一种道路水泥
阅读：417发布：2020-05-08
专利汇可以提供一种道路水泥专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 属于 建筑材料 技术领域，公开了一种道路 水 泥，由以下重量份数的原料制备而成：道路 水泥 熟料30-60份、磷 石膏 2-7份、矿渣10-20份、 钢 渣10-20份、耐磨增韧材料10-20份、水 铝 英石粉2-5份、硫铝酸 钙 2-5份、助磨剂0.003-0.01份、N-羟甲基丙烯酰胺0.003-0.01份。本发明优化了熟料矿物组成，使熟料具有较高的强度，增加了水泥中混合材的掺入量，道路 水泥熟料 与混合材匹配性好，充分利用现有工业副产物，具有一定的经济效益和环保效益。，下面是一种道路水泥专利的具体信息内容。
1.一种道路水泥，由以下重量份数的原料制备而成：道路水泥熟料30-60份、磷石膏2-7份、矿渣10-20份、钢渣10-20份、耐磨增韧材料10-20份、水铝英石粉2-5份、硫铝酸钙2-5份、助磨剂0.003-0.01份、N-羟甲基丙烯酰胺0.003-0.01份。
2.根据权利要求1所述的道路水泥，其特征在于，所述熟料由石灰石、铝型材废渣、铁质校正原料、粘土烧制而成。
3.根据权利要求2所述的道路水泥，其特征在于，所述铝型材废渣占生料（石灰石、铝型材废渣、铁质校正原料、粘土）总重量的15-30%。
4.根据权利要求2所述的道路水泥，其特征在于，所述铁质校正材料为球墨铸铁冶炼炉渣、铜矿渣、铅矿渣中的一种或两种。
5.根据权利要求2所述的道路水泥，其特征在于，所述钢渣为转炉后期渣。
6.根据权利要求1所述的道路水泥，其特征在于，所述耐磨增韧材料由石英砂粉、废硅粉和硅灰石复合而成。
7.根据权利要求1所述的道路水泥，其特征在于，所述助磨剂由三甘醇和乙二醇丁醚酸酯钠盐组成。
一种道路水泥
技术领域
背景技术
[0002] 通常人们将公路、城市道路和机场跑道等统称为道路，道路建设是发展国家交通事业的重要途径之一。目前筑路材料主要有水泥混凝土和沥青混凝土两大类，由于水泥混凝土路面比沥青路面具有使用寿命长、施工简单、维修费用低的优势，同时还具有良好的耐磨性和抗冲击性等特点，因此在世界各国广泛采用。水泥混凝土路面要承受高速高载车辆反复的冲击、震动和摩擦作用，要承受各种恶劣气候如夏季高温和暴雨的骤冷、冬季的冻融循环，路面和路基由温差造成的膨胀应力等，这些不利因素都会造成路面损坏，使耐久性下降。目前不少公路建造使用的水泥仍然为普通硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥耐磨性差、收缩率高，路面容易损坏。
发明内容
[0003] 本发明针对上述问题，提供一种耐磨性好、收缩率低的道路水泥，为达到上述目的，本发明采用以下技术方案。一种道路水泥，由以下重量份数的原料制备而成：道路水泥熟料30-60份、磷石膏2-7份、矿渣10-20份、钢渣10-20份、耐磨增韧材料10-20份、水铝英石粉2-5份、硫铝酸钙2-5份、助磨剂0.003-0.01份、N-羟甲基丙烯酰胺0.003-0.01份。
[0005] 优选的，所述铝型材废渣占生料（石灰石、铝型材废渣、铁质校正原料、粘土）总重量的15-30%。
[0006] 优选的，所述道路水泥熟料中主要矿物组分范围（质量百分数）为：C3S:60-62%、C2S:16-18%、C3A:2-4%、C4AF:17-19%。
[0008] 优选的，所述钢渣为转炉后期渣，其化学成分波动范围见下表1。
[0009] 表1 转炉后期钢渣主要化学成分波动范围名称 Fe2O3 CaO SiO2 Al2O3 MgO MnO
转炉后期钢渣 30-35 25-35 15-30 1-3 3-8 1-3
所述耐磨增韧材料由石英砂粉、废硅粉和硅灰石复合而成。
转炉后期钢渣 30-35 25-35 15-30 1-3 3-8 1-3
所述耐磨增韧材料由石英砂粉、废硅粉和硅灰石复合而成。
[0010] 优选的，所述耐磨增韧材料由石英砂粉、废硅粉和硅灰石按质量比5-10:2-3:1复合而成。
[0011] 所述的石英砂粉比表面积在320-400m2/Kg之间，SiO2含量大于95%。
[0013] 所述助磨剂由三甘醇和乙二醇丁醚酸酯钠盐组成。
[0014] 优选的，所述助磨剂由三甘醇和乙二醇丁醚酸酯钠盐按重量比10-20:1组成。
