一种高抗折复合硅酸盐水泥及制备方法技术

本发明专利技术属于建筑材料领域，尤其涉及一种高抗折复合硅酸盐水泥及制备方法，所述高抗折复合硅酸盐水泥由以下重量份的原料制成：35‑65份硅酸盐水泥熟料，17.5‑40份煅烧粘土、10‑22.5份石灰石，1.5‑5份石膏。本发明专利技术提供了一种从水泥这一混凝土核心原材料自身出发，在保证较高的水泥抗压强度的基础上提高折压比，提高水泥抗折强度，且以普通硅酸盐水泥熟料、煅烧粘土和低品位石灰石为主要原料制备的高抗折复合硅酸盐水泥及具有工艺简单，适于工业化生产特点的制备方法。

A high flexural composite Portland cement and its preparation method

The invention belongs to the field of building materials, in particular to a high flexural composite Portland cement and a preparation method. The high flexural composite Portland cement is made of the following weight parts of raw materials: 35 \u2011 65 parts of Portland cement clinker, 17.5 \u2011 40 parts of calcined clay, 10 \u2011 22.5 parts of limestone, and 1.5 \u2011 5 parts of gypsum. The invention provides a high flexural composite Portland cement prepared from cement, the core raw material of concrete, on the basis of ensuring a high compressive strength of cement, improving the flexural ratio and the flexural strength of cement, and taking ordinary portland cement clinker, calcined clay and low-grade limestone as the main raw materials, which has simple process and is suitable for industrial production Preparation method.

