一種納米級節能水泥及其製備方法與流程
2023-10-17 09:47:39 1
本發明涉及水泥製備技術領域，具體是一種納米級節能水泥及其製備方法。
背景技術：
水泥是一種能在空氣和水中硬化的粉末狀水硬性膠凝材料，廣泛的應用於人類生活依賴的各個領域，如建築、交通、水利、石油、電力和國防工程等領域都離不開水泥，因而構成世界第二大產品。
隨著超細粉碎技術的發展，水泥顆粒尺寸變得越來越小，使其在微細裂縫中的滲透性增大，大大擴寬了水泥灌漿工程法應用範圍。因此超細水泥的各種新功能的研究成了國內外工程界和學術界研究的熱點。綜合國內外的文獻資料看來，對超細水泥研究主要集中在超細水泥的工程性的改變。目前，首先集中在灌漿超細水泥的應用工程中，成為納米水泥的前奏。超細水泥灌漿材料的工程性能研究主要包括漿體的可灌性、流變性能、結石強度、膨脹性等方面。對超細水泥的工程性能研究有力的推動超細水泥工程應用，並得出了一些有意義的結論。
另外，城市的加速發展給環境帶來了沉重的負擔，水泥的消耗量越來越大，生產廠很多，礦渣則成為一種緊缺材料，水泥廠經常由於礦渣供不應求而停產。為了節約能源，發展一種利用廢物生產的水泥勢在必行。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種工藝簡單、抗壓強度高的納米級節能水泥及其製備方法納米級節能水泥及其製備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種納米級節能水泥，按照重量份的原料包括：水泥熟料50-80份、礦渣30-40份、煤矸石20-30份、粉煤灰20-30份、工業廢渣20-30份、粉煤灰渣20-30份、無水石膏20-30份、氟石膏l0-20份、秸稈10-20份、顏料5-10份、納米二氧化矽3-5份、納米氧化鋯3-5份。
作為本發明進一步的方案：所述納米級節能水泥，按照重量份的原料包括：水泥熟料65份、礦渣35份、煤矸石25份、粉煤灰25份、工業廢渣25份、粉煤灰渣25份、無水石膏25份、氟石膏l5份、秸稈15份、顏料8份、納米二氧化矽4份、納米氧化鋯4份。
所述納米級節能水泥的製備方法，具體方法如下：
（1）按照重量份稱取各原料；
（2）將水泥熟料、礦渣、煤矸石、粉煤灰、工業廢渣、粉煤灰渣、無水石膏和氟石膏混合後研磨50-60min，將納米二氧化矽和納米氧化鋯緩和後研磨20-40min，將秸稈粉碎至粉末狀，再將研磨後的原料和秸稈充分混合攪拌30-50min得到水泥半成品；
（3）將水泥半成品放置於115-125℃的電熱乾燥設備中烘乾3-5h，讓水泥的含水量為2-3%；
（4）將上述乾燥後的水泥作為原料，配以鋼球作為磨球，磨球原料比為2-3:1，將磨球與原料裝入吊簧式雙筒液冷微納米球磨機磨罐中，設置每分鐘衝擊600-800次，吊簧式雙筒液冷微納米球磨機磨罐夾層中的水溫為20-30℃，進行高能球錘式密閉球磨6-8h，得到平均粒度為190-210nm的水泥；
（5）將步驟（4）得到的水泥取出後用100目篩對球料分離，用雙鋁箔PEP、PVP複合膜真空包裝得到成品。
作為本發明更進一步的方案：所述磨球的直徑設有四種，分別為8mm、10mm、12mm和14mm，且四種磨球的個數相同。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