[0015] 本发明通过优化生料配料，增加熟料中C4AF的含量，提高道路水泥的耐磨性和抗冲击韧性。铝型材废渣中不仅铝含量高，还有多种金属离子，各种离子杂化可以降低C3S大量生成的温度，在正常的烧成温度范围内提高C3S含量，铜矿渣和铅矿渣不仅可用作铁质校正原料，而且其中的FeO能降低烧成温度和液相黏度，起到矿化剂的作用；石英砂粉硬度高，能提高道路水泥的耐磨性，另外石英砂粉水化速率较慢，可减少水化初期的水化热，从而降低道路水泥混凝土早期开裂，有利于道路的耐久性提高；废硅灰为高活性超细粉，粒径比水泥低一个数量级，在水泥颗粒之间起到“填充”和“滚珠”作用，起到密实和分散作用，使硬化水泥浆体更加密实，有效防止外界有害离子的侵蚀，增加水泥浆体的流动性，改善工作性能；硅灰石呈棒针状结构，增加道路水泥的韧性；水铝英石粉在水泥水化的时候可溶解出硅和铝，使水化产物更加致密，硬化浆体更加密实；硫铝酸钙能够有效补偿水泥水化硬化产生的收缩；三甘醇有良好的分散作用，减少细颗粒的重新聚结以及颗粒与研磨体和衬板间的黏糊，提高粉磨效率。乙二醇丁醚酸酯钠盐可吸附在物料颗粒表面，在机械力作用下，促进裂纹的扩展和阻止裂纹的闭合，在物料粉碎过程中起到削弱固体强度的作用，提高物料易磨性；值得说明的是，发明人意外的发现在道路水泥中加入N-羟甲基丙烯酰胺能降低干燥收缩，提高水泥浆体塑性收缩抗裂能力。
[0017] （2）优化了熟料矿物组成，使熟料具有较高的强度，增加了水泥中混合材的掺入量，道路水泥熟料与混合材匹配性好，充分利用现有工业副产物，具有一定的经济效益和环保效益。
具体实施方式
[0018] 实施例1一种道路水泥，由以下重量份数的原料制备而成：道路水泥熟料30份、磷石膏7份、矿渣
10份、钢渣20份、耐磨增韧材料10份、水铝英石粉5份、硫铝酸钙2份、助磨剂0.01份、N-羟甲基丙烯酰胺0.003份。
10份、钢渣20份、耐磨增韧材料10份、水铝英石粉5份、硫铝酸钙2份、助磨剂0.01份、N-羟甲基丙烯酰胺0.003份。
[0019] 所述熟料由石灰石、铝型材废渣、铁质校正原料、粘土烧制而成，所述铝型材废渣占生料（石灰石、铝型材废渣、铁质校正原料、粘土）总重量的21%。
[0020] 所述耐磨增韧材料由石英砂粉、废硅粉和硅灰石复合而成。
[0021] 所述助磨剂由三甘醇和乙二醇丁醚酸酯钠盐组成。
[0022] 实施例2一种道路水泥，由以下重量份数的原料制备而成：道路水泥熟料60份、磷石膏2份、矿渣
20份、钢渣10份、耐磨增韧材料20份、水铝英石粉2份、硫铝酸钙5份、助磨剂0.003份、N-羟甲基丙烯酰胺0.01份。
20份、钢渣10份、耐磨增韧材料20份、水铝英石粉2份、硫铝酸钙5份、助磨剂0.003份、N-羟甲基丙烯酰胺0.01份。
[0023] 所述道路水泥熟料中主要矿物组分含量为：C3S:60%、C2S:18%、C3A:4%、C4AF:17%。
[0024] 所述耐磨增韧材料由石英砂粉、废硅粉和硅灰石按质量比5:3:1复合而成。
[0025] 所述助磨剂由三甘醇和乙二醇丁醚酸酯钠盐按重量比10:1组成。
[0026] 实施例3一种道路水泥，由以下重量份数的原料制备而成：道路水泥熟料40份、磷石膏6份、矿渣
15份、钢渣15份、耐磨增韧材料15份、水铝英石粉4份、硫铝酸钙3份、助磨剂0.007份、N-羟甲基丙烯酰胺0.006份。
15份、钢渣15份、耐磨增韧材料15份、水铝英石粉4份、硫铝酸钙3份、助磨剂0.007份、N-羟甲基丙烯酰胺0.006份。
[0027] 所述熟料由石灰石、铝型材废渣、铁质校正原料、粘土烧制而成。
[0028] 所述道路水泥熟料中主要矿物组分含量为：C3S:62%、C2S:16%、C3A:4%、C4AF:17%。
[0029] 所述钢渣为转炉后期渣，其化学成分为Fe2O3:32.12%、CaO:29.75%、SiO2:26.88%、Al2O3:2.34%、MgO:4.20%、MnO:1.78%。
[0030] 所述耐磨增韧材料由石英砂粉、废硅粉和硅灰石按质量比10:2:1复合而成。
[0031] 所述助磨剂由三甘醇和乙二醇丁醚酸酯钠盐按重量比20:1组成。
[0032] 实施例4一种道路水泥，由以下重量份数的原料制备而成：道路水泥熟料52份、磷石膏5份、矿渣
16份、钢渣13份、耐磨增韧材料18份、水铝英石粉3份、硫铝酸钙4份、助磨剂0.009份、N-羟甲基丙烯酰胺0.007份。
