技术领域
[0001] 本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种复合硅酸盐水泥及其制备方法和应用。
相关背景技术
[0002] 建筑行业不可避免会产生大量的固体废弃物，其再生利用和消纳处理技术十分重要。高活性的固体废弃物的利用难度低、回收附加值高，已被加工成各类工业产品(例如：大部分高炉矿渣的火山灰活性较高，通常将其磨细后作为矿物掺合料直接替代熟料或水泥用于水泥基材料的生产)，而低活性的固体废弃物的火山灰活性较低，用在水泥基材料中通常只能发挥填充作用，且会导致水泥基材料的强度显著下降。目前，一般通过超细粉磨的方式来提高低活性的固体废弃物的活性，但超细粉磨的能耗过高，且低活性的固体废弃物通过超细粉磨制成的粉料还会造成水泥基材料的需水量大幅增加，最终导致水泥基材料中低活性的固体废弃物的掺量往往较低，不利于低活性的固体废弃物的再利用和处理处置。
具体实施方式
[0031] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
[0032] 实施例1：
[0033] 一种复合硅酸盐水泥，其制备方法如下：
[0034] 将0.03质量份的三乙醇胺、0.3质量份的硫酸钠和0.1质量份的硫酸铝钾分散在10质量份的水中，再喷洒到1质量份的纳米二氧化硅(粒径为15nm～50nm，SiO2含量≥99.5％)2
中，再转入立式混料机中，并加入40质量份的废砖粉(比表面积≥400m/kg，7d活性指数≤
65％，28d活性指数≤75％)后混合均匀，再转入烘干机干燥成块状混合物，再转入球磨机，并加入59质量份的P·Ⅰ42.5硅酸盐水泥后球磨10min，即得复合硅酸盐水泥。
[0035] 实施例2：
[0036] 一种复合硅酸盐水泥，其制备方法如下：
[0037] 将0.03质量份的三乙醇胺、0.3质量份的硫酸钠和0.1质量份的硫酸铝钾分散在10质量份的水中，再喷洒到1.5质量份的纳米二氧化硅(粒径为15nm～50nm，SiO2含量≥2
99.5％)中，再转入立式混料机中，并加入40质量份的废砖粉(比表面积≥400m/kg，7d活性指数≤65％，28d活性指数≤75％)后混合均匀，再转入烘干机干燥成块状混合物，再转入球磨机，并加入58.5质量份的P·Ⅰ42.5硅酸盐水泥后球磨10min，即得复合硅酸盐水泥。
[0038] 实施例3：
[0039] 一种复合硅酸盐水泥，其制备方法如下：
[0040] 将0.03质量份的三乙醇胺、0.3质量份的硫酸钠和0.1质量份的硫酸铝钾分散在10质量份的水中，再喷洒到1.5质量份的纳米二氧化硅(粒径为15nm～50nm，SiO2含量≥2
99.5％)中，再转入立式混料机中，并加入60质量份的废砖粉(比表面积≥400m/kg，7d活性指数≤65％，28d活性指数≤75％)后混合均匀，再转入烘干机干燥成块状混合物，再转入球磨机，并加入38.5质量份的P·Ⅰ42.5硅酸盐水泥后球磨10min，即得复合硅酸盐水泥。
[0041] 实施例4：
[0042] 一种复合硅酸盐水泥，其制备方法如下：
[0043] 将0.03质量份的三乙醇胺、0.3质量份的硫酸钠和0.1质量份的硫酸铝钾分散在10质量份的水中，再喷洒到1质量份的纳米偏高岭土(粒径为50nm～100nm)中，再转入立式混2
料机中，并加入40质量份的废砖粉(比表面积≥400m/kg，7d活性指数≤65％，28d活性指数≤75％)后混合均匀，再转入烘干机干燥成块状混合物，再转入球磨机，并加入59质量份的P·Ⅰ42.5硅酸盐水泥后球磨10min，即得复合硅酸盐水泥。
[0044] 实施例5：
[0045] 一种复合硅酸盐水泥，其制备方法如下：
