專利名稱：一種水泥速凝劑及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水泥，更具體地說涉及水泥速凝劑，還涉及該水泥速凝劑的生產(chǎn)方法。
目前，國外混凝土速凝劑主要有西古尼特(Sigunite)，伊索格萊特(ISOCrete)和特里柯札爾(Tricosal)，它們都是以碳酸鈉(Na2CO3)和鋁酸鈉(NaAlO2)為主要成分。國內(nèi)市銷紅星一號、711型、782型、陽泉一型、堯山型等一般采用鋁氧熟料及碳酸鈉和氧化鈣或無水石膏或礬泥和氧化鈣或氧化鋅和氧化鈣為原料，還有的在配方中加入硫酸鋅、硫酸鈣或硫酸鋁、礬石等。生料配方按化學(xué)反應(yīng)式
及原料百分含量計(jì)算配比。然后，按照配比將鋁礬土、純堿、石灰混合球磨、成球、經(jīng)約1290℃燒結(jié)得速凝劑熟料。最后，再按速凝劑熟料∶純堿∶石灰＝1∶1∶0.5配比，經(jīng)混合球磨和包裝而成。以上現(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于因采用含硫的原料，如CaSO4Na2SO4、kAl(SO4)2、NaAl(SO4)2等。
由于硫在混凝土長期水化過程中變成亞硫酸，對鋼材有腐蝕作用強(qiáng)堿性氧化物不但降低水泥強(qiáng)度(速凝劑的摻入使混凝土早、后期強(qiáng)度降低30～40%)，而且對施工現(xiàn)場有氣味污染和對施工人員皮膚有腐蝕作用，另外，現(xiàn)有技術(shù)配方繁多，但總的來說可變性較大，盡而造成產(chǎn)品穩(wěn)定性較差，一般儲存期超過半年，產(chǎn)品質(zhì)量逐漸降低，有些半年即失效;另外，現(xiàn)有技術(shù)制造的速凝劑有的具備了初、終凝時(shí)間較短的優(yōu)點(diǎn)，但后期強(qiáng)度降低明顯;有的具備了后期強(qiáng)度較好，而初、終凝時(shí)間較長，摻量加大且其他指標(biāo)也較差。長期以來，研制一種凝固快、早后期強(qiáng)度高、無腐蝕及污染且保持期較長的水泥速凝劑成為國內(nèi)外有關(guān)專家探討的課題。
本發(fā)明的目的在于提供一種凝固塊兼可增加混凝土后期強(qiáng)度，對鋼材沒有腐蝕和對施工人員身體沒有危害及保質(zhì)期較長的水泥速凝劑，同時(shí)還提供一種所述的水泥速凝劑的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的目的可通過如下措施來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的速凝劑，其原料組成為含Al2O3大于25%(重量)的鋁土礦、鋁灰、煙筒灰(如電廠煙筒灰)一種或其中兩種或三種組合+純堿或荷性堿+石灰或石灰石+粘土(按Na2O∶Al2O3＝0.9～1.1，CaO∶SiO2＝1.5～3.0配制)，微量高效減水劑，NaAlO2含量為45～60%(重量)。
本發(fā)明所述的速凝劑，其原料組成還可以是按Na2O∶Al2O3＝1.0～1.05，CaO∶SiO2＝2.0～2.2配制。高效減水劑為萘磺酸類鹽高效減水劑，其含量為0.5～1.0%(重量)，NaAlO2含量為48～52%(重量)。
另外，還可以Al2O3含量大于25%(重量)的含Al、k、Na類礦物(如霞石、高嶺土類)取代鋁土礦。
本發(fā)明的另一方面是生產(chǎn)上述水泥速凝劑的方法。將Al2O3含量大于25%(重量)的鋁土礦、鋁灰、煙筒灰一種或其中兩種或三種組合，純堿或荷性堿、適量石灰或石灰石、微量礦化劑混合粉磨成球，燒成本發(fā)明所述速凝劑熟料。將粘土、余量石灰或石灰石減去前述加入的量)、微量礦化劑經(jīng)混合粉磨、成球、燒成水泥熟料。
