通用硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物可溶性堿含量的控制方法
【專利摘要】一種通用硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物可溶性堿含量的控制方法，屬于建筑材料指標(biāo)評測領(lǐng)域。本發(fā)明的目的是提供一種為了控制硅酸鹽水泥中可溶性堿的含量而設(shè)計的通用硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物可溶性堿含量的控制方法。本發(fā)明可溶性堿含量指標(biāo)原子數(shù)量比公式為：(Ca+Mg-2S-Fe)/(Si-Na-K)，指標(biāo)的控制范圍應(yīng)≤2.5。本發(fā)明為合理確定不同品種的硅酸鹽水泥配比，控制其水化產(chǎn)物中的可溶性堿含量，保證水泥和混凝土質(zhì)量，提供切實(shí)有效的技術(shù)指標(biāo)和控制方法。
【專利說明】通用硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物可溶性堿含量的控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料指標(biāo)評測領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]目前現(xiàn)行通用硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)中堿含量指標(biāo)(不大于0· 6%)僅為選擇性指標(biāo)，據(jù)此 指標(biāo)并不能有效判斷和控制水泥水化產(chǎn)物中可溶性堿含量的多少以及是否符合要求；而如 何根據(jù)硅酸鹽水泥的化學(xué)成分，判斷其水化產(chǎn)物中可溶性堿的含量,對于合理控制水泥的 配比，保證產(chǎn)品質(zhì)量，具有十分重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種為了控制硅酸鹽水泥中可溶性堿的含量而設(shè)計的通用 硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物可溶性堿含量的控制方法。
[0004] 本發(fā)明可溶性堿含量指標(biāo)原子數(shù)量比公式為：(Ca+Mg-2S- Fe) ASi-Na-K)，指標(biāo) 的控制范圍應(yīng)< 2. 5。
[0005]本發(fā)明可溶性堿含量指標(biāo)的獲得方法為：硅酸鹽水泥產(chǎn)物中水化硅酸鹽凝膠 的Ca/Si波動范圍的一般為1.5?2·5,產(chǎn)物中Ca2+、Mg 2+、Si4+、Al3+成分的關(guān)系，計算 Si-(Ca+MgV(l. 5?2. 5)的數(shù)值，即為與Ca2+、Mg2+結(jié)合形成水化硅酸鹽凝膠之后剩余的 Si4+數(shù)量，也即可與Al3+聚合成鏈的Si4+數(shù)量；按硫鋁(鐵)酸鈣的鈣硫比，即4 : 1，和水化 鐵酸鈣的鈣鐵比，即1 :1，從Ca+Mg數(shù)量中減去4倍S6+的數(shù)量和1倍Fe3+的數(shù)量，計算整個 體系中 Si_[Ca+Mg-4S-( Fe-2S)V(1. 5?2. 5)的數(shù)值，即 Si-(Ca+Mg-2S-FeV(l. 5?2. 5) 的數(shù)值，為與Ca2+、Mg2+結(jié)合形成水化硅酸鹽凝膠之后剩余的Si 4+數(shù)量，即與Al3+聚合成鏈的 Si4+數(shù)量；與硅聚合的Al3+數(shù)量彡該計算值，g卩（Al+Fe-2S)數(shù)量彡該計算值時，硅鋁鏈中的 Al/Si為1 :1，該值即為Na+和K+的Al3+數(shù)量；系統(tǒng)中的Na+和K+數(shù)量與該計算值之比彡1， 其可溶性堿及可溶性鹽的含量即為零；因此，直接將Na +和K+數(shù)量與計算式Si- (Ca+Mg-2S-FeV( 1.5?2.5)之比彡1作為可溶性堿含量的控制指標(biāo)；S卩（Na +K)/[Si-(Ca+Mg-2S-FeV( 1.5 ?2.5)]彡 1，得（Ca+Mg-2S- Fe)/ (Si- Na -K)彡（1.5 ?2·5);此時，表明 產(chǎn)物中不存在可溶性堿及可溶性鹽；該比值即可溶性堿含量指標(biāo)> (1.5?2. 5)時，則表 明存在可溶性堿及可溶性鹽，比值越大，其含量越高，而且可溶性堿相對可溶性鹽的含量也 越多；該比值及其控制范圍成立的前提條件是Α1+ Fe-2S彡Si-(Ca+Mg-2S-Fe)A 1. 5? 2.5)，即（〇3+1^-25-?6)/(8:1-六1-?6+25)彡（1_5?2_5);故通用硅酸鹽水泥均應(yīng)控制 ： (Ca+Mg-2S- Fe)/(Si-Na-K) ^ 2. 5〇
