著录项信息
专利名称 | 一种微膨胀型硅酸盐水泥的制造方法 |
申请号 | CN97106528.4 | 申请日期 | 1997-07-19 |
法律状态 | 权利终止 | 申报国家 | 中国 |
公开/公告日 | 1998-03-18 | 公开/公告号 | CN1176231 |
优先权 | 暂无 | 优先权号 | 暂无 |
主分类号 | 暂无 | IPC分类号 | 暂无查看分类表>
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申请人 | 浙江大学 | 申请人地址 | 浙江省杭州市玉古路20号
变更
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权利人 | 浙江大学 | 当前权利人 | 浙江大学 |
发明人 | 楼宗汉;陈胡星;沈锦林;王宇清;胡国君 |
代理机构 | 浙江大学专利代理事务所 | 代理人 | 连寿金;张法高 |
摘要
一种微膨胀型硅酸盐水泥的制造方法,其特征是以石灰石、粘土、铁矿粉、白云石为原料,熟料的成份是CaO60~66%wt,SiO220~24%wt,Al2O34.0~6.0%wt,Fe2O34.5~7.0%wt,MgO4.0~6.0%wt,其中Al2O3与Fe2O3的含量之和不少于10.8%wt,水泥中SO3含量为水泥重量的3.0~5.0%wt。同现有技术比较,本发明的水泥突出优点是具有较为理想的微膨胀性能,特别适用于坝体等大体积的混凝土工程使用。
1.一种微膨胀型硅酸盐水泥的制造方法,以石灰石、粘土、铁矿粉为原 料,经破碎粉磨、高温煅烧制成熟料,在熟料中再掺入石膏,粉磨成水泥, 其特征在于:原料中选用含有氧化镁杂质的石灰石,或者添加白云石,熟料的成 份是CaO 60~66%wt, SiO2 20~24%wt,Al2O3 4.0~6.0%wt,Fe2O34.5~ 7.0%wt,MgO 4.0~6.0%wt,其中Al2O3+Fe2O3的含量不少于10.8%wt,水 泥中SO3含量为水泥重量的3.0~5.0%wt。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:熟料中MgO的最佳含量为4.0 ~5.0%wt,水泥中SO3的最佳含量为3.0~4.0%wt。
本发明涉及一种硅酸盐水泥,特别涉及一种微膨胀型硅酸盐水泥的制造 方法。\n现有的硅酸盐水泥,以石灰石、粘土、铁矿粉为原料,经破碎粉磨、高 温煅烧制成熟料,在熟料中加入石膏,粉磨成为水泥。熟料中含有氧化镁, 是由原料石灰石带来的,人们认为氧化镁是一种有害杂质,希望熟料中氧化 镁含量越少越好,否则会影响水泥的安定性。在水泥制造过程中,为延缓凝 结时间,必须加入石膏,按SO3计,其加入量一般为水泥重量的1.8~2.4%wt, 若超过可能会影响水泥性能。\n本发明的目的在于提供一种微膨胀型硅酸盐水泥的制造方法,通过理论 论证和试验分析,确认熟料中的氧化镁是一种有益成份,硅酸盐水泥中含有适 量的氧化镁和石膏能有效地改善其混凝土的膨胀性能,构成一种微膨胀型硅 酸盐水泥。\n实现本发明目的的理论依据及采取技术措施:\n(1)熟料中的氧化镁小部份以固溶形式存在,而主要则以方镁石形式存 在,方镁石是呈晶态的氧化镁,存在于熟料各矿物之间,遇水化合成水镁石:\n 方镁石 水镁石\n MgO+H2O→Mg(OH)2\n 摩尔体积11.2 24.3 水化以后,固相体积增大一倍以上,方镁石的水化应引起水泥硬化体膨胀,在 常温下,它的水化非常缓慢,可以延续几年,十几年至甚几十年。它的水化,对 温度却非常敏感,温度升高了,水化速度将大为加快,如硅酸盐水泥的熟料 含氧化镁为5.0%,在50℃水中养护28天时,水镁石形成率为40%左右,90天 时达75%左右,300天时则达90%以上,该水泥硬化体最终膨胀值为1000× 10-6左右(净浆),其强度与无方镁石熟料制成的水泥的强度相当。\n(2)水泥中石膏遇水溶析,提供Ca2+和SO42-,同时水泥熟料中矿物C3A和C4AF遇水溶析,提供AlO2-和Ca2+,于是: 6Ca2++2AlO2-+3SO42-+4OH-+29H2O 3CaO・Al2O3・3CaSO4・31H2O 这里的3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O称钙矾石,在水泥硬化体中普遍存在,通 常为针状晶体,其溶度积为1.1×10-40,因此很容易形成,也很稳定,形成钙矾 石的过程是膨胀的:\n3CaO・Al2O3+3(CaSO4・2H2O)+25H2O→3CaO・Al2O3・3CaSO4・31H2O 分子量 270.18 3×172.17 25×18.02 1237.09 比 重 3.04 2.32 100 1.70 分子体积 88.86 3×74.21 25×18.02 691.11 形成钙矾石的体膨胀量ΔV=691.11/(88.86+3×74.21)=221.88%,即固相体 积增加122%。