一种有机-无机材料复合改性水泥的制备方法

摘要

本发明公开了属于建筑材料制备技术领域的一种有机-无机材料复合改性水泥的制备方法，该水泥是采用有机-无机复合技术，采用常用材料，精心配制，搅拌均匀，混合制备得到；使之具有独特的结构及性质特点，制备出一种凝结时间短并且强度较高的有机-无机材料复合改性水泥。采用该技术制备出来的水泥具有较短的絮凝时间，较好的强度，可以实现快速水泥凝结，并且达到较好的强度要求，可广泛应用隧道建设、水底施工等建筑领域。

权利要求

1.一种有机-无机材料复合改性水泥的制备方法，其特征在于，制备的步骤如下：

1）将常用PC32.5R水泥和水按质量份数比为1- 1.5：1混合，搅拌均匀、混合成泥浆；将膨润土、水、水玻璃和火碱搅拌混合成土水；其中：膨润土：水质量份数比为0.4- 0.6：1；水玻璃加入量为水泥质量的 5–10wt%；火碱加入量为水泥质量的 1–2wt%；

2）将步骤1中泥浆、土水两者混合，搅拌均匀；

3）向步骤2中加入聚丙烯酰胺PAM阴离子粘稠液，搅拌均匀，得到初步的水泥泥浆，初絮凝时间达到30h，常用水泥初凝时间为45h，即实现快速水泥凝结，水泥凝结后可承受大于

42.5MPa的压力。

2.根据权利要求1所述有机-无机材料复合改性水泥的制备方法，其特征在于，所述泥浆 ：土水的质量份数比为1.7-2.3 ：1。

3.根据权利要求1所述有机-无机材料复合改性水泥的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯酰胺PAM的加入量为水泥质量的 2–5wt%。

说明书

一种有机-无机材料复合改性水泥的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于建筑材料制备技术领域，特别涉及一种有机-无机材料复合改性水泥的制备方法，具体说是对有机-无机材料的复合水泥的凝结时间和凝结速度的技术改进。

背景技术

[0002] 水泥是一种无机非金属材料，是一种广泛应用的建筑材料，水泥，于1756年，英国工程师J.斯米顿在研究某些石灰在水中硬化的特性时发现，为近代水泥的研制和发展奠定了理论基础。1796年，英国人J.帕克用泥灰岩烧制出了一种水泥，外观呈棕色，具有良好的水硬性和快凝特性，特别适用于与水接触的工程。法国的土木技师毕加发现了石灰和粘土按三比一混合制成的水泥性能最好。英国建筑工人约瑟夫·阿斯谱丁发明了水泥并取得了波特兰水泥的专利权。它具有优良的建筑性能，在水泥史上具有划时代意义。法国比埃利用铝矿石的铁矾土代替粘土，混合石灰岩烧制成了水泥。由于这种水泥含有大量的氧化铝，所以叫做“矾土水泥”。1871年，日本开始建造水泥厂。20世纪，人们在不断改进波特兰水泥性能的同时，研制成功了一批适用于特殊建筑工程的水泥，如高铝水泥，特种水泥等。全世界的水泥品种已发展到100多种，2007年水泥年产量约20亿吨。

[0003] 1889年，中国河北唐山开设第一家水泥厂，位于开平煤矿附近，设立了用立窑生产的唐山“细绵土”厂。1906年在该厂的基础上建立了启新洋灰公司，年产水泥4万吨。中国在1952年制订了第一个全国统一标准，确定水泥生产以多品种多标号为原则，并将波特兰水泥按其所含的主要矿物组成改称为矽酸盐水泥，后又改称为硅酸盐水泥至今。2012年，中国水泥产量达到21.84 亿吨，产量占全球50%以上。

[0004] 随着国民经济的发展，中国的建筑领域呈现蓬勃发展之势，相应的建筑材料快速发展，但是在建筑隧道或者海底工程时，还是会有问题存在，普通水泥不能承受水的冲刷，不容易凝结，不仅使建筑成本增加，而且需要较长的施工时间，所以，我们的改性保水剂可应用在这些领域。水泥具有较好的凝结速度和强度，因为建筑需要较短的僵化时间和较高的强度。