本發明製作工藝簡單，水泥質量好，可進入微米以下空隙的低滲地層或混凝土縫隙，抗壓強度高，氣相滲透率低了一倍以上，能夠有效隔絕紅外線照射，降低建築能耗，減少碳排放，在使用過程中，吸收二氧化碳。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。
實施例1
一種納米級節能水泥，按照重量份的原料包括：水泥熟料50份、礦渣30份、煤矸石20份、粉煤灰20份、工業廢渣20份、粉煤灰渣20份、無水石膏20份、氟石膏l0份、秸稈10份、顏料5份、納米二氧化矽3份、納米氧化鋯3份。
所述納米級節能水泥的製備方法，具體方法如下：
（1）按照重量份稱取各原料；
（2）將水泥熟料、礦渣、煤矸石、粉煤灰、工業廢渣、粉煤灰渣、無水石膏和氟石膏混合後研磨50min，將納米二氧化矽和納米氧化鋯緩和後研磨20min，將秸稈粉碎至粉末狀，再將研磨後的原料和秸稈充分混合攪拌30min得到水泥半成品；
（3）將水泥半成品放置於115℃的電熱乾燥設備中烘乾3h，讓水泥的含水量為2%；
（4）將上述乾燥後的水泥作為原料，配以鋼球作為磨球，磨球原料比為2:1，將磨球與原料裝入吊簧式雙筒液冷微納米球磨機磨罐中，設置每分鐘衝擊600次，吊簧式雙筒液冷微納米球磨機磨罐夾層中的水溫為20℃，進行高能球錘式密閉球磨6h，得到平均粒度為190nm的水泥，所述磨球的直徑設有四種，分別為8mm、10mm、12mm和14mm，且四種磨球的個數相同；
（5）將步驟（4）得到的水泥取出後用100目篩對球料分離，用雙鋁箔PEP、PVP複合膜真空包裝得到成品。
實施例2
一種納米級節能水泥，按照重量份的原料包括：水泥熟料60份、礦渣32份、煤矸石22份、粉煤灰22份、工業廢渣22份、粉煤灰渣22份、無水石膏22份、氟石膏l2份、秸稈12份、顏料6份、納米二氧化矽3.5份、納米氧化鋯3.5份。
所述納米級節能水泥的製備方法，具體方法如下：
（1）按照重量份稱取各原料；
（2）將水泥熟料、礦渣、煤矸石、粉煤灰、工業廢渣、粉煤灰渣、無水石膏和氟石膏混合後研磨52min，將納米二氧化矽和納米氧化鋯緩和後研磨25min，將秸稈粉碎至粉末狀，再將研磨後的原料和秸稈充分混合攪拌35min得到水泥半成品；
（3）將水泥半成品放置於118℃的電熱乾燥設備中烘乾3.5h，讓水泥的含水量為2.2%；
（4）將上述乾燥後的水泥作為原料，配以鋼球作為磨球，磨球原料比為2.2:1，將磨球與原料裝入吊簧式雙筒液冷微納米球磨機磨罐中，設置每分鐘衝擊650次，吊簧式雙筒液冷微納米球磨機磨罐夾層中的水溫為22℃，進行高能球錘式密閉球磨6.5h，得到平均粒度為195nm的水泥，所述磨球的直徑設有四種，分別為8mm、10mm、12mm和14mm，且四種磨球的個數相同；
（5）將步驟（4）得到的水泥取出後用100目篩對球料分離，用雙鋁箔PEP、PVP複合膜真空包裝得到成品。
實施例3
一種納米級節能水泥，按照重量份的原料包括：水泥熟料65份、礦渣35份、煤矸石25份、粉煤灰25份、工業廢渣25份、粉煤灰渣25份、無水石膏25份、氟石膏l5份、秸稈15份、顏料8份、納米二氧化矽4份、納米氧化鋯4份。
所述納米級節能水泥的製備方法，具體方法如下：
（1）按照重量份稱取各原料；
（2）將水泥熟料、礦渣、煤矸石、粉煤灰、工業廢渣、粉煤灰渣、無水石膏和氟石膏混合後研磨55min，將納米二氧化矽和納米氧化鋯緩和後研磨30min，將秸稈粉碎至粉末狀，再將研磨後的原料和秸稈充分混合攪拌40min得到水泥半成品；
（3）將水泥半成品放置於120℃的電熱乾燥設備中烘乾4h，讓水泥的含水量為2.5%；
