[发明专利]一种抗裂型碱激发生态水泥

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有良好抗裂性的碱激发生态水泥的配方及制备方法。

背景技术

1957年，乌克兰基辅建筑科技大学的格鲁霍夫斯基(BДΓлуховский)发明了碱激发水 泥，是用高浓度的碱或碱金属硅酸盐和碳酸盐来激活矿渣粉等制备的系列胶凝材料，目前 在很多领域都有所应用。碱激发矿渣水泥有很多波特兰水泥不具备的优良性能如早强高 强、强度增长持续、低需水量、高抗渗性、低水化热、高抗冻融性能、护筋作用强、节能、 低碳排放和大量利用废渣，但是这种水泥也有诸多缺点：如过快的凝结时间、泛碱、粉化、 过大的强度变异，还有人担心其碱集料反应的可能性，最重要的是其收缩开裂十分严重。 其严重的开裂问题极大制约了这种水泥的推广应用。

碱激发水泥收缩开裂的根本原因是由于其水化产物中主要是凝胶状的C-S-H，基本不 含结晶相，由于这种凝胶体积收缩率高，因此其抗裂性差。另外本申请者对碱激发水泥和 普通硅酸盐水泥的微观结构进行了比较研究，研究表明：碱激发水泥水化物中孔结构和普 通硅酸盐水泥相比比较细，孔隙液表面张力比较高；其水化物相C-S-H的凝胶颗粒也比较 小，因此其水化膜比较厚，这些原因导致了其比较高的体积收缩，因此其抗裂性急剧变差。

本申请者在碱激发水泥中也加入一定量的活性氧化镁，在氧化镁水化形成氢氧化镁的 过程中导致成固相体积的膨胀(大约148％)，只要控制好氧化镁的烧成温度，避免其死烧， 则可以避免其在强度形成后产生过大不均匀膨胀而导致安定性不良，不仅达到增强作用也 起到补偿收缩，在水化产物中也引入了一定的晶相，因此能大幅度改善其抗裂性能。

发明内容

本发明目的旨在针对普通的碱激发水泥抗裂性差的缺陷，提供一种抗裂型碱激发生态水 泥。

本发明通过在碱激发水泥中加入活性氧化镁，利用氧化镁水化生产氢氧化镁的过程中的 体积膨胀来补偿收缩并改善水化物组成，从而达到提高抗裂性的目的。

本发明的一种抗裂型的碱激发水泥，由A、B和C组分组成，A、B、C三组分的固 相质量比为5～10∶75～90∶5～15，A组分为激发剂，为水玻璃与硫酸钠、磷酸钠、碳酸 钠、氯化钠和氯化镁的一种或几种的混合物；B组分为一种以矿渣为主要成分的矿物掺和 料，C组分为活性氧化镁。组分C起膨胀作用。

其中，所述的激发剂A的组成，按质量计，模数0.7～1.4水玻璃占80％以上，硫酸钠、 磷酸钠、碳酸钠、氯化钠和氯化镁的一种或几种占20％以下，其中氯化钠和氯化镁含量不 高于0.2％，配成固含量不低于40％的溶液使用，或者以固态粉末状使用。

所述的矿物和料B是以矿渣为主要成分细掺和料，其组成按质量计，矿渣粉占30％～ 70％，其它掺和料为70％～30％，其他掺和料是硅灰、粉煤灰、偏高岭土、赤泥、烧页岩、 煤矸石、安定性合格钢渣和合金渣的中的一种或几种，但硅灰掺量不大于10％，根据其他 掺和料的活性调整矿渣的掺量，其他掺和料的活性高，矿渣掺量取低值，其他掺和料活性 低，矿渣掺量取高值，矿物细掺料的细度控制在比表面350～800m²/g，各成分混合均匀或 混合粉磨。

所述的组分C为活性氧化镁，其中MgO的质量含量不应低于70％，活性氧化镁的烧 成温度为700～1000℃。

所述的B、C组分事先混合粉磨，或者分开粉磨包装，在使用前B组分和C组分混合均 匀。

本发明的抗裂型的碱激发水泥用于混凝土、砂浆和灌缝和灌注材料。其抗渗性好，早 强高强。其体积收缩率和普通波特兰水泥接近，远优于普通的碱激发水泥。该水泥具有碱 激发水泥的优点，并克服了其容易收缩开裂的缺点，能大量利用工业固体废弃物，不需要 使用水泥熟料，因此其能耗和二氧化碳排放低，是一类生态型的水泥。

本发明的抗裂型的碱激发水泥早强高强、后期强度增长持续、需水量低、抗渗性高、 水化热低、抗冻融性能好、护筋作用强、抗裂性好、节能和低碳排放、并能大量利用废渣。 该水泥应用范围广，可广泛应用于土木建筑、水利、国防、油井和矿道支护等工程。

附图说明

图1为本发明的抗裂型碱激发水泥与普通硅酸盐水泥、普通的碱激发水泥的试样照 片。

中间为普通硅酸盐水泥，基本无裂缝；左为普通的碱激发水泥，开裂严重；右边为本 发明的抗裂型碱激发水泥，只有一条细微裂缝。