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工信部: 少用熟料! 我国将增加多个水泥新品种!

浏览次数: 日期:2018年12月4日 09:53

全面取消32.5复合硅酸盐水泥后,又要有新的水泥品种要面试了。

水泥内参消息:日前,工信部发布了《关于印发2018年第四批行业标准制修订计划的通知》,其中计划新制定磷酸镁水泥标准、石膏矿渣水泥标准、3D打印水泥基材料界面强度测试方法标准,修订硫铝酸钙改性硅酸盐水泥标准等多项内容。

其中石膏矿渣水泥是由55%~80%的矿渣,15%~40%的石膏,以及1%~5%的碱性成分混合制成的水硬性胶凝材料,其中矿渣可使用钢铁等工业排放的废渣,石膏可使用各类工业副产石膏,如脱硫石膏、磷石膏、氟石膏等,也可以掺加适当粉煤灰和煤矸石改善其和易性,能够大量消纳工业副产物,且在生产过程中不需要煅烧、熟料用量少,是一种典型的低碳环保型水泥。

目的﹑意义或必要性:

石膏矿渣水泥的原材料来源广泛,可就地取材。除矿粉外,粉煤灰、钢渣、磷渣等也可以作为具有活性的掺合料使用;石膏矿渣水泥由于生产工艺相对简单,因此投资规模也小;水化热低、抗硫酸盐侵蚀、抗冻性好等优点使得石膏矿渣水泥具有独特的竞争优势。

随着我国经济转型,国家明确提出了传统水泥行业化解产能过剩和节能减排的要求。在一些工程中,尤其是在海工混凝土领域,石膏矿渣水泥取代传统硅酸盐水泥,不仅具有重要的经济和社会效益,还具备战略意义:石膏矿渣水泥耐久性好,是配制用于严酷环境下的混凝土的优质胶凝材料,以石膏矿渣水泥配制而成的混凝土建设的建筑物具有更长久的服役寿命。此外,石膏矿渣水泥原料来源于矿渣、钢渣、副产石膏等工业固体废弃物,属于资源的循环利用,其生产工艺相对简单,熟料用量少,成本低,效益显著。制定本标准十分必要且迫切。

石膏矿渣水泥是由55%~80%的矿渣,15%~40%的石膏,以及1%~5%的碱性成分混合制成的水硬性胶凝材料,其中矿渣可使用钢铁等工业排放的废渣,石膏可使用各类工业副产石膏,如脱硫石膏、磷石膏、氟石膏等,也可以掺加适当粉煤灰和煤矸石改善其和易性,能够大量消纳工业副产物,且在生产过程中不需要煅烧、熟料用量少,是一种典型的低碳环保型水泥。

相对于普通的水泥来说,超硫酸盐具有优良的抗碱集料能力、抗硫酸盐侵蚀性、矿渣掺量更高、熟料用量更少、能耗更少等优点。特别适用于公路工程、水下及地下工程和大体积混凝土工程项目中。制定该标准有利于提升石膏矿渣水泥产品质量,引导行业健康良性发展。

石膏矿渣水泥在生产过程中排放的CO2低,节能减排的优点十分突出。此外,它还具有一个最大的优势即可以大量消纳磷石膏,对提高磷石膏的利用率有着积极的推动作用。

 

范围和主要技术内容:

本标准制定针对石膏矿渣水泥,从术语和定义、分类与标记、原材料、技术要求、试验方法、检验规则以及包装、标志、运输和贮存等方面,及时对现行行业标准体系进行规范和完善。

 

国内外情况简要说明:

石膏矿渣水泥的理论基础来源于德国学者Kühl于1908年发现的硫酸盐可作矿渣的激发剂。超硫酸盐水泥中的石膏首先会与矿粉、磷渣、钢渣等具有潜在水化活性的材料进行反应,生成普通硅酸盐水泥中主要的水化产物:钙矾石和C-S-H凝胶。超硫酸盐水泥于1920年首先在法国及比利时得以应用。在二战期间及二战后,即1940~1965年间由于原材料紧缺,石膏矿渣水泥作为胶凝材料中的一种得到了大规模的生产。 

20世纪60年代后期德国由于炼铁原材料改为进口铁矿而使矿渣的水化活性以及化学组分发生了改变,产生的矿渣中的Al2O3的含量很低,不再满足生产石膏矿渣水泥最低含量的要求,于是石膏矿渣水泥便逐渐停止了生产,最终在1970年德国废止了石膏矿渣水泥的规范。1970年后,在废止石膏矿渣水泥期间,德国魏玛包豪斯大学芬格尔建筑材料研究所在对现存的石膏矿渣水泥建筑物的考察中发现,石膏矿渣水泥具有优良的耐久性及较高的耐化学侵蚀性能。此外,奥地利的Wopfinger Baustoffindustrie 公司一直在对石膏矿渣水泥进行研究,经过大量的试验及应用,该水泥在2002年得到了奥地利建筑工程局的官方许可,能够在奥在利建筑材料市场销售。

目前国内尚无石膏矿渣水泥相关标准,产品主要依据GB/T 1346《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》和GB/T 31289-2014《海工硅酸盐水泥》标准进行检测。欧洲标准有BS 4248 Supersulfated cement(过硫酸盐水泥)。

本标准与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调一致。

目的﹑意义或必要性:

3D打印技术是指利用3D打印机,采用分层加工、迭加成形的方式逐层增加材料来生成3D实体,具有打印过程高度自动化、成形速度快、材料利用率高等优点。水泥基材料是当今社会最为重要的土木工程材料之一,为人类社会的发展与建设做出了不可估量的贡献。近年来,作为“第三次工业革命”标志性技术的3D打印技术引领时代潮流,快速进入到各个研究领域, 3D打印技术与水泥基材料相结合的3D打印水泥基材料技术,必将是水泥基材料发展历程上一次重大进步。

由于3D打印技术是层层堆积成型的,当使用3D打印技术制备水泥基材料时,必然在层与层之间形成界面,因此水泥基材料层间结合强度是影响3D打印水泥基制品力学性能的关键点。目前国内外标准中,没有针对3D打印水泥基材料层间结合强度的评价方法,大大限制了3D打印水泥基材料的发展与应用。

通过编制3D打印水泥基材料层间结合强度测试方法标准,可以更好地指导3D打印水泥基材料的设计、生产和应用,评估3D打印油墨材料的质量和3D打印水泥基材料制品的服役安全性,具有重要的经济和社会意义。

 

范围和主要技术内容:

针对3D打印水泥基材料的特点,重点评价3D打印水泥基材料制品的层间结合强度,对3D打印水泥基材料界面拉伸强度和界面剪切强度的测试与评价方法提出具体要求。 

具体技术内容包括:3D打印水泥基材料界面强度测试方法术语和定义、测试设备、试件制作与处理、测试程序、测试结果处理与评价、测试报告及标准的实施等。

 

国内外情况简要说明:

3D打印水泥基材料是一种新兴的技术,在国内外得到了迅猛发展。目前国内外标准中均没有针对3D打印水泥基材料界面强度测试和评价方法。本标准的制定将填补3D打印水泥基材料界面结合强度评价的空白。

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