阅读说明：本技术 一种灌注桩用水泥及其制备方法 (Cement for cast-in-place pile and preparation method thereof ) 是由 窦霆 张青青 于 2020-05-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及水泥技术领域,具体而言,涉及一种灌注桩用水泥及其制备方法。一种灌注桩用水泥,包括如下重量份数的组分：水泥熟料40～60份、脱硫石膏3～6份、超细灰12～18份和复合矿渣微粉25～35份；所述复合矿渣微粉包括如下质量百分比的组分；矿渣75％～85％、陶瓷废料13.5％～24.5％和副产元明粉0.5％～1.5％；所述超细灰主要由如下质量百分比的原料制备得到：灰渣65％～80％、粉煤灰18.8％～34.2％和副产元明粉0.8％～1.2％。本发明的灌注桩用水泥具有优异的抗折强度和抗压强度,抗渗效果好,抗化学腐蚀能力优异。(The invention relates to the technical field of cement, in particular to cement for a cast-in-place pile and a preparation method thereof. The cement for the cast-in-place pile comprises the following components in parts by weight: 40-60 parts of cement clinker, 3-6 parts of desulfurized gypsum, 12-18 parts of superfine ash and 25-35 parts of composite slag micro powder; the composite slag micro powder comprises the following components in percentage by mass; 75 to 85 percent of slag, 13.5 to 24.5 percent of ceramic waste and 0.5 to 1.5 percent of byproduct anhydrous sodium sulphate; the superfine ash is mainly prepared from the following raw materials in percentage by mass: 65 to 80 percent of ash, 18.8 to 34.2 percent of fly ash and 0.8 to 1.2 percent of sodium sulfate byproduct. The cement for the cast-in-place pile has excellent breaking strength and compressive strength, good anti-permeability effect and excellent chemical corrosion resistance.)

一种灌注桩用水泥及其制备方法

技术领域

本发明涉及水泥技术领域，具体而言，涉及一种灌注桩用水泥及其制备方法。

背景技术

灌注桩是一种就位成孔，灌注混凝土或钢筋混凝土而制成的桩。灌注桩按其成孔方法不同，可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩、爆扩灌注桩等。目前的灌注桩工程对胶凝材料强度、抗化学腐蚀性、抗渗性及耐腐蚀性有较高的要求。目前应用最广的为通用硅酸盐水泥，通用硅酸盐水泥的缺点如下：引起的水化热大，抗硫酸盐腐蚀性差，抗渗性差，密实度低等。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种灌注桩用水泥，通过熟料、脱硫石膏、超细灰和复合矿渣微粉的配合作用，可提高得到的水泥的缓凝效果，增强水泥的抗压效果，抗折效果，抗渗效果等。

本发明的另一个目的在于提供一种所述的灌注桩用水泥的制备方法，该方法简单易行，节能环保。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种灌注桩用水泥，包括如下重量份数的组分：

水泥熟料40～60份、脱硫石膏3～6份、超细灰12～18份和复合矿渣微粉27～33份；

所述复合矿渣微粉包括如下质量百分比的组分；矿渣75％～85％、陶瓷废料13.5％～24.5％和副产元明粉0.5％～1.5％；

所述超细灰主要由如下质量百分比的原料制备得到：灰渣65％～80％、粉煤灰18.8％～34.2％和副产元明粉0.8％～1.2％。

优选地，灌注桩用水泥包括如下重量份数的组分：

水泥熟料45～50份、脱硫石膏4～5份、超细灰14～16份和复合矿渣微粉27～33份；

所述复合矿渣微粉包括如下质量百分比的组分；矿渣78％～82％、陶瓷废料17.2％～21％和副产元明粉0.8％～1％；

所述超细灰主要由如下质量百分比的原料制备得到：灰渣70％～75％、粉煤灰24.1％～29％和副产元明粉0.9％～1％。

优选地，所述灰渣包括如下质量百分比的组分：SiO₂ 48.86％～53.88％、Al₂O₃35％～40％、Fe₂O₃ 5％～6％、CaO 4％～5％、MgO 0.9％～1.1％、SO₃ 0.02％～0.04％；

