另一些优选的实施方式中，所述粉煤灰的比表面积为400-550m2/kg；和/或，所述矿渣微粉的比表面积为400-550m2/kg；和/或，所述石灰石粉的比表面积为400-550m2/kg。在本专利技术的另一些进一步优选的实施方式中，所述粉煤灰的比表面积为450-500m2/kg；和/或，所述矿渣微粉的比表面积为450-520m2/kg；和/或，所述石灰石粉的比表面积为450-500m2/kg。在本专利技术的另一些更为优选的实施方式中，所述粉煤灰的比表面积为470-490m2/kg；和/或，所述矿渣微粉的比表面积为490-510m2/kg；和/或，所述石灰石粉的比表面积为480-500m2/kg。在本专利技术的一些实施方式中，所述粉煤灰的需水量比为85％-98％；和/或，所述矿渣微粉需水量比为85％-98％；和/或，所述石灰石粉的需水量比为85％-98％。在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述粉煤灰的需水量比为88％-97％；和/或，所述矿渣微粉需水量比为88％-98％；和/或，所述石灰石粉的需水量比为88％-96％。在本专利技术的一些进一步优选的实施方式中，所述粉煤灰的需水量比为92％-96％；和/或，所述矿渣微粉需水量比为92％-97％；和/或，所述石灰石粉的需水量比为90％-95％。在本专利技术的一些更为优选的实施方式中，所述粉煤灰的需水量比为94％-96％；和/或，所述矿渣微粉需水量比为95-97％；和/或，所述石灰石粉的需水量比为92％-94％。在本专利技术的一些实施方式中，所述粉煤灰包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3及TiO2；在本专利技术的另一些实施方式中，所述矿渣微粉包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3及TiO2。在本专利技术的一些实施方式中，所述石灰石粉包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO及SO3。在本专利技术的另一些实施方式中，所述粉煤灰包括40wt％-60wt％SiO2、35wt％-50wt％Al2O3、6wt％-10wt％Fe2O3、2wt％-7wt％CaO、0.5wt％-1wt％MgO、1wt％-5wt％SO3及1wt％-5wt％TiO2。在本专利技术的一些实施方式中，所述矿渣微粉包括20wt％-30wt％SiO2、10wt％-20wt％Al2O3、0.3wt％-1wt％Fe2O3、40wt％-60wt％CaO、5wt％-10wt％MgO、5wt％-10wt％SO3及1wt％-6wt％TiO2。在本专利技术的另一些实施方式中，所述石灰石粉包括0.2wt％-1wt％SiO2、1wt％-3wt％Al2O3、0.2wt％-1wt％Fe2O3、50wt％-60wt％CaO、1wt％-5wt％MgO及5wt％-10wt％SO3。在本专利技术的一些实施方式中，所述水泥为普通硅酸盐水泥。在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述水泥为32.5、42.5或52.5普通硅酸盐水泥。在本专利技术的一些更为优选的实施方式中，所述水泥为42.5普通硅酸盐水泥。在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述的粉煤灰为Ι级粉煤灰；所述矿渣微粉为S95级矿粉。在本专利技术中，所述石灰石粉由石灰岩磨细加工而成。本专利技术第二方面提供了本专利技术第一方面所述的复合胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：将水泥、粉煤灰、矿渣微粉及任选的石灰石粉经机械搅拌混合，获得复合胶凝材料。本专利技术第三方面提供本专利技术第一方面所述的复合胶凝材料或本专利技术第二方面所述的制备方法制备的复合胶凝材料在护岸材料的制备中的应用。在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述应用为护岸结构混凝土的制备中的应用。目前，现有的复合胶凝材料主要是用于单方面抵抗SO42-或者Cl-的侵蚀，对于诸如抵抗SO42和Cl-复合侵蚀的复合胶凝材料的研究较少。本申请用磨细矿渣粉、粉煤灰、钢渣、石灰石粉等取代部分水泥，可以明显改善混凝土的微观结构，降低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合胶凝材料，包括：组分a)，20wt％‑60wt％的水泥；组分b)，10wt％‑40wt％的粉煤灰；组分c)，20wt％‑50wt％的矿渣微粉；组分d)，0wt％‑20wt％的石灰石粉。

【技术特征摘要】
1.一种复合胶凝材料，包括：组分a)，20wt％-60wt％的水泥；组分b)，10wt％-40wt％的粉煤灰；组分c)，20wt％-50wt％的矿渣微粉；组分d)，0wt％-20wt％的石灰石粉。2.根据权利要求1所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述复合胶凝材料中不含钢渣微粉。3.根据权利要求1或2所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述水泥的含量为25wt％-55wt％，优选30wt％-50wt％；和/或，所述粉煤灰的含量为15wt％-35wt％，优选15wt％-30wt％；和/或，所述矿渣微粉的含量为25wt％-45wt％，优选25wt％-40wt％；和/或，所述石灰石粉的含量为1wt％-15wt％，优选2wt％-10wt％。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述粉煤灰的比表面积为300-600m2/kg，优选400-550m2/kg，更优选450-500m2/kg；和/或，所述矿渣微粉的比表面积为300-600m2/kg，优选400-550m2/kg，更优选450-520m2/kg；和/或，所述石灰石粉的比表面积为300-600m2/kg，优选400-550m2/kg，更优选450-500m2/kg。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述粉煤灰的需水量比为85％-98％，优选88％-97％，更优选92％-96％；和/或，所述矿渣微粉需水量比为85％-98％，优选88％-98％，更优选92％-97％；和/或，所述石灰石粉的需水量比为85％-98％，优选88％-96％，更优选90％-95％。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的复合胶凝材料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王栋民，张雷，王奕仁，刘少卿，孙睿，古悦，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11