一種高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料及其制備方法，包括以下按質量百分比計的原料：鈣質材料55～65%，硅質材料5～35%，鋁質材料0～20%，鐵鋁質材料5～35%，石膏類材料5～15%；所述熟料的礦物組成為C4A3S:10～30%，C2S：40～55%，C4AF：10～35%。本發明專利技術采用品位較差的鈣質材料、石膏類材料等作為原材料制作水泥熟料，具有早期強度、后期強度均高于普通硅酸鹽水泥的特性，其特定的礦物組成還決定其整體水化熱低，具有體積穩定性好的特點。

A high-iron Belite sulphoaluminate cement clinker and its preparation method

The invention discloses a high-iron Belite sulphoaluminate cement clinker and its preparation method, which comprises the following raw materials in mass percentage: calcareous material 55-65%, siliceous material 5-35%, aluminium material 0-20%, iron-aluminium material 5-35%, gypsum material 5-15%. The mineral composition of the clinker is C4A3S:10-30%, C2S:40-55%, and C4AF:10-35%. The cement clinker is made of poor grade calcareous materials, gypsum materials, etc. It has the characteristics of higher early strength and later strength than ordinary Portland cement. Its specific mineral composition also determines its low overall hydration heat and good volume stability.

【技術實現步驟摘要】
一種高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料及其制備方法
本專利技術是一種高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料及其制備方法，屬于水泥熟料生產