[0006] 本發(fā)明能夠全面地根據(jù)通用硅酸鹽水泥相對復(fù)雜的主要化學(xué)成分，計算其水化產(chǎn) 物中可溶性堿的相對含量。同時，利用不同原料試配了不同配比的通用硅酸鹽水泥，計算了 其水化產(chǎn)物中可溶性堿的相對含量，分別提出了適用于一般工程、重要工程和特殊重要工 程的硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物中可溶性堿含量指標(biāo)的控制范圍。為合理確定不同品種的硅酸鹽 水泥配比，控制其水化產(chǎn)物中的可溶性堿含量，保證水泥和混凝土質(zhì)量，提供切實(shí)有效的技 術(shù)指標(biāo)和控制方法。

【具體實(shí)施方式】
[0007] 本發(fā)明可溶性堿含量指標(biāo)原子數(shù)量比公式為：（Ca+Mg-2S- Fe)/(Si-Na-K),指標(biāo) 的控制范圍應(yīng)彡2. 5。
[0008] 根軍權(quán)利要求1所述的通用硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物可溶性堿含量的控制方法，其特 征在于：可溶性堿含量指標(biāo)的獲得方法為：硅酸鹽水泥產(chǎn)物中水化硅酸鹽凝膠的 Ca/Si波 動范圍的一般為1· 5?2· 5,產(chǎn)物中Ca2+、Mg2+、Si4+、Al3+成分的關(guān)系，計算 Si-(Ca+Mg)/ (1. 5?2· 5)的數(shù)值，即為與Ca2+、Mg2+結(jié)合形成水化硅酸鹽凝膠之后剩余的s廣數(shù)量，也 即可與A1 3聚合成鏈的Si4數(shù)星；按硫錯(鐵）酸f丐的興硫比，即4 : 1，和水化鐵酸！|丐的 鈣鐵比，即1 :1，從Ca+Mg數(shù)量中減去4倍S6+的數(shù)量和1倍Fe3+的數(shù)量，計算整個體系中 Si-[Ca+Mg-4S-( Fe-2S)]/(1. 5 ?2· 5)的數(shù)值，即 Si-(Ca+Mg-2S-Fe)/(1_ 5 ?2. 5)的數(shù) 值，為與Ca2+、Mg2+結(jié)合形成水化硅酸鹽凝膠之后剩余的Si 4+數(shù)量，即與Al3+聚合成鏈的Si4+ 數(shù)量；與硅聚合的Al 3+數(shù)量彡該計算值，g卩（Al+Fe-2S)數(shù)量彡該計算值時，硅鋁鏈中的A1/ Si為1 :1，該值即為Na+和K+的Al3+數(shù)量；系統(tǒng)中的Na+和K+數(shù)量與該計算值之比彡丨，其 可溶性堿及可溶性鹽的含量即為零；因此，直接將Na+和K+數(shù)量與計算式Si-(Ca+Mg-2S-?6)八1.5?2.5)之比彡1作為可溶性堿含量的控制指標(biāo)；目卩（恥+1〇/[8;1-0^+1%-28-Fe)/( 1.5 ?2.5)] <1，得（Ca+Mg_2S- Fe)/ (Si- Na -K) < (1. 5 ?2.5);此時，表明 產(chǎn)物中不存在可溶性堿及可溶性鹽；該比值即可溶性堿含量指標(biāo)> (1.5?2. 5)時，則表 明存在可溶性堿及可溶性鹽，比值越大，其含量越高，而且可溶性堿相對可溶性鹽的含量也 越多；該比值及其控制范圍成立的前提條件是A1+ Fe-2S彡Si-(Ca+Mg-2S-Fe)/( 1. 5? 2. 5)，即（Ca+Mg-2S- Fe)/ (Si-Al- Fe+2S)彡（1· 5?2. 5);故通用硅酸鹽水泥均應(yīng)控制： (Ca+Mg-2S- Fe)/(Si-Na-K) ^ 2. 5〇
[0009] 以下對本發(fā)明做進(jìn)一步描述： 本發(fā)明借鑒已申報的專利"堿激發(fā)膠凝材料化學(xué)成分的控制方法"的研究思路，針對通 用硅酸鹽水泥的種類和化學(xué)成分波動范圍，全面深入考慮了硅酸鹽水泥與堿激發(fā)水泥主要 化學(xué)成分的區(qū)別，以及硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物的復(fù)雜性，從理論上分析了硅酸鹽水泥水化產(chǎn) 物中可溶性堿含量與其他離子含量的相互關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，提出了硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物 中可溶性堿含量指標(biāo)的計算方法和控制范圍。與堿激發(fā)水泥產(chǎn)物中可溶性堿含量指標(biāo)的計 算方法和控制范圍相比，不僅可溶性堿含量指標(biāo)的控制范圍及其所屬【技術(shù)領(lǐng)域】顯著不同， 而且計算公式中考慮的化學(xué)組分更加全面(尤其是S0 3和Fe203含量對于硅酸鹽水泥而言 是必須加入緩凝組分和熔劑組分，而對于堿激發(fā)水泥均不是必須加入的組分且其含量也很 低，所以在堿激發(fā)水泥產(chǎn)物中可溶性堿含量的計算公式中沒有考慮S 6+和Fe 3+含量有何影 響)，推導(dǎo)過程中考慮的水化產(chǎn)物種類及其影響效果更加復(fù)雜。