16份、钢渣13份、耐磨增韧材料18份、水铝英石粉3份、硫铝酸钙4份、助磨剂0.009份、N-羟甲基丙烯酰胺0.007份。
[0033] 所述熟料由石灰石、铝型材废渣、铜矿渣、粘土烧制而成，主要矿物组分（计算值）为：C3S:61.3%、C2S:16.8%、C3A:2.6%、C4AF:17.9%。
[0034] 所述耐磨增韧材料由石英砂粉、废硅粉和硅灰石按质量比7:2:1复合而成。
[0035] 所述的石英砂粉比表面积为352m2/Kg之间，SiO2含量97.6%。
[0036] 废硅粉为生产多晶硅片的工业副产物，SiO2含量96.5%，粒径在1-3um之间。
[0037] 所述助磨剂由三甘醇和乙二醇丁醚酸酯钠盐按重量比14:1组成。
[0038] 实施例5一种道路水泥，由以下重量份数的原料制备而成：道路水泥熟料45份、磷石膏5份、矿渣
13份、钢渣17份、耐磨增韧材料16份、水铝英石粉4份、硫铝酸钙3份、助磨剂0.008份、N-羟甲基丙烯酰胺0.006份。
13份、钢渣17份、耐磨增韧材料16份、水铝英石粉4份、硫铝酸钙3份、助磨剂0.008份、N-羟甲基丙烯酰胺0.006份。
[0039] 所述熟料由石灰石、铝型材废渣、铅矿渣、粘土烧制而成。
[0040] 所述耐磨增韧材料由石英砂粉、废硅粉和硅灰石按质量比8:3:1复合而成。
[0041] 所述助磨剂由三甘醇和乙二醇丁醚酸酯钠盐按重量比12:1组成。
[0042] 实施例6一种道路水泥，由以下重量份数的原料制备而成：道路水泥熟料52份、磷石膏4.5份、矿渣16份、钢渣18份、耐磨增韧材料11份、水铝英石粉4份、硫铝酸钙3.5份、助磨剂0.009份、N-羟甲基丙烯酰胺0.004份。
[0043] 对比例1一种道路水泥，由以下重量份数的原料制备而成：硅酸盐水泥熟料52份、磷石膏5份、矿渣16份、钢渣13份、耐磨增韧材料18份、水铝英石粉3份、硫铝酸钙4份、助磨剂0.009份、N-羟甲基丙烯酰胺0.007份。
[0044] 所述耐磨增韧材料由石英砂粉、废硅粉和硅灰石按质量比7:2:1复合而成。
[0045] 所述的石英砂粉比表面积为352m2/Kg之间，SiO2含量97.6%。
[0046] 废硅粉为生产多晶硅片的工业副产物，SiO2含量96.5%，粒径在1-3um之间。
[0047] 所述助磨剂由三甘醇和乙二醇丁醚酸酯钠盐按重量比14:1组成。
[0048] 对比例2一种道路水泥，由以下重量份数的原料制备而成：道路水泥熟料45份、磷石膏5份、矿渣
13份、钢渣17份、耐磨增韧材料16份、水铝英石粉4份、硫铝酸钙3份、助磨剂0.008份、N-羟甲基丙烯酰胺0.006份。
13份、钢渣17份、耐磨增韧材料16份、水铝英石粉4份、硫铝酸钙3份、助磨剂0.008份、N-羟甲基丙烯酰胺0.006份。
[0049] 所述熟料由石灰石、铝型材废渣、铅矿渣、粘土烧制而成。
[0050] 所述耐磨增韧材料为石英砂粉。
[0051] 所述助磨剂由三甘醇和乙二醇丁醚酸酯钠盐按重量比12:1组成。
[0052] 对比例3一种道路水泥，由以下重量份数的原料制备而成：道路水泥熟料52份、磷石膏5份、矿渣
16份、钢渣13份、耐磨增韧材料18份、硫铝酸钙4份、助磨剂0.009份、N-羟甲基丙烯酰胺
0.007份。
16份、钢渣13份、耐磨增韧材料18份、硫铝酸钙4份、助磨剂0.009份、N-羟甲基丙烯酰胺
0.007份。
[0053] 所述熟料由石灰石、铝型材废渣、铜矿渣、粘土烧制而成，主要矿物组分（计算值）为：C3S:61.3%、C2S:16.8%、C3A:2.6%、C4AF:17.9%。
[0054] 所述耐磨增韧材料由石英砂粉、废硅粉和硅灰石按质量比7:2:1复合而成。
[0055] 所述的石英砂粉比表面积为352m2/Kg之间，SiO2含量97.6%。
[0056] 废硅粉为生产多晶硅片的工业副产物，SiO2含量96.5%，粒径在1-3um之间。
[0057] 所述助磨剂由三甘醇和乙二醇丁醚酸酯钠盐按重量比14:1组成。
[0058] 性能测试参照GB/T13693-2017《道路硅酸盐水泥》标准中规定的测试方法，对实施例1-6及对比例1-3进行性能测试，结果见下表2。
[0059] 表2 性能测试结果
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