[發明專利]一種鋁酸鈣－硫鋁酸鈣水泥熟料及其膨脹劑的制造方法

有效

• 申請號: 02103899.6
• 申請日: 2002-04-10
• 公開（公告）號: CN1374266A
• 公開（公告）日: 2002-10-16
• 發明（設計）人: 游寶坤;李光明;陳旭峰;黃春江;馬麗媛;韓立林;何丹;侯維紅
• 申請（專利權）人: 中國建筑材料科學研究院
• 主分類號: C04B7/00
• 分類號: C04B7/00;C04B22/14
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 魏永金

技術領域

本發明涉及一種水泥熟料的生產技術和混凝土膨脹劑的生產技術。

技術背景

國內外高鋁水泥礦物組成主要在CA-CA₂-C₂AS相區，其次在CA-C₂AS-C₂S相區和CA-C₁₂A₇-C₂S相區。我國以一級礬土和石灰石配制成生料，在旋窯中經1360～1410℃煅燒成熟料，經粉磨至300～400m²/kg成為高鋁水泥或低鈣鋁酸鹽耐火水泥。

一般高鋁水泥熟料中，不可避免要帶入5～10％SiO₂，SiO₂被視為有害礦物。由于它形成鈣黃長石C₂AS是惰性礦物，難以水化。SiO₂含量越高，熟料煅燒溫度范圍越狹窄，燒成不易掌握。根據礦物組成計算公式，在CA-CA₂-C₂AS相區中全部形成C₂AS，C₂AS＝4.56×SiO₂(％)，我國高鋁水泥熟料一般含有SiO₂＝5～8％，由此形成C₂AS約有22.8～36.5％，這種惰性礦物占總礦物的25～35％，制約了高鋁水泥的活性。

發明內容

本發明是在高鋁水泥生料中加入一定量的石膏礦化劑，在高溫煅燒過程中，CaSO₄可以阻礙C₂AS形成，使其轉化為CA和C₂S，與此同時，CaSO₄與CA化合成無水硫鋁酸鈣3CA·CaSO₄。這樣，熟料中形成較多的CA、CA₂、C₄A₃S和C₂S有益礦物，減少惰性礦物C₂AS的生成數量。從而大大提高水泥的活性，熟料煅燒溫度也可以下降至1320～1380℃。研究表明，這是一種以CA-CA₂-C₄A₃S-C₂S為主的鋁酸鈣—硫鋁酸鈣水泥(Alumina-sulphoaluminate?clinker)，我們命名為ASC熟料，在國內外文獻中尚無記載。

國內外混凝土膨脹劑主要有日本的硫鋁酸鈣(CSA)膨脹劑，石灰系膨脹劑；我國有U型膨脹劑、鋁酸鈣膨脹劑、復合膨脹劑、硅鋁酸鹽膨脹劑和明礬石膨脹劑等。它們分別以高鋁水泥熟料、硫鋁酸鹽水泥熟料、石灰系熟料、煅燒明礬石、煅燒高嶺土和高鋁煤矸石作為膨脹熟料，并摻入其它輔助原料磨制而成，這些膨脹劑以10％～15％摻入水泥中，經水化形成鈣礬石或氫氧化鈣產生體積膨脹。本發明中的低堿高效膨脹劑就是用本發明的鋁酸鈣—硫鋁酸鈣水泥熟料與石膏磨制而成的，其膨脹源為鈣礬石，堿含量≤0.3％，摻量6～8％，是一種新型低堿高性能膨脹劑，在國內外文獻中尚無記載。

本發明的目的在于提供一種鋁酸鈣—硫鋁酸鈣水泥熟料的化學組分和生產工藝，以達到提高其水泥熟料活性的目的，并用該水泥熟料制造高性能混凝土膨脹劑。

本發明是涉及一種新型的水泥熟料，它是一種以鋁酸一鈣(CA)、鋁酸二鈣(CA₂)和無水硫鋁酸鈣(C₃A·CaSO₄)為主的鋁酸鈣—硫鋁酸鈣水泥熟料(以下簡稱ASC熟料)。

本發明是在高鋁水泥生料中摻入適量石膏礦化劑，CaSO₄可以阻止C₂AS的生成，使C₂AS分解為CA和C₂S，與此同時，CaSO₄與CA結合成無水硫鋁酸鈣(C₄A₃S)，從而大大增加高鋁水泥的活性。同時，CaSO₄礦化劑可以使高鋁水泥熟料的煅燒溫度降低至1320～1380C，擴大其燒成范圍，在旋窯中更易燒成熟料。