【技术实现步骤摘要】
一种高抗折复合硅酸盐水泥及制备方法
本专利技术属于建筑材料领域，尤其涉及一种高抗折复合硅酸盐水泥及制备方法。
技术介绍
现有技术和缺陷：水泥，特别是硅酸盐水泥，作为广泛应用于建筑、桥梁、水利和国防领域的混凝土及水泥砂浆材料的主要和关键胶凝材料组分，是其强度等关键性能指标的核心贡献者。水泥的性能直接决定了混凝土和水泥砂浆材料的性能，而现有传统硅酸盐水泥由于抗折强度低，使用过程中容易受到收缩过程中产生的拉应力作用而发生开裂破坏，日益难以满足混凝土建(构)筑物高耐久性和长服役年限的发展需要。目前广泛推广应用的装配式水泥构件等，其自身性能要求和机械化生产方式也对混凝土和水泥砂浆材料的抗折强度提出了较高要求。现有传统技术，主要通过添加胶粉、改性橡胶和各种纤维等添加剂和改性材料的常见方法提高混凝土和砂浆的韧性及抗折强度，其原理都是通过外加材料的相互搭接形成三维网状结构，承载基体的抗拉抗折载荷，因此都需要充分分散和较大的掺加量才会获得理想的效果，不可避免会造成混凝土搅拌工艺和设备的复杂，以及材料成本的显著上升。因此从水泥这一混凝土和水泥砂浆核心原料自身出发，通过技术手段提高水泥的抗折强度，是解决上述问题的低成本、高成效方法。而通过向水泥中加入粉煤灰和磨细矿渣粉等混合材料，使得水泥水化产物更加致密，可以一定程度上提高水泥抗折强度和折压比，从而改善混凝土和水泥砂浆的抗折强度，但提高幅度十分有限，且掺加量过大同时会造成抗压强度的显著下降。解决上述技术问题的难度和意义：因此，基于这些问题，提供了一种从水泥这一混凝土核心原材料自身出发，在保证较高的水泥抗压强度的基础上提高折压比，提高水泥抗折强度，且以普通硅酸盐水泥熟料、煅烧粘土和低品位石灰石为主要原料制备的高抗折复合硅酸盐水泥及具有工艺简单，适于工业化生产特点的制备方法具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术目的在于为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种从水泥这一混凝土核心原材料自身出发，在保证较高的水泥抗压强度的基础上提高折压比，提高水泥抗折强度，且以普通硅酸盐水泥熟料、煅烧粘土和低品位石灰石为主要原料制备的高抗折复合硅酸盐水泥。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种高抗折复合硅酸盐水泥，所述高抗折复合硅酸盐水泥由以下重量份的原料制成：35-65份硅酸盐水泥熟料，17.5-40份煅烧粘土、10-22.5份石灰石，1.5-5份石膏。本专利技术的提高硅酸盐水泥抗折强度的原理是：本专利技术利用煅烧粘土中偏高岭土组分的高火山灰活性和颗粒填充效应，细磨石灰石粉的颗粒填充效应和加速水化作用，以及二者复合叠加碳铝酸盐反应，生成C-A-S-H凝胶和单/半碳水化铝酸钙等水化产物，形成三维网络结构，细化水泥硬化体孔结构，密实水泥水化基体，提高了各向结构强度，因而对硅酸盐水泥的抗折强度较为显著的提升。本专利技术还可以采用以下技术方案：在上述的高抗折复合硅酸盐水泥中，进一步的，所述硅酸盐水泥熟料性能要求为3d抗压强度不低于26.0Mpa，28天抗压强度不低于52.5MPa，且符合GBT21372中通用水泥熟料的技术要求。在上述的高抗折复合硅酸盐水泥中，进一步的，所述煅烧粘土为高岭土选矿尾矿和低品位高岭土中的一种或两种组合，经煅烧后制备而成，其化学成分按重量百分比计，煅烧粘土的烧失量≤2.0％，Al2O3≥25％，1.5％≤Fe2O3和TiO2≤4.0％。在上述的高抗折复合硅酸盐水泥中，进一步的，所述高岭土选矿尾矿和低品位高岭土，其矿物组成按重量百分比计，高岭石类矿物≥35％，其余为石英类、长石类、云母类和含铁钛矿物的任意一种或至少两种的组合。在上述的高抗折复合硅酸盐水泥中，进一步的，所述石灰石，其化学成分按重量百分比计，35.0％≤CaO≤47.0％，MgO≤20.0％，烧失量≥35.0％，其矿物组成主要矿物为方解石和白云石的一种或两种复合，其余为石英类、长石类和云母类矿物的任意一种或至少两种的组合。在上述的高抗折复合硅酸盐水泥中，进一步的，所述石膏包括天然二水石膏、天然硬石膏、半水石膏、α高强石膏、脱硫石膏、磷石膏或氟石膏中的任意一种或至少两种的组合。以上是对原料的限定，体现本技术对原材料特性的要求。如：1)所用硅酸盐水泥熟料，为现行国标通用熟料，代表本技术的普适性；2)所用煅烧粘土，要求烧失量、Al2O3含量和高岭土尾矿低品质矿中高岭石类矿物含量，上述参数是该材料性能的体现和保证，同时也要求高铁钛含量，体现其低品质的特性；3)对石灰石烧失量和钙镁含量限定，体现其低品位的特性。煅烧粘土和石灰石均没有国家/行业标准要求，为本技术特别要求的指标。本专利技术另一目的在于为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种具有工艺简单，适于工业化生产特点的高抗折复合硅酸盐水泥的制备方法。一种高抗折复合硅酸盐水泥制备方法，所述高抗折复合硅酸盐水泥制备方法用于制备上述任一项所述的高抗折复合硅酸盐水泥，所述高抗折复合硅酸盐水泥制备方法包括以下步骤：步骤一：按照以下原料重量份比例取料：35-65份硅酸盐水泥熟料，17.5-40份煅烧粘土、10-22.5份石灰石，2.5-5份石膏；步骤二：将步骤一取得除煅烧粘土以外的原料混合，共同粉磨至比表面积380-500m2/kg；步骤三：将步骤一取得的煅烧粘土原料单独粉磨至比表面积550-900m2/kg；本专利技术采用分开研磨，煅烧粘土为软质物料，熟料和石灰石为硬质物料，若共同粉磨会造成煅烧粘土过度粉磨，而熟料和石灰石未得到充分粉磨的结果，因此要分别粉磨再混合。步骤四：将步骤二与步骤三所得磨细粉体混合均匀，即得所述的高抗折复合硅酸盐水泥。综上所述，本专利技术具有以下优点和积极效果：1、本专利技术利用煅烧粘土中偏高岭土组分的颗粒填充效应和高火山灰活性，加速硅酸盐熟料水化，生成大量C-A-S-H凝胶，细化水泥水化基体微观结构，利用低品位石灰石中的方解石或白云石的颗粒填充效应，及其与偏高岭土复合水化生成单/半碳水化铝酸钙，形成三维网络结构，细化水泥硬化体孔结构，密实水泥水化基体，提高了各向结构强度，从而更大程度的提高水泥的抗折强度。2、本专利技术通过水泥材料自身水化机理研究形成突破，所用水泥熟料为普通硅酸盐水泥熟料，所用煅烧粘土和石灰石来自高岭土选矿尾矿、低品位高岭土和低品位石灰石等固废和低值原料，不同于大掺量使用胶粉、改性橡胶和各种纤维等添加剂和改性材料，不会造成材料成本上升，在混凝土和水泥砂浆应用过程中也不需要改变搅拌工艺和设备。3、本专利技术利用以高岭土选矿尾矿和低品位高岭土为原料煅烧制备的煅烧粘土替代传统偏高岭土材料作为水泥混合材料，扩大了原材料来源，显著降低材料成本，同时为高岭土选矿尾矿和低品位高岭土综合处理与高质化利用提供了一个新方法。4、本专利技术具有高抗折强度、低熟料用量等特点，其石灰石可以全部使用高硅高镁的低品位石灰石，是一种绿色低碳的水泥。由于利用低品位石灰石作为水泥混合材料，可改善和降低水泥的需水量，提高了石灰石矿利用率，为建筑行业难以大规模利用的低钙石灰石，特别是低钙高镁石灰石的利用提供了一个新方法。5、本专利技术高抗折复合硅酸盐水泥中熟料占比最低仅有35％，是一种绿色低碳水泥，符合国家低碳环保发展方向，且有利于水泥和混凝土及水泥砂浆企业降本增效，具有较好的环境效应和经济效应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高抗折复合硅酸盐水泥，其特征在于：所述高抗折复合硅酸盐水泥由以下重量份的原料制成：35‑65份硅酸盐水泥熟料，17.5‑40份煅烧粘土、10‑22.5份石灰石，1.5‑5份石膏。