[0005] 未来水泥工业能效和环境改善的重点在于：一是整体能效水平接近国际先进指标，以日产5000吨水泥熟料生产线的能效水平将处于世界领先位置；二是氮氧化物排放将大幅下降，其标准中的排放指标世界领先。国家指定的环境保护重点地区的水泥企业，今后的环境约束力将加强，淘汰落后产能速度将加快。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一种有机-无机材料复合改性水泥的制备方法，其特征在于，制备的步骤如下：

[0007] 1）将PC32.5R型号通用水泥和水搅拌均匀、混合成泥浆；将膨润土、水、水玻璃和火碱搅拌混合成土水；

[0008] 2）将步骤1)中泥浆、土水两者混合，搅拌均匀；

[0009] 3）向步骤2）中加入占水泥质量2–5wt%的聚丙烯酰胺PAM阴离子液，在常压下搅拌均匀，得到初步的水泥泥浆，初絮凝时间达到30h，常用水泥初凝时间为45h，即实现快速水泥凝结，水泥凝结后可承受大于42.5MPa的压力。

[0010] 所述常用PC32.5R型号通用水泥：水的质量份数比为1- 1.5 ：1。

[0011] 所述膨润土：水的质量份数比为0.4 - 0.6：1。

[0012] 所述水玻璃加入量为水泥质量的5–10wt% 。

[0013] 所述火碱加入量为水泥质量的 1–2wt%。

[0014] 所述泥浆 ：土水的质量份数比为1.7-2.3 ：1。

[0015] 本发明的有益效果是该水泥是采用有机-无机复合技术，使之具有独特的结构及性质特点，制备出一种凝结时间短并且强度较高的改性。采用该技术制备出来的水泥可以实现30h絮凝，承受大于42.5MPa压力，比普通水泥快了15个小时左右，可以实现快速水泥凝结，并且达到较好的强度要求，可广泛应用隧道建设、水底施工等建筑领域。

具体实施方式

[0016] 本发明提供一种有机-无机材料复合改性水泥的制备方法，下面结合实施例予以说明。

[0017] 实施例1

[0018] 1）将PC32.5R型号通用水泥和自来水按照质量份数比为1 ：1混合，搅拌均匀、混合成泥浆；

[0019] 2）将膨润土 ：水按质量份数比为0.45：1混合，加入水泥质量的 6 %的水玻璃和膨润土、水、水玻璃及占水泥质量的1 %的火碱，搅拌混合成土水；

[0020] 3）将步骤1)中泥浆 ：土水质量份数比为1.8 ：1混合，搅拌均匀；

[0021] 4）向步骤3）中加入占水泥质量4wt%的聚丙烯酰胺PAM阴离子液，在常压下搅拌成均匀的浆液，絮凝时间为35h，形成硬块，强度可大于42.5MPa。

[0022] 实施例2

[0023] 1）将PC32.5R型号通用水泥和自来水按照质量份数比为1.5 ：1混合，搅拌均匀、混合成泥浆；

[0024] 2）将膨润土：水按质量份数比为0.55：1混合，加入水泥质量的 8 %的水玻璃和膨润土、水、水玻璃和占水泥质量的1.5 %的火碱，搅拌混合成土水；

[0025] 3）将步骤1)中泥浆 ：土水质量份数比为2 ：1混合，搅拌均匀；

[0026] 4）向步骤3）中加入聚丙烯酰胺PAM阴离子粘稠液粘稠液，是水泥的3.5wt%左右，在常压下搅拌均匀浆，絮凝时间为30h，形成硬块，强度可大于42.5MPa。

[0027] 实施例3

[0028] 1）将PC32.5R型号通用水泥和自来水按照质量份数比为1.3 ：1混合，搅拌均匀、混合成泥浆；

[0029] 2）将膨润土 ：水按质量份数比为0.6：1混合，加入水泥质量的 8 %的水玻璃和膨润土、水、水玻璃和水泥质量的1.8 %的火碱，搅拌混合成土水；

[0030] 3）将步骤1)中泥浆 ：土水质量份数比为2.2 ：1混合，搅拌均匀；

[0031] 4）向步骤3）中加入聚丙烯酰胺PAM阴离子液，是水泥质量的4.8wt%左右，在常压下