前述按Na2O∶Al2O3＝0.9～1.1，CaO∶SiO2＝1.8～3.0配制。
將速凝劑熟料∶水泥熟料∶高效減水劑＝1∶(0.5～0.7)∶(0.006～0.01)混合粉磨、包裝而成。
本發(fā)明所述的方法還可以是Na2O∶Al2O3＝1.0～1.05，CaO∶SiO2＝2.0～2.2，高效減水劑為萘磺酸類鹽，加入量為0.5～1.0%(重量)，礦化劑為CaF2，加入量為1.0～2.0%(重量)。
加入石灰或石灰石，用于抑制生成水玻璃;加入粘土，用于降低本發(fā)明速凝劑的PH值及成本費(fèi)用，增強(qiáng)水泥后期強(qiáng)度;加入高效減水劑，用于減水17%左右，使混凝土密實(shí)，提高后期強(qiáng)度及促進(jìn)凝結(jié);礦化劑是用于保證本發(fā)明所述速凝劑反應(yīng)完全的催化劑。
以3.0%或4.0%的本發(fā)明速凝劑分別摻入北京525＃普通硅酸鹽水泥或北京425＃礦渣水泥中進(jìn)行初、終凝試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果示于表1。從表的試驗(yàn)結(jié)果可以看出摻3.0%或4.0%的速凝劑均具有較好的速凝效果，且隨摻量增多，速凝效果更加顯著。
北京礦渣425＃水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果示于表2。強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果示于表3。從表示的試驗(yàn)結(jié)果可以看出摻入3.0%的本發(fā)明速凝劑，其強(qiáng)度不但沒有降低，反而增強(qiáng)。
1?！?＃無砂粉，水泥∶水＝84∶544＃～6＃有砂粉，水泥∶砂粉∶石棉(3級)∶石棉(5級)∶水＝60∶24∶8∶8∶55.02＃(5＃)，速凝劑2.0%3＃(6＃)，速凝劑3.0%1?！?＃為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，4?！?＃為60℃蒸汽養(yǎng)護(hù)。
表1、2、3所列數(shù)據(jù)由清華大學(xué)土木工程系92年3月對本發(fā)明測試結(jié)果。
除上述以外，本發(fā)明儲存期超過一年，經(jīng)測試，所有性能指標(biāo)均無任何變化。另外速凝劑摻入量為3.0%時(shí)，測得回彈率為14.1%。而且，經(jīng)施工現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，沒有因摻入本發(fā)明速凝劑而帶來任何氣味及腐蝕施工人員皮膚現(xiàn)象，其原因在于
a、含NaAlO2適度，在荷性化作用時(shí)，即能起到速凝作用，又不因PH值過高，放熱反應(yīng)過大而影響水泥礦物充分水化;
b、在二次配料(熟料)中，不加氧化鈣及含硫酸鹽的水泥熟料或含硫酸鈣的水泥熟料或其他PH值升高的物料，而加入高標(biāo)號硅酸三鈣等礦物的水泥熟料;
c、在二次配料中加入萘磺酸類鹽高效減水劑，可節(jié)水17%左右，水泥石密度增大，故后期強(qiáng)度增高。
d、為保證本發(fā)明所述外摻劑反應(yīng)完全，使用礦化劑CaF2作為反應(yīng)的催化劑;
e、本發(fā)明均不含硫及鹵素元素，不含腐蝕鋼材的酸性氧化物，也沒有強(qiáng)堿性氧化物，而屬弱堿性，PH值為12左右。