【技术特征摘要】
1.一种高抗折复合硅酸盐水泥，其特征在于：所述高抗折复合硅酸盐水泥由以下重量份的原料制成：35-65份硅酸盐水泥熟料，17.5-40份煅烧粘土、10-22.5份石灰石，1.5-5份石膏。2.根据权利要求1所述的高抗折复合硅酸盐水泥，其特征在于：所述硅酸盐水泥熟料性能要求为3d抗压强度不低于26.0Mpa，28天抗压强度不低于52.5MPa，且符合GBT21372中通用水泥熟料的技术要求。3.根据权利要求1所述的高抗折复合硅酸盐水泥，其特征在于：所述煅烧粘土为高岭土选矿尾矿和低品位高岭土中的一种或两种组合，经煅烧后制备而成，其化学成分按重量百分比计，煅烧粘土的烧失量≤2.0％，Al2O3≥25％，1.5％≤Fe2O3和TiO2≤4.0％。4.根据权利要求3所述的高抗折复合硅酸盐水泥，其特征在于：所述高岭土选矿尾矿和低品位高岭土，其矿物组成按重量百分比计，高岭石类矿物≥35％，其余为石英类、长石类、云母类和含铁钛矿物的任意一种或至少两种的组合。5.根据权利要求1所述的高抗折复合硅酸盐水泥，其特征在于：所述石灰石，其化学成分...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彬，隋同波，韩辉，赵艳妍，
申请(专利权)人：中国中材国际工程股份有限公司，天津水泥工业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32