[0046] 将0.03质量份的三乙醇胺、0.3质量份的硫酸钠和0.1质量份的硫酸铝钾分散在10质量份的水中，再喷洒到1质量份的纳米偏高岭土(粒径为50nm～100nm)中，再转入立式混料机中，并加入40质量份的低钙粉煤灰(CaO含量≤4％，球形颗粒占比>80％，比表面积≥2
400m/kg，7d活性指数≤70％，28d活性指数≤80％)后混合均匀，再转入烘干机干燥成块状混合物，再转入球磨机，并加入59质量份的P·Ⅰ42.5硅酸盐水泥后球磨10min，即得复合硅酸盐水泥。
[0047] 对比例1：
[0048] 一种复合硅酸盐水泥，其制备方法如下：
[0049] 将0.03质量份的三乙醇胺、0.3质量份的硫酸钠和0.1质量份的硫酸铝钾分散在102
质量份的水中，再喷洒到40质量份的废砖粉(比表面积≥400m/kg，7d活性指数≤65％，28d活性指数≤75％)中，再转入烘干机干燥成块状混合物，再转入球磨机，并加入60质量份的P·Ⅰ42.5硅酸盐水泥后球磨10min，即得复合硅酸盐水泥。
[0050] 对比例2：
[0051] 一种复合硅酸盐水泥，其制备方法如下：
[0052] 将0.03质量份的三乙醇胺、0.3质量份的硫酸钠和0.1质量份的硫酸铝钾分散在10质量份的水中，再喷洒到100质量份的P·Ⅰ42.5硅酸盐水泥中，再转入烘干机干燥，再转入球磨机球磨10min，即得复合硅酸盐水泥。
[0053] 性能测试：
[0054] 实施例1～5和对比例1～2的复合硅酸盐水泥的性能测试数据如下表所示：
[0055] 表1实施例1～5和对比例1～2的复合硅酸盐水泥的性能测试数据
[0056]
[0057]
[0058] 注：
[0059] 标准稠度用水量、初凝时间和终凝时间：参照“GB/T 1346‑2011水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法”进行测试。
[0060] 抗压强度：参照“GB/T 17671‑1999水泥胶砂强度检验方法”进行测试。
[0061] 由表1可知：
[0062] 1)对比例1与对比例2相比，掺入40％的废砖粉使P·Ⅰ42.5硅酸盐水泥的3d和28d抗压强度分别降低至24.2MPa和45.1MPa，降幅达28.0％和16.8％，说明直接添加废砖粉会大幅劣化硅酸盐水泥的力学性能；
[0063] 2)实施例1和实施例2与对比例1相比，掺入1％和1.5％的纳米二氧化硅使复合水泥的3d抗压强度从24.2MPa分别提高至31.9MPa和35.7MPa，涨幅为31.8％和47.5％，说明引入纳米二氧化硅后，其填充效应和晶核效应有效促进了早期废砖粉的火山灰反应和水泥的水化反应，缩短了复合水泥的凝结时间，改善了复合水泥的力学性能，但会增加标准稠度用水量；
[0064] 3)实施例3与实施例2相比，纳米二氧化硅掺量保持1.5％不变，废砖粉掺量由40％增加至60％，制备的复合水泥的3d和28d抗压强度虽然有所下降，但仍然可以达到28.9MPa和46.7MPa，满足42.5强度等级复合水泥的强度要求，说明在纳米二氧化硅掺量不变及指标满足42.5强度等级复合水泥国标的情况下，废砖粉的掺量可进一步提升；
[0065] 4)由实施例1、实施例4和实施例5可知，无论是纳米二氧化硅还是纳米偏高岭土，均能够有效提高复合水泥的早期强度，且纳米偏高岭土对复合水泥早后期强度的促进作用优于纳米二氧化硅，可见，在纳米材料的加持下，低钙粉煤灰、废砖粉等低活性固体废弃物亦能大掺量加入到复合水泥中，且不会劣化复合水泥的力学性能；
[0066] 综上可知，本发明通过合理引入纳米填料，有效提高了复合水泥的早后期强度，或在力学性能指标达标的情况下，大幅增加了低活性的固体废弃物的掺量，具有良好的社会效应和环境效应。
[0067] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
