[发明专利]一种高铁专用水泥及其制备方法

说明书

一种高铁专用水泥及其制备方法，属于水泥加工技术领域。其特征在于：重量份配比为：熟料75~85份、磷石膏3~10份、石硝3~10份、电炉渣5~15份、矿粉25~45份和助磨剂0.01~0.1份；所述矿粉为细度小于0.5mm，比表面积大于400m²/kg，烧失量小于0.5%，碱含量小于0.1%，游离钙小于0.1%。在制备过程中严格控制选粉机的转速为430‑470rpm，入磨物料量控制在220‑235t/h，制得的水泥比表面积在300‑350 m²/kg，3d和28d抗折强度达到4.1和6.8MPa，3d和28d抗压强度达到19.5和45.6 MPa，初凝结时间为200‑220h，终凝结时间为260‑300h。

技术领域

一种高铁专用水泥及其制备方法，属于水泥加工技术领域。

背景技术

目前，我国高速铁路主要采用的轨道结构型式为轨道平顺性高、刚度均匀性好、稳定性强的板式无砟轨道，板式无砟轨道结构主要由预制轨道板、充填层、混凝土底座或水硬性支承层、钢轨扣件等构成。国内制备高铁轨道板是通过使用早强硅酸盐水泥加早强高效聚羧酸减水剂来实现的，其早期强度、抗裂、耐久性（抗冻、抗日温差）、易养护性都是生产的难点。为了满足高速铁路的强度和耐久性，对于高速铁路用水泥提出了较高的要求，高速铁路招标中对水泥的要求：比表面积为300～350 m²/kg，3d抗折强度大于3.5MPa，28d抗折强度大于6.5 MPa，3d抗压强度大于17MPa，28d抗压强度大于42.5 MPa游离氧化钙含量小于1%，碱含量小于0.6%，SO₃含量小于3.5%。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种高强度、高活性、强适应性的高铁专用水泥及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该高铁专用水泥，原材料重量份配比为：熟料75~85份、磷石膏3~10份、石硝3~10份、电炉渣5~15份、矿粉25~45份和助磨剂0.01~0.1份；所述矿粉为细度小于0.5mm，比表面积400-500m²/kg，烧失量小于0.5%，碱含量小于0.2%，游离钙小于0.1%。

因游离钙结构致密，水化速度慢，水化生成氢氧化钙时体积膨胀约一倍左右，使硬化水泥体产生膨胀应力，导致水泥抗拉强度下降，造成水泥安定性不良，是高铁水泥指标的一个主要因素，对于高铁对于水泥中碱含量和游离钙的要求，发明人对于水泥制备过程中常采用的原材料进行分析和检测，发现粉煤灰和炉渣的碱含量普遍偏高，其中，炉渣的碱含量大于1.5%，是高铁标准水泥中碱含量（小于0.6%）的2.5倍，而电炉渣中碱含量相对较低，一般小于0.3%，是制备高铁专用水泥的优良原材料；同时，矿粉的加入提高了水泥的活性，并一定程度上降低了水泥中碱含量和游离钙。

优选的，原材料重量份配比为：熟料80~85份、磷石膏3~7份、石硝3~7份、电炉渣5~10份、矿粉35~40份和助磨剂0.01~0.05份，通过各原料的精确配伍可以提高水泥性能并且能够保证制备的水泥稳定性较好。

所述矿粉以低碱含量、低游离钙的高炉水渣和脱硫石膏为原料制得。矿粉的掺加对于高铁专用水泥的制备极为重要，矿粉的品质直接影响水泥的活性、碱含量和游离钙含量。

所述熟料以石灰石、砂岩、铝矾土和铜矿粉为原料烧制而成，石灰石、砂岩、铝矾土和铜矿粉的用量比为80~85：10~15：3~5：2~4，所述铝矾土中Al₂O₃所占的质量百分为30~45%。高速水泥中熟料的比重最大，因此熟料的品质是影响高铁水泥品质的一个主要因素，熟料的流动性、碱含量和游离钙含量影响水泥的性能，本发明中优选以Al₂O₃含量高于30%的高品质铝矾土为原料制备的熟料，在提高熟料流动度的同时，石灰石、砂岩和铜矿粉提高了水泥的强度和活性。