所述粉煤灰包括如下质量百分比的组分：SiO₂ 55％～62.8％、Al₂O₃ 27％～34.8％、Fe₂O₃ 5％～6％、CaO 3％～4％、MgO 0.8％～0.9％、SO₃ 0.3％～0.4％；

所述副产元明粉包括如下质量百分比的组分：SiO₂ 52％～57.8％、Al₂O₃ 33％～39.1％、Fe₂O₃ 5％～6％、CaO 1％～2％、MgO 1％～1.5％、SO₃ 0.7％～0.9％。

优选地，所述超细灰原料的含水量为10％～15％；

优选地，所述灰渣原料的含水量为9％～15％；

优选地，所述粉煤灰原料的含水量为2.5％～8％。

优选地，所述超细灰的制备方法包括：将灰渣、粉煤灰和副产元明粉混合研磨；

优选地，所述研磨的时间为10～20min；

优选地，所述超细灰的比表面积为480～520m²/kg。

优选地，所述复合矿渣微粉的比表面积为460～470m²/kg。

优选地，所述灌注桩用水泥的比表面积为450～500m²/kg。

所述的灌注桩用水泥的制备方法，包括以下步骤：

将水泥熟料、脱硫石膏、超细灰和复合矿渣微粉进行混合粉磨。

优选地，所述的灌注桩用水泥的制备方法，包括以下步骤：

将水泥熟料、脱硫石膏和超细灰混合粉磨至粉末的比表面积为340～400m²/kg，再加入复合矿渣微粉混合均匀。

优选地，所述熟料、脱硫石膏和超细灰混合粉磨的时间为10～30min。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明特定的超细灰可以增加水泥、混凝土抗腐蚀性，起到延缓凝结时间的效果；特定的复合矿渣微粉可以增加水泥、混凝土密实度；通过熟料、脱硫石膏、超细灰和复合矿渣微粉的配合作用，可提高得到的水泥的缓凝效果，增强水泥的抗压效果，抗折效果，抗渗效果，抗化学腐蚀性等。

(2)本发明所述的灌注桩用水泥的制备方法简单易行，节能环保。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

一种灌注桩用水泥，包括如下重量份数的组分：

水泥熟料40～60份、脱硫石膏3～6份、超细灰12～18份和复合矿渣微粉27～33份；

所述复合矿渣微粉包括如下质量百分比的组分；矿渣75％～85％、陶瓷废料13.5％～24.5％和副产元明粉0.5％～1.5％；

所述超细灰主要由如下质量百分比的原料制备得到：灰渣65％～80％、粉煤灰18.8％～34.2％和副产元明粉0.8％～1.2％。

本发明旨在解决桩基工程中，应用通用硅酸盐水泥引起的水化热大、抗硫酸盐腐蚀性差、抗渗性差、密实度低等问题，同时解决当地工业废渣占用土地、污染环境等问题。本发明采用水泥熟料、脱硫石膏、超细灰和复合矿渣微粉的配合，可增强水泥的抗压效果，抗折效果，抗渗效果等，针对不同的运距和气温调整相应的凝结时间，既保证了不延缓工期，又避免了在工程运距延伸后可能引起的混凝土提前凝固的质量事故。

在一种实施方式中，所述水泥熟料40～60份，还可以选择份41份、42份、43份、44份、45份、46份、47份、48份、49份、50份、51份、52份、53份、54份、55份、56份、57份、58份或59份。

在一种实施方式中，所述脱硫石膏3～6份，还可以选择3.2份、3.5份、3.7份、4份、4.2份、4.5份、4.7份、5份、5.2份、5.5份、5.7份或5.9份。

在一种实施方式中，所述超细灰12～18份，还可以选择12.5份、13份、13.5份、14份、14.5份、15份、15.5份、16份、16.5份、17份或17.5份。

在一种实施方式中，所述复合矿渣微粉27～33份，还可以选择27.5份、28份、28.5份、29份、29.5份、30份、30.5份、31份、31.5份、32份或32.5份。

