[发明专利]一种提高大掺量钢渣水泥早期强度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及水泥或混凝土的激活剂，特别是一种提高大掺量钢渣水泥早期强度的方法。

背景技术

粉煤灰、矿渣作为工业废渣，经磨细以矿物掺和料形式掺在水泥或混凝土中，己有许多研究成果，但是，随着我国钢铁工业的快速发展，每年钢渣排放量迅速增加，长期以来，将钢渣作为水泥掺合料生产钢渣硅酸盐水泥一直成为研究领域的热点，虽已有钢渣硅酸盐水泥国家标准（GB 13590-2006），按照该标准规定，所采用的胶凝原材料为水泥熟料、钢渣、矿渣和石膏，但是，由于钢渣的活性差异很大，当钢渣掺量比较大时，实际应用中钢渣水泥早期强度难以达到42.5强度等级的要求，因此，迫切需要解决的技术问题就是以钢渣为主要工业废渣，在大掺量非金属渣共掺下，如何能激活钢渣内部潜在活性，使配制的钢渣水泥早期强度满足水泥42.5强度等级要求下，其他性能均达到规定的要求，一直是本领域技术人员所关心的热点。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种提高钢渣水泥早期强度的方法。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种提高大掺量钢渣水泥早期强度的方法，其特征在于，首先在胶凝原材料中增加超细粉，超细粉在总胶凝原材料中所占重量比为5%；然后使用自行配置的高效激活剂，该高效激活剂的用量为胶凝原材料总重量的3%；所述的高效激活剂由以下重量份的原料制成：

配方1：生石灰：3份，明矾：2份，水玻璃：1份；

配方2：硫酸钠：2份，氢氧化钙：2份，水玻璃：1份。

采用本发明的方法生产的钢渣水泥，由于增加了超细粉并使用了自行配制的高效激活剂，可以在钢渣达40%掺量下，使配制的钢渣水泥早期强度仍能达到42.5强度等级要求，且高效激活剂不会引起碱骨料反应，而且高效激活剂的原材料易得，其配制过程无废气、废液、废渣产生，工艺简单、环保。高效激活剂所采用的原料均无刺激性和放射性，因此在生产、施工及使用过程中安全、无害。由于该激活剂是以无机材料为主要成分，提高水泥强度的同时，使钢渣掺量增加，减少了水泥熟料的用量，因此，可以降低碳排放量，有利于环境的治理，具有显著的社会效益和经济效益。

具体实施方式

按照本发明的技术方案，申请人进行了大量试验室试验，在胶凝材料中增加了超细粉，并掺入高效激活剂，分别获得不同的性能指标，具体实验过程如下：

1、胶凝原材料

（1）水泥熟料：满足42.5强度等级要求，比表面积310～350m²/kg；

（2）石膏：市售工业石膏，经研磨后备用；

（3）钢渣：比表面积为450～500m²/kg；

（4）矿渣：比表面积为400～450m²/kg。

（5）超细粉（市售）：主要成分二氧化硅，比表面积≥20000m²/kg。

2、高效激活剂配方（重量份）

配方1：生石灰：3份，明矾：2份，水玻璃：1份。

配方2：硫酸钠：2份，氢氧化钙：2份，水玻璃：1份。

3.高效激活剂的制备

按配方1中的比例，将生石灰、明矾、水玻璃在装有加热装置和搅拌装置的容器中进行溶解并混合均匀，自然冷却。

同理，按配方2中的比例，将硫酸钠、氢氧化钙、水玻璃在装有加热装置和搅拌装置的容器中进行溶解并混合均匀，自然冷却。

以上述胶凝原材料和高效激活剂（配方1、配方2）制备了如下表1的胶凝材料（钢渣水泥，编号11、12、13、14），其中，高效激活剂的用量为胶凝材料总重量的3%。测得的胶凝材料强度指标结果如表1所示：

表1：

注：按照标准（GB 13590-2006）规定，钢渣水泥42.5强度等级要求3天抗压强度15MPa、抗折强度3.5Mpa。

从表1的试验结果表明，掺入了本申请的高效激发剂后，当单掺钢渣40%或钢渣和矿渣共掺达60%时，仍能达到3天早强要求。

发明人对上述胶凝原材料和高效激活剂（配方1、配方2）制备的如上表1的胶凝材料（钢渣水泥，编号11、13），进行了碱骨料反应检测。测得的碱活性指标结果如表2所示：

表2：

注：按照标准（GB 13590-2006）规定，当试件膨胀率小于0.1%，判定为合格。

从表2的试验结果证明，本发明的高效激活剂不会因含碱成分而引起碱骨料反应。