技術介紹
經過200多年的發展，水泥逐步形成了硅酸鹽、鋁酸鹽、硫鋁酸鹽三大品種系列。其中硅酸鹽水泥是當今使用最為廣泛的無機膠凝材料。但是，硅酸鹽水泥自身的性能和特點決定了它不能滿足一些特殊工程的需要和施工新技術的需求，因此，世界各國都在研究和發展專用水泥及特種水泥。二十世紀70年代，中國建筑材料科學研究院自主研究專利技術了硫鋁酸鹽系列水泥，該水泥是把適當成分的生料，經過鍛燒所得的以硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要礦物成分的水泥熟料，摻加不同量的石灰石適量的石膏共同磨細制成。該水泥具有凝結快、強度高、微膨脹和耐腐蝕等特性，使其成功應用于搶修搶建工程、抗滲堵漏、城市道路的搶修、冬季施工、GRC制品等建筑工程中硫鋁酸鹽水泥，作為中國人專利技術的水泥，發展歷史有近40年，但涉及到工業生產以及工業生產的理論指導文獻報道卻偏少，市場應用的硫鋁酸鹽水泥的質量也良莠不齊，究其原因實際生產過程對硫鋁酸鹽水泥質量影響的因素較多，首先從原材料方面：受原材料鋁礬土中的鋁含量、鋁的存在形式、鐵含量過高、硅含量過高、石灰石中的硅含量過高等占據了有效礦物成分，使硫酸鹽水泥的早期強度受影響，不能充分發揮優勢；從燒成上面，現在生產操作參數沒有比較統一的思想、沒有如普通硅酸鹽一樣的理論做指導。現有專利文獻CN108046628A（一種硫鋁酸鹽水泥熟料、水泥及其制備方法，2018.05.18）公開了一種由電鍍污泥、石灰石以及油田污泥等原料制得的水泥熟料，其礦物組成為38～44%C4A3S’、5～32%C2S、0～34%C3S、8～9%C4AF，其水泥性能可達到抗壓強度3d36.2MPa，7d39.0MPa，28d46.1MPa。現有專利文獻CN102936104A（一種制備快硬早強水泥熟料的方法，2013.02.20）公開了一種使用石灰石、鋁土礦選礦尾礦、普通粉煤灰和石膏為原料制備而成的硫鋁酸鹽水泥熟料，其礦物組成為50～52%C2S、28～30%C4A3S、16～18%C4AF，以及少量的非晶相物質，獲得的水泥熟料初凝時間小于5分鐘，6小時強度可達30MPa以上，同時熟料的28d強度也能都達到55MPa左右。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料，采用品位較差的鈣質材料、石膏類材料等作為原材料制作水泥熟料，具有早期強度、后期強度均高于普通硅酸鹽水泥的特性，其特定的礦物組成還決定其整體水化熱低，具有體積穩定性好的特點。本專利技術的另一目的在于提供一種高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料的制備方法，在低溫下進行煅燒，煤耗低，燒成成本低于普通硅酸鹽水泥，主要為固相反應，易磨性較好，粉磨成本低，因此整個生產成本相比于普通硅酸鹽水泥大幅度降低。本專利技術通過下述技術方案實現：一種高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料，包括以下按質量百分比計的原料：鈣質材料55～65%，硅質材料5～35%，鋁質材料0～20%，鐵鋁質材料5～35%，石膏類材料5～15%；所述熟料的礦物組成為C4A3S:10～30%，C2S：40～55%，C4AF：10～35%。所述鈣質材料包括低品位石灰石、電石渣中的至少一種。所述硅質材料包括低品位石灰石、低品位鋁礬土、砂巖、頁巖、鋁礦廢石中的至少一種，所述低品位石灰石中的含硅量≥3%，所述低品位鋁礬土中的含硅量≥17%。所述鋁質材料包括低品位鋁礬土、煉鋁廢渣、鋁尾礦、粉煤灰中的至少一種。所述鐵質材料包括高鐵鋁礬土、鐵渣、鋼渣、硫酸渣中的至少一種。所述石膏類材料包括二水石膏、硬石膏、脫硫石膏、磷石膏、脫硫灰渣中的至少一種。一種高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料的制備方法，包括配料和煅燒兩個步驟，所述配料是指將各原料破碎、粉磨后，進行混合；所述煅燒是指將混合后的原料于1100～1300℃的溫度下，煅燒20～90min，冷卻后即制得所述熟料。本專利技術與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：（1）本專利技術通過選擇的鈣質材料，硅質材料，鋁質材料，鐵質材料，石膏類材料為原料，并設計特定比例，制得的熟料具有以下礦物組成：C4A3S:10～30%，C2S：40～55%，C4AF：10～35%，該熟料中其中含有一定量的早強礦物硫鋁酸鈣，不含有鋁酸三鈣，可大大減少水泥的收縮；并且能夠在水化過程中形成鈣礬石，不僅產生早期強度，而且還可以彌補水化過程中整體體積膨脹以及普通硅酸鹽水泥體系硬化后造成的干縮現象，本專利技術的熟料在失去層間水后呈現低收縮，對工程應用沒有破壞性；同時含有較高量的硅酸二鈣，使后期強度穩定增長，水化漿體致密，抗滲性好；相比其他水泥熟料，鐵含量高，C4AF含量可達到35%，增加了其后期韌性。（2）本專利技術通過對原料：硅質材料，鋁質材料，鐵質材料，石膏類材料的進一步優選，可有效解決大量低品位鈣質、鋁質材料以及工業廢棄物的堆放，減輕填埋的環境壓力以及現在建材行業出現的資源短缺、高消耗的技術問題，并實現降低生產成本、提高資源利用率的有益效果，實現環境效益、經濟效益、社會效益三位一體的統一，符合國家國情。（3）本專利技術的配方中，原料來源廣泛，可充分利用廢物，降低石灰石的消耗量，減少二氧化碳的排放，適應性更廣。（4）本專利技術的制備方法中，煅燒的溫度為1100～1300℃，比普通硅酸鹽水泥的煅燒溫度低，水泥的易燒性好，且煅燒后的熟料易磨性好，可大大降低能耗，并縮短生產時間，提高經濟效益。（5）采用本專利技術的熟料制得的水泥，不僅具有低收縮性，還具有早強、低堿度、快硬、抗凍、抗滲、耐蝕、低熱、后期強度增長穩定、耐久性好等良好的性能，其低收縮性可以減少工程中出現的開裂造成的破壞；本專利技術的熟料廣泛用于修補工程、防水建筑工程等，具有良好的建筑施工性能，尤其適用于海洋建筑工程。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術作進一步地詳細說明，但本專利技術的實施方式不限于此。實施例1：本實施例提出了一種高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料。該水泥熟料由以下質量百分比計的原料組成：鈣質材料65%，硅質材料5%，鐵鋁質材料10%，石膏類材料15%。水泥熟料的制備方法如下：將前述各原料破碎、粉磨后，進行混合，然后再將混合后的生料于1100℃的溫度下，煅燒90min，冷卻后即制得所述水泥熟料。該水泥熟料的礦物組成為C4A3S：30%，C2S：40%，C4AF：25%，其他：5%。實施例2：本實施例提出了一種高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料。該水泥熟料由以下質量百分比計的原料組成：鈣質材料55%，硅質材料35%，鐵質材料5%，石膏類材料5%。水泥熟料的制備方法如下：將前述各原料破碎、粉磨后，進行混合，然后再將混合后的生料于1245℃的溫度下，煅燒30min，冷卻后即制得所述水泥熟料。該水泥熟料的礦物組成為C4A3S：10%，C2S：55%，C4AF：30%，其他：5%。實施例3：本實施例提出了一種高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料。該水泥熟料由以下質量百分比計的原料組成：低品位石灰石61%，頁巖9%，低品位鋁礬土5%，高鐵鋁礬土15%，脫硫石膏10%。水泥熟料的制備方法如下：將前述各原料破碎、粉磨后，進行混合，然后再將混合后的生料于1200℃的溫度下，煅燒60min，冷卻后即制得所述水泥熟料。該水泥熟料的礦物組成為C4A本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料，其特征在于：包括以下按質量百分比計的原料：鈣質材料55～65%，硅質材料5～35%，鋁質材料0～20%，鐵鋁質材料5～35%，石膏類材料5～15%；所述熟料的礦物組成為C4A3S:10～30%，C2S：40～55%，C4AF：10～35%。

【技術特征摘要】
1.一種高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料，其特征在于：包括以下按質量百分比計的原料：鈣質材料55～65%，硅質材料5～35%，鋁質材料0～20%，鐵鋁質材料5～35%，石膏類材料5～15%；所述熟料的礦物組成為C4A3S:10～30%，C2S：40～55%，C4AF：10～35%。2.根據權利要求1所述的一種高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料，其特征在于：所述鈣質材料包括低品位石灰石、電石渣中的至少一種。3.根據權利要求1所述的一種高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料，其特征在于：所述硅質材料包括低品位石灰石、低品位鋁礬土、砂巖、頁巖、鋁礦廢石中的至少一種，所述低品位石灰石中的含硅量≥3%，所述低品位鋁礬土中的含硅量≥17%。4.根據權利要求1所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳雪梅，盧忠遠，許毅剛，喻慶華，
申請(專利權)人：西南科技大學，嘉華特種水泥股份有限公司，
類型：發明
國別省市：四川,51