本发明特定的超细灰具有比表面积大，增加桩基密实度，提高强度绝对值，烧失量低，降低混凝土塌落度，需水量小等特点。

在一种实施方式中，以质量百分比计，所述灰渣65％～80％。还可以选择66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％或80％。

在一种实施方式中，以质量百分比计，所述粉煤灰18.8％～34.2％，还可以选择19％、20％、21％、25％、27％、28％、30％、31％或34％。

在一种实施方式中，以质量百分比计，所述副产元明粉0.8％～1.2％，还可以选择0.9％、1％、1.1％或1.2％。

本发明特定的复合矿渣微粉以矿渣为主要原料，陶瓷废料为辅料，副产元明粉做激发剂，极大的提高了复合矿粉的活性，对当地的工业废弃物利用，又有效防止氯离子渗透，具有高抗腐蚀能力。为治理环境污染做出了贡献又为企业节约成本提升了利润空间，为工业固废的治理开创了全新之路。

在一种实施方式中，以质量百分比计，所述灰渣矿渣75％～85％，还可以选择76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％或84％。

在一种实施方式中，以质量百分比计，所述陶瓷废料13.5％～24.5％，还可以选择14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％或24％。

在一种实施方式中，以质量百分比计，所述副产元明粉0.5％～1.5％，还可以选择0.6％、0.7％、0.8％、1％、1.1％、1.2％、1.3％或1.4％。

优选地，所述灌注桩用水泥包括如下重量份数的组分：

水泥熟料45～50份、脱硫石膏4～5份、超细灰14～16份和复合矿渣微粉27～33份；

所述复合矿渣微粉包括如下质量百分比的组分；矿渣78％～82％、陶瓷废料17.2％～21％和副产元明粉0.8％～1％；

所述超细灰主要由如下质量百分比的原料制备得到：灰渣70％～75％、粉煤灰24.1％～29％和副产元明粉0.9％～1％。

通过进一步优选水泥熟料、脱硫石膏、超细灰和复合矿渣微粉的配比，超细灰和复合矿渣微粉的原料配比，可更好提高得到的水泥的缓凝效果，增强水泥的抗压效果，抗折效果，抗渗效果等，更有利于满足灌注桩工程用水泥。

优选地，所述灰渣包括如下质量百分比的组分：SiO₂ 48.86％～53.88％、Al₂O₃35％～40％、Fe₂O₃ 5％～6％、CaO 4％～5％、MgO 0.9％～1.1％、SO₃ 0.02％～0.04％；

所述粉煤灰包括如下质量百分比的组分：SiO₂ 55％～62.8％、Al₂O₃ 27％～34.8％、Fe₂O₃ 5％～6％、CaO 3％～4％、MgO 0.8％～0.9％、SO₃ 0.3％～0.4％；

所述副产元明粉包括如下质量百分比的组分：SiO₂ 52％～57.8％、Al₂O₃ 33％～39.1％、Fe₂O₃ 5％～6％、CaO 1％～2％、MgO 1％～1.5％、SO₃ 0.7％～0.9％。

需要说明的是，本发明的超细灰还含有不可避免的杂质。

在一种实施方式中，所述灰渣包括如下质量百分比的组分：SiO₂ 50.5％、Al₂O₃336.55％、Fe₂O₃ 5.57％、CaO 4.19％、MgO 1％、SO₃ 0.02％；烧失量为2.80％，水分含量为9.2％。

在一种实施方式中，所述粉煤灰包括如下质量百分比的组分：SiO₂ 55.89％、Al₂O₃27.68％、Fe₂O₃ 5.35％、CaO 3.51％、MgO 0.85％、SO₃ 0.31％；烧失量为2.50％，含水量为2.7％。

在一种实施方式中，所述副产元明粉包括如下质量百分比的组分：SiO₂ 53.59％、Al₂O₃ 33.49％、Fe₂O₃ 5.52％、CaO 1.55％、MgO 1.3％、SO₃ 0.83％；烧失量为4％。

