低碳水泥及制备方法与流程

1.本公开涉及水泥领域，具体涉及一种低碳水泥及制备方法。


背景技术：

2.气候变暖是全人类需要共同面临的重大生存问题，碳排量关系到全人类的福祉。降低二氧化碳排放量，实现“碳达峰”、“碳中和”是我国长时间发展的方向。
3.水泥混凝土作为传统水泥碳排放量巨大，占总碳排放量14％，水泥在生产过程中，高温煅烧石灰石会向环境中排放大量二氧化碳。现有存在低碳水泥相关专利从改性水泥烧成制度，采用固体废弃物等方法降低水泥烧成温度，也有采用碱激发水泥体系与现有硅酸盐水泥体系相容性不好。
4.基于上述背景，需要一种替代水泥、并且与硅酸盐水泥体系相容性良好的物质来减少水泥行业碳排量问题，同时对现有水泥体系相容性良好，保证能成熟应用的低碳水泥。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种低碳水泥及制备方法。
6.根据本公开的一个方面，提供一种低碳水泥，包括：
7.质量比重为65％-85％的p.o42.5硅酸盐水泥；质量比重为0-5％石灰石粉；质量比重为5％-15％的明矾石；质量比重为5％-15％的沸石粉。
8.在一些实施方式中，所述p.o42.5硅酸盐水泥满足gb175-2007规格。
9.在一些实施方式中，所述石灰石粉细度为0.08mm。
10.在一些实施方式中，所述明矾石的纯度大于45％。
11.在一些实施方式中，所述沸石粉沸石含量为65％。
12.在一些实施方式中，所述沸石粉沸石比重2.15。
13.在一些实施方式中，所述沸石粉的细度0.08mm方孔筛筛余＜8％。
14.在一些实施方式中，所述沸石粉沸石堆积密度为728kg/m3。
15.根据本公开的又一个方面，提供一种低碳水泥制备方法，包括：将上述所述低碳水泥混合均匀，并加水搅拌。
附图说明
16.附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
17.图1是根据本公开的一个实施方式的低碳水泥制备方法的流程示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所
描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
19.需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。
20.除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。
21.在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。
22.当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上“、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。
23.本文使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。
24.实施例一、
25.将各组分按照如下质量比混合，形成低碳水泥：p.o42.5硅酸盐水泥65％，石灰石粉5％，明矾石15％，沸石粉15％。
26.进一步地，p.o42.5硅酸盐水泥满足gb175-2007规格。
27.进一步地，石灰石粉细度为0.08mm。
28.进一步地，明矾石的纯度大于45％。
29.进一步地，沸石粉沸石含量为65％。
30.进一步地，沸石粉沸石比重2.15。
31.进一步地，沸石粉沸石堆积密度为728kg/m3。
32.进一步地，沸石粉的细度0.08mm方孔筛筛余＜8％。
33.进一步地，明矾石为高品质明矾石矿。
34.上述低碳水泥的制备方法，包括：
35.将上述低碳水泥的组分混合均匀，并加水搅拌。
36.进一步地，上述低碳水泥的制备过程中，初凝时间为58min。
37.进一步地，上述低碳水泥的制备过程中，终凝时间556min。
38.进一步地，上述低碳水泥的制备过程中，28d抗压强度42.6。
39.进一步地，上述低碳水泥的制备过程中，抗硫酸盐侵蚀系数0.99。
40.实施例二、
41.将各组分按照如下质量比混合，形成低碳水泥：p.o42.5硅酸盐水泥75％，石灰石粉5％，明矾石5％，沸石粉15％。
42.进一步地，p.o42.5硅酸盐水泥满足gb175-2007规格。
43.进一步地，石灰石粉细度为0.08mm。
44.进一步地，明矾石的纯度大于45％。
45.进一步地，沸石粉沸石含量为65％。
46.进一步地，沸石粉沸石比重2.15。
47.进一步地，沸石粉沸石堆积密度为728kg/m3。
48.进一步地，沸石粉的细度0.08mm方孔筛筛余＜8％。
49.进一步地，明矾石为高品质明矾石矿。
50.上述低碳水泥的制备方法，包括：
51.将上述低碳水泥的组分混合均匀，并加水搅拌。
52.进一步地，上述低碳水泥的制备过程中，初凝时间为53min。
53.进一步地，上述低碳水泥的制备过程中，终凝时间为544min。
54.进一步地，上述低碳水泥的制备过程中，28d抗压强度为43.6。
55.进一步地，上述低碳水泥的制备过程中，抗硫酸盐侵蚀系数为0.95。
56.实施例三、
57.将各组分按照如下质量比混合，形成低碳水泥：p.o42.5硅酸盐水泥70％，石灰石粉5％，明矾石15％，沸石粉5％。
58.进一步地，p.o42.5硅酸盐水泥满足gb175-2007规格。
59.进一步地，石灰石粉细度为0.08mm。
60.进一步地，明矾石的纯度大于45％。
61.进一步地，沸石粉沸石含量为65％。
62.进一步地，沸石粉沸石比重2.15。
63.进一步地，沸石粉沸石堆积密度为728kg/m3。
64.进一步地，沸石粉的细度0.08mm方孔筛筛余＜8％。
65.进一步地，明矾石为高品质明矾石矿。
66.上述低碳水泥的制备方法，包括：
67.将上述低碳水泥的组分混合均匀，并加水搅拌。
68.进一步地，上述低碳水泥的制备过程中，初凝时间为54min。
