碱矿渣高性能水泥缓凝技术研究与应用

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1、碱矿渣高性能水泥缓凝技术研究与应用孙宝一、刖S随着改革开放的推进，科技事业高速发展，科学与技术不断革命，各行各业都在变革进步。在建筑材料方面也取得了可观的成效，出现了各种新型以及绿色环保建筑材料，但绝大部分是有机材或有机无机聚合材。长期以来，大批水泥科研工作者经过艰辛努力，未能使硅酸盐水泥的标号和其他性能有较大的提高。可以说在极大程度上硅酸盐水泥的潜力已几乎殆尽。碱矿渣水泥，具有早强、高强、高抗渗、高抗冻、水化热低、耐磨性好、抗化学腐蚀性强、需水性小、护筋性能好等优异的耐久性能，得到了国内外大批水泥科研工作者、专家、学者的认可。据有关资料，碱矿渣水泥在世界上研究最早的是前苏联。乌克兰基辅建筑

2、工程学院博士，维德格卢霍夫斯基教授带领他的学生等人用高浓度的苛性碱或碱金属非硅酸盐和低模数硅酸盐化合物来活化矿渣粉,成功的研制出水硬性的碱矿渣胶凝材料。随后研究表明，碱矿渣水泥的抗压强度能达到40~120MPa。1958年用这种材料生产出了普通配筋板材、预应力多孔楼板、道路构件、现浇基础、现浇防坡堤和工业建筑的框架结构等多种用途的建筑物及建筑构件。并于1988年建成世界上第一座用碱矿渣水泥混凝土建造的（混凝土标号为C40）现浇22层大楼。几十年来，经观测、检验结果证明，这些建筑物及建筑构件没有发现任何结构损坏的征兆和钢筋锈蚀痕迹，而且这些建筑结构和构件的强度、抗冻性和抗渗性都比使用初期大大提

3、高了。从此，美、英、日、法、加拿大等以及我国相继在前苏联之后开展了对这种水泥的研发和应用工作。但是从世界范围来看，到目前为止，碱矿渣水泥这种新材料一直无法大规模推广应用。根本原因是碱矿渣水泥极易产生“急凝”现象（15分钟内），无法保持充分的施工时间，给施工造成极大困难。因此，解决碱矿渣水泥的“急凝”问题成了一个世界性难题。二、碱矿渣高性能水泥的缓凝研究碱矿渣水泥具有优异的水硬性能，可以制成高强度和高耐久性的混凝土。但优异的水硬性往往带来凝结过快（约15分钟内）的缺点。如果这一缺点得不到有效的克服，给混凝土施工带来极大的困难，这将成为推广碱矿渣水泥的最大障碍。针对碱矿渣水泥的这种急凝特性，十多

4、年来得到了国内外大批水泥科研工作者的广泛关注，并进行了大量的研究工作。但是至今仍没有找到解决碱矿渣水泥“急凝”问题的理想办法，所以未能充分发挥出碱矿渣水泥的自身优势。在我国目前基本上没有得到推广应用。2002年国家标准《高强、高性能混凝土用矿物外加剂》颁布，正式将磨细矿粉作为混凝土的第六组分，磨细矿粉才开始作为独立组分逐步应用于混凝土中，并被广泛的接受和使用。2001年末，从实际应用出发，本人对碱矿渣水泥缓凝问题开始研究，2004年5月初步取得了成功，但在工艺上令人不是很满意，在此基础上，经过长期不懈努力，探索、改进和试验，终于研制成功一种新型的，可根据需要调整碱矿渣水泥凝固时间的激发剂。该

5、激发剂采用多种化工原料按不同比例配制而成，利用调整化工原料配比，可调整碱矿渣水泥的凝固时间。优点：1•工艺简单，成本低，化工原料易购，不需矿粉添加一定比例熟料一起混磨，以及其他材料萃取人工合成等，缓凝效果令人满意，无副作用，完全满足施工工艺和远距离运输的要求。2.矿粉中不添加任何东西，100%直接磨好的纯矿粉即可。3.施工工艺基本上接近硅酸盐水泥，区别在于矿粉直接替代等量硅酸盐水泥，激发剂替代等量水。目前只对矿粉、猛矿渣粉、钢渣粉做了实验，效果令人满意（见应用实验，钢渣粉没有检测），由于矿粉的活性较其他金属渣粉活性高，（矿渣水泥混凝土28天强度可达100MPa左右），因此，可以将其他渣粉、建

6、筑垃圾（混凝土垃圾）作为骨料添加到矿渣水泥中制成混凝土应用，经实验，用水泥路废路渣作为骨料添加到矿渣水泥中替代石子，28天强度可达到0MPa左右（有检测报告）该激发剂的研制成功，从而解决了碱矿渣水泥急凝的世界性难题。经实验，对矿渣水泥混凝土的早期强度有一定的影响，对后期强度不但没有影响而且增长速度很快，也不会影响混凝土护筋性及耐久性。由于碱矿渣水泥高抗渗的优异性能，可作为刚性防水材料使用（工艺有待实验）；经实验，碱矿渣水泥作为墙体装饰瓷砖粘结剂，非常牢固，效果很好。碱矿渣水泥抗化学腐蚀性强，是制作污水管道预制件的理想材料，由于抗腐蚀，也可以用于码头的建造，抵御海水的腐蚀，延长码头的使用寿命。

7、该具有缓凝功效的碱矿渣水泥激发剂的研制成功，能够使碱矿渣水泥的自身优势充分发挥出来。总之，碱矿渣水泥，是一项投资少、见效快、生产工艺简单，改源，环保利废。是一种广泛利用工业废渣的新型建筑基材。具有持续发展经济并与环境保护相容的新型建材产业。变生产传统水泥“两磨一烧”的工艺为“一磨”O从而大幅度节约能碱矿渣水泥的优越性能，在以后人们的实验应用当中会得到逐步挖掘验证，望这一工业固废材料早日为人类服务做出贡献。附：