优选地，所述超细灰原料的含水量为10％～15％。

优选地，所述灰渣原料的含水量为9％～15％；

优选地，所述粉煤灰原料的含水量为2.5％～8％。

优选地，所述超细灰的制备方法包括：将灰渣、粉煤灰和副产元明粉混合研磨；

优选地，所述研磨的时间为10～20min；

优选地，所述超细灰的比表面积为480～520m²/kg。

该方法工艺简单，适合大批量生产，生产成本低廉。

粉碎设备包括立磨。立磨是集破碎、干燥、粉磨和分级输送于一体的设备，生产效率高，干燥成本低。

本发明通过控制灰渣原料与粉煤灰原料的含水量，与副产元明粉配合可保证含水量在10％～15％，进一步降低后续的干燥成本，节约能源。

所述超细灰的需水量比为95～96％，烧失量为3％～4％。

优选地，所述复合矿渣微粉的比表面积为460～470m²/kg。

优选地，所述灌注桩用水泥的比表面积为450～500m²/kg。

所述的灌注桩用水泥的制备方法，包括以下步骤：

将水泥熟料、脱硫石膏、超细灰和复合矿渣微粉进行混合粉磨。

本发明灌注桩用水泥的制备方法简单易行，节能环保。

优选地，所述的灌注桩用水泥的制备方法，包括以下步骤：

将熟料、脱硫石膏和超细灰混合粉磨至粉末的比表面积为340～400m²/kg，再加入复合矿渣微粉混合均匀。

将熟料、脱硫石膏和超细灰混合粉磨至粉末的比表面积为340～400m²/kg，再加入复合矿渣微粉通过双轴搅拌混合均匀，通过气力输送，多库搭配的均化方式制成灌注桩用水泥。

优选地，所述熟料、脱硫石膏和超细灰混合粉磨的时间为10～30min。

在一种实施方式中，所述熟料、脱硫石膏和超细灰混合粉磨的时间为10～30min，还可以选择12min、15min、17min、20min、22min、25min或27min。

下面将结合具体的实施例和对比例对本发明作进一步的解释说明。

实施例1

一种灌注桩用水泥，包括如下重量份数的组分：

水泥熟料48份、脱硫石膏4.5份、超细灰15份和复合矿渣微粉30份；

所述复合矿渣微粉包括如下质量百分比的组分；矿渣80％、陶瓷废料19.1％和副产元明粉0.9％；

所述超细灰主要由如下质量百分比的原料制备得到：灰渣73％、粉煤灰26％和副产元明粉1％；

所述灰渣包括如下质量百分比的组分：SiO₂ 50.5％、Al₂O₃ 336.55％、Fe₂O₃5.57％、CaO 4.19％、MgO 1％、SO₃ 0.02％；烧失量为2.80％，水分含量为9.2％；

所述粉煤灰包括如下质量百分比的组分：SiO₂ 55.89％、Al₂O₃ 27.68％、Fe₂O₃5.35％、CaO 3.51％、MgO 0.85％、SO₃ 0.31％；烧失量为2.50％，含水量为2.7％；

所述副产元明粉包括如下质量百分比的组分：SiO₂ 53.59％、Al₂O₃ 33.49％、Fe₂O₃5.52％、CaO 1.55％、MgO 1.3％、SO₃ 0.83％；烧失量为4％；