[0010]、配制通用硅酸鹽水泥的原料化學(xué)成分 制備通用硅酸鹽水泥的硅酸鹽水泥熟料、石膏、礦渣和粉煤灰的化學(xué)成分見表1。
[0011] 表1硅酸鹽水泥原料的化學(xué)成分 2、不同原料配比的硅酸鹽水泥化學(xué)成分及產(chǎn)物中可溶性堿含量指標(biāo) 采用表1中的原料，參照通用硅酸鹽水泥現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的組分要求，按不同配比配制 10組通用硅酸鹽水泥，并計算出相應(yīng)的化學(xué)成分，如表2所示。然后，根據(jù)表2中不同配比 的硅酸鹽水泥化學(xué)成分，按通用硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物可溶性堿含量指標(biāo)的計算公式進(jìn)行計 算，可得水泥配比1至水泥配比13可溶性堿含量指標(biāo)的計算結(jié)果為 3· 22?1. 00。詳見表 2。
[0012] 表2不同配比的硅酸鹽水泥化學(xué)成分和可溶性堿含量指標(biāo)

【權(quán)利要求】
1. 一種通用硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物可溶性堿含量的控制方法，其特征在于：可溶性堿含 量指標(biāo)原子數(shù)量比公式為：(Ca+Mg-2S- FeV(Si-Na-K)，指標(biāo)的控制范圍應(yīng)彡2. 5。
2. 根軍權(quán)利要求1所述的通用硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物可溶性堿含量的控制方法，其特征 在于：可溶性堿含量指標(biāo)的獲得方法為：硅酸鹽水泥產(chǎn)物中水化硅酸鹽凝膠的Ca/Si波動 范圍的一般為1. 5?2. 5,產(chǎn)物中Ca2+、Mg2+、Si4+、Al3+成分的關(guān)系，計算Si- (Ca+Mg)八1. 5? 2.5) 的數(shù)值，即為與Ca2+、Mg2+結(jié)合形成水化硅酸鹽凝膠之后剩余的Si4+數(shù)量，也即可與Al 3+ 聚合成鏈的Si4+數(shù)量；按硫鋁(鐵）酸鈣的鈣硫比，即4 : 1，和水化鐵酸鈣的鈣鐵比，即1: 1，從Ca+Mg數(shù)量中減去4倍S6+的數(shù)量和1倍Fe3+的數(shù)量，計算整個體系中Si- [Ca+Mg-4S-( Fe-2S)V(1. 5 ?2· 5)的數(shù)值，即 Si-(Ca+Mg-2S-FeV(l. 5 ?2· 5)的數(shù)值，為與 Ca2+、Mg2+ 結(jié)合形成水化硅酸鹽凝膠之后剩余的Si4+數(shù)量，即與Al3+聚合成鏈的Si4+數(shù)量；與硅聚合 的Al 3+數(shù)量彡該計算值，S卩（Al+Fe-2S)數(shù)量彡該計算值時，硅鋁鏈中的Al/Si為1 :1，該值 即為Na+和K+的Al3+數(shù)量；系統(tǒng)中的Na+和K+數(shù)量與該計算值之比< 1，其可溶性堿及可 溶性鹽的含量即為零；因此，直接將Na+和K+數(shù)量與計算式Si-(Ca+Mg-2S- FeV( 1.5? 2.5) 之比彡1作為可溶性堿含量的控制指標(biāo)；S卩（Na +K)/[Si-(Ca+Mg-2S- FeV( 1.5? 2.5) ]彡1，得（Ca+Mg-2S- Fe)/ (Si- Na -K)彡（1.5?2.5);此時，表明產(chǎn)物中不存在可 溶性堿及可溶性鹽；該比值即可溶性堿含量指標(biāo)> (1. 5?2. 5)時，則表明存在可溶性堿及 可溶性鹽，比值越大，其含量越高，而且可溶性堿相對可溶性鹽的含量也越多；該比值及其 控制范圍成立的前提條件是Α1+ Fe-2S 彡 Si-(Ca+Mg-2S-FeV( 1.5 ?2.5)，SP (Ca+Mg-2S-Fe)/ (Si-Al- Fe+2S)彡（1.5?2.5);故通用硅酸鹽水泥均應(yīng)控制：（Ca+Mg-2S- Fe)/ (Si-Na-K)彡 2·5。
【文檔編號】G06F19/00GK104268391SQ201410487988
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】陳立軍, 孔令煒, 丁銳, 黃德馨, 陳陽, 張目, 李晶輝 申請人:吉林建筑大學(xué)