69.进一步地，上述低碳水泥的制备过程中，终凝时间为535min。
70.进一步地，上述低碳水泥的制备过程中，28d抗压强度为43.9。
71.进一步地，上述低碳水泥的制备过程中，抗硫酸盐侵蚀系数为0.96。
72.实施例四、
73.将各组分按照如下质量比混合，形成低碳水泥：p.o42.5硅酸盐水泥70％，石灰石粉0，明矾石15％，沸石粉15％。
74.进一步地，p.o42.5硅酸盐水泥满足gb175-2007规格。
75.进一步地，石灰石粉细度为0.08mm。
76.进一步地，明矾石的纯度大于45％。
77.进一步地，沸石粉沸石含量为65％。
78.进一步地，沸石粉沸石比重2.15。
79.进一步地，沸石粉沸石堆积密度为728kg/m3。
80.进一步地，沸石粉的细度0.08mm方孔筛筛余＜8％。
81.进一步地，明矾石为高品质明矾石矿。
82.上述低碳水泥的制备方法，包括：
83.将上述低碳水泥的组分混合均匀，并加水搅拌。
84.进一步地，上述低碳水泥的制备过程中，初凝时间为56min。
85.进一步地，上述低碳水泥的制备过程中，终凝时间为520min。
86.进一步地，上述低碳水泥的制备过程中，28d抗压强度为44.1。
87.进一步地，上述低碳水泥的制备过程中，抗硫酸盐侵蚀系数为0.97。
88.实施例五、
89.将各组分按照如下质量比混合，形成低碳水泥：p.o42.5硅酸盐水泥85％，石灰石粉5％，明矾石5％，沸石粉5％。
90.进一步地，p.o42.5硅酸盐水泥满足gb175-2007规格。
91.进一步地，石灰石粉细度为0.08mm。
92.进一步地，明矾石的纯度大于45％。
93.进一步地，沸石粉沸石含量为65％。
94.进一步地，沸石粉沸石比重2.15。
95.进一步地，沸石粉沸石堆积密度为728kg/m3。
96.进一步地，沸石粉的细度0.08mm方孔筛筛余＜8％。
97.进一步地，明矾石为高品质明矾石矿。
98.上述低碳水泥的制备方法，包括：
99.将上述低碳水泥的组分混合均匀，并加水搅拌。
100.进一步地，上述低碳水泥的制备过程中，初凝时间为60min。
101.进一步地，上述低碳水泥的制备过程中，终凝时间为501min。
102.进一步地，上述低碳水泥的制备过程中，28d抗压强度为45.0。
103.进一步地，上述低碳水泥的制备过程中，抗硫酸盐侵蚀系数为1.00。
104.其中，实施例一至实施例五中，初凝时间和终凝时间按照标准gb/t1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》进行，28d抗压强度按照标准gb/t17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(iso法)》进行，抗硫酸盐侵蚀系数按照标准gb/t749-2008《水泥硫酸盐侵蚀试验方法》进行。
105.其中，实施例一至实施例五中，低碳水泥的对比例为：p.o42.5硅酸盐水泥100％，石灰石粉0，明矾石0，沸石粉0。低碳水泥的制备方法对比例为：将对比例中的低碳水泥各个组分混合均匀，并加水搅拌，初凝时间为52min，终凝时间为452min，28d抗压强度为45.2，抗硫酸盐侵蚀系数为0.98。
106.图1是根据本公开的一个实施方式的低碳水泥制备方法流程示意图。
107.如图1所示，低碳水泥制备方法流程s100，包括：
108.s102：获取预设质量比重的p.o42.5硅酸盐水泥；
109.s104：获取预设质量比重的石灰石粉；
110.s106：获取预设质量比重的明矾石；
111.s108：获取预设质量比重的沸石粉；
112.s110：将低碳水泥的上述各个组分混合均匀，并加水搅拌。
113.其中，p.o42.5硅酸盐水泥预设质量比重为65％-85％；石灰石粉预设质量比重为0-5％；明矾石预设质量比重为5％-15％；沸石粉预设质量比重为5％-15％。
114.本发明具有以下技术效果：
115.第一、本发明利用明矾石化学组成成分中的三氧化二铝、三氧化硫是水泥组成成分，其水化产物钙矾石为水泥早期水化产物，同时具有微膨胀性，既可以对强度有贡献，还可以在约束作用下建立有效微膨胀，补偿收缩，从而应对开裂问题。
116.第二、本发明采用沸石，沸石作为火山灰材料，主要同水泥熟料水化生成的ca(oh)2进行二次反应，相互反应生成c-s-h相和铝相，当有石膏存在的情况下，铝相会继续生成钙矾石相。另外，从物理作用上来说，沸石的比表面积巨大，起到对水泥颗粒及其水化物的分散作用，加大了水泥水化的空间，促进水泥中后期反应，同时，沸石可吸附浆体中的水，同时放出少量空气，使浆体终凝后的水灰比低于表观水灰比，有利于水泥的后期强度。同时，由于后期释放出沸石水，对水泥水化进行自养护，使界面附近反应继续进行，反应产物不断填充界面微裂缝，洁面附近讲题逐渐紧密，界面得到加强。
117.第三、本发明中明矾石与沸石具有来源广泛、价格低廉，并能充分利用各地现有资源。水泥熟料量显著降低，有效降低了石灰石与煤炭的使用量，具有良好的减碳效果。本发明具有显著的社会效益、环境效益，且技术方案可行，施工性良好，强度与耐久性稳定，是一种良好的低碳水泥。
118.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式/方式”、“一些实施方式/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方式/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须的是相同的实施方式/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方式/方式或示例以及不同实施方式/方式或示例的特征进行结合和组合。
119.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
120.本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。