灌注桩用水泥的制备方法，包括以下步骤：

将水泥熟料、脱硫石膏和超细灰混合粉磨至粉末的比表面积为340～400m²/kg，再加入复合矿渣微粉混合均匀，所述粉磨的时间为20min。

实施例2

一种灌注桩用水泥，包括如下重量份数的组分：

水泥熟料50份、脱硫石膏4份、超细灰16份和复合矿渣微粉27份；

所述复合矿渣微粉包括如下质量百分比的组分；矿渣78％、陶瓷废料21％和副产元明粉1％；

所述超细灰主要由如下质量百分比的原料制备得到：灰渣70％、粉煤灰29％和副产元明粉1％。

所述超细灰原料组分同实施例1；

所述灌注桩用水泥的制备方法，包括以下步骤：

将水泥熟料、脱硫石膏和超细灰混合粉磨至粉末的比表面积为340～400m²/kg，再加入复合矿渣微粉混合均匀，所述粉磨的时间为15min。

实施例3

一种灌注桩用水泥，包括如下重量份数的组分：

水泥熟料45份、脱硫石膏5份、超细灰14份和复合矿渣微粉33份；

所述复合矿渣微粉包括如下质量百分比的组分；矿渣82％、陶瓷废料17.2％和副产元明粉0.8％；

所述超细灰主要由如下质量百分比的原料制备得到：灰渣75％、粉煤灰24.1％和副产元明粉0.9％；

所述超细灰原料组分同实施例1；

所述灌注桩用水泥的制备方法，包括以下步骤：

将水泥熟料、脱硫石膏和超细灰混合粉磨至粉末的比表面积为340～400m²/kg，再加入复合矿渣微粉混合均匀，所述粉磨的时间为10min。

实施例4

一种灌注桩用水泥，包括如下重量份数的组分：

水泥熟料40份、脱硫石膏6份、超细灰12份和复合矿渣微粉35份；

所述复合矿渣微粉包括如下质量百分比的组分；矿渣75％、陶瓷废料24.5％和副产元明粉0.5％；

所述超细灰主要由如下质量百分比的原料制备得到：灰渣65％、粉煤灰34.2％和副产元明粉0.8％；

所述超细灰原料组分同实施例1；

所述灌注桩用水泥的制备方法同实施例1。

实施例5

一种灌注桩用水泥，包括如下重量份数的组分：

水泥熟料60份、脱硫石膏3份、超细灰18份和复合矿渣微粉25份；

所述复合矿渣微粉包括如下质量百分比的组分；矿渣85％、陶瓷废料13.5％和副产元明粉1.5％；

所述超细灰主要由如下质量百分比的原料制备得到：灰渣80％、粉煤灰18.8％和副产元明粉1.2％；

所述超细灰原料组分同实施例1；

所述灌注桩用水泥的制备方法同实施例1。

对比例1

一种灌注桩用水泥，除包括如下重量份数的组分：水泥熟料35份、脱硫石膏10份、超细灰8份和复合矿渣微粉45份以外，其他条件同实施例1。

本对比例中水泥熟料、脱硫石膏、超细灰和复合矿渣微粉的配比不在本发明要保护的范围之内。

对比例2

一种灌注桩用水泥，采用市售矿渣微粉代替复合矿渣微粉，其活性如表1所示；以常规电厂粉煤灰代替超细灰，电厂粉煤灰活性如表2所示，替他操作条件同实施例1。

实验例

1、本发明实施例1～5中的超细灰的活性情况及对比例2中的粉煤灰的活性情况如表1所示；

表1超细灰及粉煤灰的活性情况

2、本发明实施例1～5中的复合矿渣微粉的活性情况及对比例2中的常规矿渣微粉的活性情况如表2所示；

表2矿渣微粉的活性情况

3、本发明实施例1～5和对比例1～2的灌注桩用水泥的性能如表3所示；

表3水泥的性能

由表1可知本发明特定的超细灰具有较高的活性。由表2可知，本发明特定的复合矿渣微粉具有较高的活性。本发明特定的超细灰可以增加水泥、混凝土抗腐蚀性，起到延缓凝结时间的效果；特定的复合矿渣微粉可以增加水泥、混凝土密实度；通过熟料、脱硫石膏、超细灰和复合矿渣微粉的配合作用，可提高得到的水泥的缓凝效果，增强水泥的抗压效果，抗折效果，抗渗效果，抗化学腐蚀性等。由表3可知，对比例1中水泥熟料、脱硫石膏、超细灰和复合矿渣微粉的配比不在本发明要保护的范围之内，得到的水泥的抗折强度和抗压强度较差。对比例2以常规电厂粉煤灰代替超细灰，得到的水泥的抗折强度和抗压强度较实施例1差。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。