以下，結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作更詳細(xì)地?cái)⑹觥?br> 首先對鋁土礦、純堿、粘土、石灰進(jìn)行分析，見表4，然后按Na2O∶Al2O3＝1.0計(jì)算鋁土礦和純堿的配比用量，為防生成水玻璃，適當(dāng)加入部分石灰，為加速反應(yīng)完全，加入0.6%(重量百分比)的CaF2，經(jīng)混合后送球磨機(jī)球磨，然后送成球盤成球，經(jīng)1100～1300℃燒結(jié)即為本發(fā)明所述速凝劑熟料。
按CaO∶SiO2＝2.1計(jì)算粘土和石灰的配比用量，這里計(jì)算時(shí)，石灰的用量包括前述制造本發(fā)明所述速凝劑熟料時(shí)加入的石灰量，為使反應(yīng)完全，加入0.6%(重量百分比)的CaF2，經(jīng)混合后送球磨機(jī)球磨，然后送成球盤成球，經(jīng)1100～1300℃燒結(jié)即為本發(fā)明所述水泥熟料。
將前述速凝劑熟料∶水泥熟料∶高效減水劑＝1∶0.6∶0.008混合粉磨，包裝而成本發(fā)明所述水泥速凝劑。表5為本發(fā)明速凝劑的化學(xué)成份。
權(quán)利要求
1.一種水泥速凝劑，其特征在于原料組成為Al2O3含量大于25%(重量)的鋁土礦、鋁灰、煙筒灰一種或其中兩種或三種組合，純堿或荷性堿，石灰或石灰石，粘土(按Na2O∶Al2O3=0.9～1.1，CaO∶SiO2=1.8～3.0配制)，微量高效減水劑，NaAlO2含量為45～60%(重量百分比)。
2.按照權(quán)利要求1所述的水泥速凝劑，其特征在于Na2O∶Al2O3＝1.0～1.05，CaO∶SiO2＝2.0～2.2。
3.按照權(quán)利要求1所述的水泥速凝劑，其特征在于所述高效減水劑為萘磺酸類鹽，其含量為0.5～1.0%(重量)。
4.按照權(quán)利要求1所述的水泥速凝劑，其特征在于NaAlO2含量為48～52%(重量)。
5.一種用常規(guī)的技術(shù)手段制造權(quán)利要求1所述水泥速凝劑的方法，其特征在于-將Al2O3含量大于25%(重量)的鋁土礦、鋁灰、煙筒灰一種或其中兩種或三種組合，純堿或荷性堿，適量石灰石或石灰、微量礦化劑經(jīng)混合粉磨、成球、燒成速凝劑熟料;-將粘土、余量石灰石或石灰(減去前述加入的量)，微量礦化劑經(jīng)混合粉磨、成球、燒成水泥熟料;-上述按Na2O∶Al2O3＝0.9～1.1，CaO∶SiO2＝1.8～3.0配制;-將速凝劑熟料∶水泥熟料∶高效減水劑＝1∶(0.5～0.7)∶(0.006～0.01)混合粉磨，包裝而成。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于Na2O∶Al2O3＝1.0～1.05，CaO∶SiO2＝2.0～2.2，高效減水劑為萘磺酸類鹽，加入量為0.5～1.0%(重量)，礦化劑為CaF2，加入量為1.0～2.0%(重量)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用常規(guī)的技術(shù)手段生產(chǎn)水泥速凝劑的方法及水泥速凝劑制品。用鋁土礦或鋁灰或煙筒灰、純堿或苛性堿、石灰石或石灰在礦化劑作用下生成速凝劑熟料，采用粘土、石灰石或石灰在礦化劑作用下生成水泥熟料，然后加入高效減水劑，經(jīng)混合粉磨成本發(fā)明的混凝土速凝劑制品。用于混凝土施工，具有早凝、增加混凝土后期強(qiáng)度、保質(zhì)期長及無毒副作用等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C04B22/00GK1088188SQ9211395
公開日1994年6月22日 申請日期1992年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月18日
發(fā)明者孔憲厚 申請人:孔憲厚