\n(3)钙矾石膨胀主要发生在28天以前,水镁石膨胀主要发生在28天以后, 两者的膨胀具有良好的连续性,对于坝体混凝土工程,其内部温度较高,在32 ~54℃之间,更能促进膨胀的发展。熟料中MgO含量4.8%wt,水泥中SO3含量 分别为3.0%wt、4.0%wt、4.5%wt、5.5%wt,净浆在20℃水中养护,其自由 膨胀量与龄期的关系示于图1,图中横座标是浆体龄期,单位为天,纵座标 是浆体线膨胀量,单位为mm/m,曲线标号表示水泥中SO3的含量。\n以下详细叙述本发明的具体内容。\n一种微膨胀型硅酸盐水泥的制造方法,以石灰石、粘土、铁矿粉为原料, 经破碎粉磨、高温煅烧制成熟料,在熟料中再掺入石膏,粉磨成水泥,其特 征是原料中选用含有氧化镁杂质的石灰石,或者添加白云石,熟料的成份是 CaO 60~66%wt,SiO2 20~24%wt,Al2O3 4.0~6.0%wt,Fe2O3 4.5~7.0 %wt,MgO 4.0~6.0%wt,其中Al2O3+Fe2O3的含量不少于10.8%wt,水泥 中SO3含量为水泥重量的3.0~5.0%wt,熟料中MgO的最佳含量为4.0~5.0 %wt,水泥中SO3的最佳含量为3.0~4.0%wt。\n与现有的硅酸盐水泥比较,本发明具有以下优点:确认了熟料中MgO为 有用成份,在水泥生产过程中采用高镁石灰石,或者添加白云石等高镁原料, 使熟料中MgO含量达到4.0~6.0%wt,同时在熟料粉磨过程中掺入石膏(以SO3计)3.0~5.0%wt,使水泥在水化硬化期间形成水镁石膨胀和钙矾石膨胀,由 石膏引起的钙矾石膨胀主要发生在28天之前,由MgO引起的水镁石膨胀则主要 发生在28天之后,依靠这两种膨胀的联合作用,获得较为理想的的膨胀量和膨 胀分布,特别适用于坝体等大体积的砂浆和混凝土工程,在有限制或部份限制 条件下,产生预加压应力,可防止坝体等大体积混凝土产生裂缝。而这种微膨 胀性能是现有的硅酸盐水泥所不具备的。\n实施例:\n一种微膨胀型硅酸盐水泥的制造方法,以高镁石灰石、粘土、铁矿粉为 原料,经破碎粉磨、高温煅烧制成,熟料成份为:CaO 60.93%wt,SiO220.03%wt,Fe2O3 6.87%wt,MgO 4.0%wt,熟料粉磨时加入石膏,水 泥中SO3含量为3.30%wt,测试结果:水泥标号为525,水化热合格,水泥净 浆线膨胀率为: 龄期(天) 1 3 7 14 28 90 180 365 膨胀(‰) 0.08 0.19 0.25 0.46 0.61 0.98 1.34 1.97 用于坝体施工,经过3年未发生裂缝。
法律信息
- 2003-09-10
专利权的终止未缴年费专利权终止
专利权的终止未缴年费专利权终止
- 2000-03-08
- 1998-03-18
- 1998-02-18
引用专利(该专利引用了哪些专利)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 |
1
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1995-09-06
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1994-11-30
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2
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1991-01-16
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1989-07-03
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3
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1995-09-27
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1994-03-24
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被引用专利(该专利被哪些专利引用)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有被任何外部专利所引用! |