本发明是一系列节能型水泥,包括白水泥、彩色水泥及其制造方法。 在研究水泥品种时,如果将现有的国家水泥标准(GB)绘制成熟料与石膏加矿渣的双座标邻接尺图(见图1,该图为各水泥品种的熟料与矿渣+石膏的百分含量图)进行分析,不难看出在上坐标的熟料含量为1-28%,下坐标矿渣加石膏含量为88-72%的区间是一段空白,这段空白至今未生产和列出水泥品种,尚有待填补。 从水泥化学原理知道:水泥在水化、水解后的强度不是以其矿物组成成份强度的简单相加,各种矿物之间对水泥强度有一定的促进作用,也可能产生抵消作用与破坏作用,关键问题是在于各矿物之间怎样选择最佳的配合方案,并与水泥细度和外加剂有一定的关系。在考虑成本与节能的前提下,怎样科学地配置各矿物含量(C3A3S、C3S、C2S、C4AF与C3A)的组成,使所生产的新品种水泥在强度和其它性能上获得最佳值,这就是值得去研究和发现,从而开发出新品种水泥。 如果以上述双坐标邻接尺图上的那段空白区间的熟料、矿渣与石膏含量按常规方法生产水泥,其性能存在如下两个主要的缺点:(1)水泥的凝结时间长,不便施工使用。(2)水泥的强度低,标号在325#以下,因此,无多大的实用价值。 本发明的目的是针对上述问题,提供一种水泥熟料用量特别少、矿渣用量大大增加、能耗降低、成本降低的节能型水泥。 本发明的目的实现方式是用以下技术方案:一是采用半水石膏和可溶性无水石膏,半水石膏具有促凝促硬作用,当水泥中加入半水石膏后,立即会出现比普通正常范围溶解度大5倍的硫酸钙,它能促进强度较高的硫铝酸钙矿物的形成;二是提高水泥的粉浆细度,其比表面积比普通水泥增加500-1500cm2/g;三是选择适当的C3A3S、C3S、C2S、C4AF与C3A在水泥矿物中所占的比例;四是在粉磨水泥时加入少量的引气型复合萘系高效减水剂(0.1-0.8%),即可调节凝结时间也可提高早期强度。 这种水泥属中碱度水泥(PH=12±1),抗硫酸盐浸蚀的性能好,生产这种水泥比生产普通水泥节能30-50%,降低成本25-45%。下面详细描述三个新品种水泥。 一、节能型水泥 Ⅰ、定义 凡以硅酸盐水泥熟料(12-28%)、粒化高炉矿渣与半水石膏(两者之和为88-72%)和少量减水剂(0.1-0.8%)经高细粉磨制得的水硬性胶凝材料,称为节能型水泥。 Ⅱ、品质标准 a、三氧化硫含量不得超过4.5% b、细度比表面积为3500-5500cm2/g 其余同GB1344-77 Ⅲ、实施例 1、原料的化学成分配比 原 料 名 称 配比 % 化学成分 % 备注 Zoss SiO2 Al2O3 CaO Fe2O3(Feo) MgO 其他 半水石膏 干矿渣 水泥熟料 高效减水剂 (谭建牌) 8 71.7 20 0.3 ┈ 12.40 2.80 33.00 1.90 2.68 SO3 32.40 4.80 37.00 2.44 9.50 39 0.29 19.52 6.46 65.93 4.48 1.69 原结晶水7% 干后结晶水1.3% fCaO 4.00% 熟料中的KH=0.98/0.91,C3S=50.81%,熟料平均标号640# 2、物理实验结果 本水泥中的SO3=3.75%,水泥细度比表面积为4200cm2/g,初凝时间2:10′,终凝时间6:30′,试验稠度为27毫米,加水量为24.5%,水泥安定性合格。 各龄期强度试验结果 单位:兆帕(MPa) 水泥标号525# 二、节能型白水泥 Ⅰ、定义 凡以白色硅酸盐水泥熟料(2-12-28%)、适量的白色粒化高炉渣与白色半水石膏(两者之和为98-72%)和少量高效减水剂(0.1-0.5%)经高细粉磨而成的白色水硬性胶凝材料,称为节能型白水泥。 Ⅱ、品质标准:适用于白熟料含量12-28%者 a、三氧化硫含量不得超过4.5% b、细度比表面积为3500-5500cm2/g 其余同GB2015-80 Ⅲ、实施例 1、原料的化学成分配比 原 料 名 称 配比 % 化学成分 % 备注 Zoss SiO2 Al2O3 CaO Fe2O3(Feo) MgO 其他 白半水石膏 干白矿渣 白熟料 高效减水剂 (谭建牌) 8 70 22 0.3 ┈ 6.46 2.74 39.60 0.22 2.10 SO3 38.90 13.00 41.55 0.20 4.30 40 0.50 22.86 4.96 68.40 0.20 1.04 原结晶水7.5% 干后结晶水1.3% 2、物理实验结果 本水泥中的SO3=3.80%,细度比表面积5000cm2/g,初凝时间2:50′,终凝时间6:18′,试验稠度为28%,加水量为25%,水泥安定性合格。水泥白度75.8。 各龄期强度试验结果 单位:兆帕(MPa) 节能型白水泥标号425#,白度三极 生产该品种水泥,可用高铬衬板和高铬球、锻装备的高细磨机进行粉磨。 三、节能型彩色水泥 Ⅰ、定义 凡以硅酸盐水泥熟料(白水泥或灰水泥熟料,其值为2-28%)、粒化高炉渣与白色半水石膏(两者之和为98-70%)、着色剂(0.2-1.0%)、外加剂(0.1-1.5),经高细粉磨或分别粉磨而成的彩色水硬性胶凝材料,称节能型彩色水泥。 ※、根据熟料的矿物含量和着色剂的性质适当选择外加剂。外加剂是指分散剂、减水剂、稳定剂、防水剂和早强剂。 Ⅱ、品质标准:适用于白熟料含量12-28%者 a、三氧化硫含量不得超过4.5% b、细度比表面积为3500-5500cm2/g 彩色水泥的颜色根据用户要求确定生产,其它同GB1344-77 Ⅲ、实施例 1、原料的化学成分配比 原 料 名 称 化学成分 % 备注 Zoss SiO2 Al2O3 CaO Fe2O3(Feo) MgO 其他 半水白氟石膏 干矿渣1# 干矿渣2# 灰 熟 料 白 熟 料 ┈ 6.46 2.74 39.60 0.20 2.10 SO3 ┈ 32.40 14.80 37.00 2.44 9.50 40 ┈ 38.90 13.00 41.55 0.22 4.30 0.29 19.52 6.46 65.95 4.48 1.69 0.50 22.86 4.96 68.40 0.22 1.02 原结晶水7.5% 干后结晶水1.3% 标号640# 2、各实施例的配料情况 本实施例所生产的彩色水泥强度,按GB1344-77标准检查,其标号在325#-525#之间,其余各项均合格,适用于做彩色地板和彩色构件;如果采用熟料为2-12%的配比,则只能生产225#-325#彩色水泥,可用于弹涂、滚花和粉刷等装饰工程。 Ⅳ、节能型彩色水泥的工艺流程 1、高细粉磨工艺流程(一台高细磨机) 2、二级分别粉磨工艺流程(一台单仓磨,一台双仓磨) 本发明所产生的节能型彩色水泥,由于C2S和fCaO少,故在水化时产生的Ca(OH)2少,相应生成的CaCO3也少,在加入适量添加剂后,基本上解决了盐析(白霜)现象,故彩色不易褪色,耐候性能较好。