（4）將上述乾燥後的水泥作為原料，配以鋼球作為磨球，磨球原料比為2.5:1，將磨球與原料裝入吊簧式雙筒液冷微納米球磨機磨罐中，設置每分鐘衝擊700次，吊簧式雙筒液冷微納米球磨機磨罐夾層中的水溫為25℃，進行高能球錘式密閉球磨7h，得到平均粒度為200nm的水泥，所述磨球的直徑設有四種，分別為8mm、10mm、12mm和14mm，且四種磨球的個數相同；
（5）將步驟（4）得到的水泥取出後用100目篩對球料分離，用雙鋁箔PEP、PVP複合膜真空包裝得到成品。
實施例4
一種納米級節能水泥，按照重量份的原料包括：水泥熟料70份、礦渣38份、煤矸石28份、粉煤灰28份、工業廢渣28份、粉煤灰渣28份、無水石膏28份、氟石膏l8份、秸稈18份、顏料8份、納米二氧化矽4.5份、納米氧化鋯4.5份。
所述納米級節能水泥的製備方法，具體方法如下：
（1）按照重量份稱取各原料；
（2）將水泥熟料、礦渣、煤矸石、粉煤灰、工業廢渣、粉煤灰渣、無水石膏和氟石膏混合後研磨58min，將納米二氧化矽和納米氧化鋯緩和後研磨35min，將秸稈粉碎至粉末狀，再將研磨後的原料和秸稈充分混合攪拌45min得到水泥半成品；
（3）將水泥半成品放置於122℃的電熱乾燥設備中烘乾4.5h，讓水泥的含水量為2.8%；
（4）將上述乾燥後的水泥作為原料，配以鋼球作為磨球，磨球原料比為2.8:1，將磨球與原料裝入吊簧式雙筒液冷微納米球磨機磨罐中，設置每分鐘衝擊750次，吊簧式雙筒液冷微納米球磨機磨罐夾層中的水溫為28℃，進行高能球錘式密閉球磨7.5h，得到平均粒度為205nm的水泥，所述磨球的直徑設有四種，分別為8mm、10mm、12mm和14mm，且四種磨球的個數相同；
（5）將步驟（4）得到的水泥取出後用100目篩對球料分離，用雙鋁箔PEP、PVP複合膜真空包裝得到成品。
實施例5
一種納米級節能水泥，按照重量份的原料包括：水泥熟料80份、礦渣40份、煤矸石30份、粉煤灰30份、工業廢渣30份、粉煤灰渣30份、無水石膏30份、氟石膏20份、秸稈20份、顏料10份、納米二氧化矽5份、納米氧化鋯5份。
所述納米級節能水泥的製備方法，具體方法如下：
（1）按照重量份稱取各原料；
（2）將水泥熟料、礦渣、煤矸石、粉煤灰、工業廢渣、粉煤灰渣、無水石膏和氟石膏混合後研磨60min，將納米二氧化矽和納米氧化鋯緩和後研磨40min，將秸稈粉碎至粉末狀，再將研磨後的原料和秸稈充分混合攪拌50min得到水泥半成品；
（3）將水泥半成品放置於125℃的電熱乾燥設備中烘乾5h，讓水泥的含水量為3%；
（4）將上述乾燥後的水泥作為原料，配以鋼球作為磨球，磨球原料比為3:1，將磨球與原料裝入吊簧式雙筒液冷微納米球磨機磨罐中，設置每分鐘衝擊800次，吊簧式雙筒液冷微納米球磨機磨罐夾層中的水溫為30℃，進行高能球錘式密閉球磨8h，得到平均粒度為210nm的水泥，所述磨球的直徑設有四種，分別為8mm、10mm、12mm和14mm，且四種磨球的個數相同；
（5）將步驟（4）得到的水泥取出後用100目篩對球料分離，用雙鋁箔PEP、PVP複合膜真空包裝得到成品。
本發明製作工藝簡單，水泥質量好，可進入微米以下空隙的低滲地層或混凝土縫隙，抗壓強度高，氣相滲透率低了一倍以上，能夠有效隔絕紅外線照射，降低建築能耗，減少碳排放，在使用過程中，吸收二氧化碳。
上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利並不限於上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下作出各種變化。