[发明专利]一种掺钛矿渣超硫酸盐水泥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及掺钛矿渣超硫酸盐水泥及其制备方法。

背景技术

随着我国节能减排和环境保护政策的实施，发展低碳、绿色复合胶凝材料日益成为建筑材料领域的重要发展趋势。

钛矿渣是一种含钛量高、活性差的酸性矿渣，是以钒钛矿石为原料，在冶炼生铁过程中排出的熔渣经水淬冷却的粒块状废渣，其TiO₂含量一般大于10%，活性Al₂O₃通常在5%以内，TiO₂在钛渣中以钙钛矿存在，水化活性很差。钛矿渣大量的堆放已对生态环境的可持续发展形成了严峻的挑战，对我国国民经济的持续、稳定、健康发展是一个大的障碍。

因此，提高钛矿渣在土木工程材料中的利用率，部分或全部的使用钛矿渣取代现有常用矿物掺合料粒化高炉矿渣、粉煤灰、硅灰等，对于复合胶凝材料在土木工程材料中的推广应用具有重要意义。

发明内容

本发明提供一种掺钛矿渣的超硫酸盐水泥及其制备方法。

一种掺钛矿渣超硫酸盐水泥，它由粒化高炉矿渣、钛矿渣和复合激发剂组成，各组分按重量份数计为：粒化高炉矿渣20～50份，钛矿渣20～50份，复合激发剂10～30份；所述复合激发剂由碱性激发剂、硫酸盐激发剂和铝酸盐激发剂组成；所述掺钛矿渣超硫酸盐水泥通过如下方法制备得到：（1）配料：按配方计量称重粒化高炉矿渣，钛矿渣，及复合激发剂，混合均匀；（2）将混匀后的原料放入400～500℃的条件下煅烧1～2小时，冷却后，共同粉磨至比表面积≥400m²/kg，得到所述掺钛矿渣超硫酸盐水泥。

上述方案中，所述复合激发剂的各组分按重量份数计为：10～25份碱性激发剂，60～80份硫酸盐激发剂，3～15份铝酸盐激发剂。

上述方案中，所述硫酸盐激发剂为工业副产石膏，至少一种选自脱硫石膏、磷石膏、或氟石膏。

上述方案中，所述碱性激发剂至少一种选自水泥熟料、氢氧化钙、或硅酸钠。

上述方案中，所述铝酸盐激发剂至少一种选自铝矾土、高铝水泥、或铝酸钠。

上述方案中，所述铝酸盐激发剂中Al₂O₃含量在50wt%以上。

上述掺钛矿渣超硫酸盐水泥的制备方法，包括如下步骤：（1）配料：按配方计量称重原料：20～50份粒化高炉矿渣，20～50份钛矿渣，及10～30份复合激发剂，混合均匀；（2）将混匀后的原料放入400～500℃的条件下煅烧1～2小时，冷却后，共同粉磨至比表面积≥400m²/kg，即得到所述掺钛矿渣超硫酸盐水泥。

本发明中，比表面积的测试方法为：根据GB8074-87标准的规定，采用勃氏透气比表面积仪测量超硫酸盐水泥的比表面积。

本发明所述掺钛矿渣的超硫酸盐水泥中，钛矿渣与粒化高炉矿渣中的硅铝氧化物成分在复合激发剂的作用下，生成大量水化产物，如图1（28d水化产物形貌图）和图2（90d水化产物形貌图）所示：大量针状及柱状钙矾石，彼此间团簇生长；纤维状及片状的水化硅酸钙与钙矾石互相交织在一起；随着龄期的增长，水化产物日益增多，水化结构体系更加致密。