[發(fā)明專利]一種分相組合制備硫鋁酸鈣-阿利特-貝利特-鐵相體系水泥熟料的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711458388.X
• 申請(qǐng)日: 2017-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN108101399B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉正茂;李傳海;盧曉磊;王樹賢;程新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B7/48
• 分類號(hào): C04B7/48;C04B7/52
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 賈波

本發(fā)明公開了一種分相組合制備硫鋁酸鈣?阿利特?貝利特?鐵相體系水泥熟料的方法，按照煅燒形成溫度區(qū)間相同的礦物一起制備、煅燒形成溫度區(qū)間不同的礦物分開制備的原則，將煅燒形成溫度區(qū)間不同的硅酸三鈣?硅酸二鈣?鐵相體系熟料和硫鋁酸鈣?貝利特?鐵相體系熟料（即硫鋁酸鹽水泥熟料）在常溫下混合均勻得到。本發(fā)明避免了硅酸三鈣與硫鋁酸鈣共同存在制備難和石膏中三氧化硫抑制阿利特生成的難題，降低了制備難度，簡(jiǎn)化了工藝操作流程，提高了水泥熟料的性能。所得水泥熟料的早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度均很高且凝結(jié)時(shí)間可控，早期強(qiáng)度與后期強(qiáng)度得到匹配發(fā)展。此外，水泥熟料中無(wú)鋁酸鹽礦物，避免了凝結(jié)時(shí)間異常、外加劑適應(yīng)性不好等情況的出現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水泥熟料的制備方法，具體涉及一種采用分相組合法制備高性能硫鋁酸鈣-阿利特-貝利特-鐵相體系水泥熟料的方法，屬于水泥熟料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

阿利特-硫鋁酸鹽水泥是一個(gè)具有開發(fā)前景的、利用硫鋁酸鈣改性硅酸鹽水泥的品種。該水泥在傳統(tǒng)硅酸鹽水泥熟料中引入適量的硫鋁酸鈣以替代鋁酸三鈣，同時(shí)引入少量的硫酸鈣，在1250℃～1350℃下燒成，再摻加適量的石膏、混合材等制得。該水泥的熟料礦物組成的一般范圍是（wt%）：硅酸三鈣含量為30%～50%、硅酸二鈣的含量為30%～40%、硫鋁酸鈣的含量在5%～20%、鐵相礦物10%以及少量的硫酸鈣。

硫鋁酸鈣在熟料體系中其大量形成的溫度在1200℃左右，當(dāng)溫度超過(guò)1350℃時(shí)，硫鋁酸鈣會(huì)分解。硅酸三鈣大量形成是在熟料中有液相存在的情況下發(fā)生的，最佳形成溫度一般在1450℃。通常情況下，硅酸三鈣和硫鋁酸鈣不能在熟料中共存。目前常用的方法為加入礦化劑降低硅酸三鈣的燒成溫度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)硫鋁酸鈣和硅酸三鈣的共存，但這種方法制備的熟料中阿利特含量較低，使其水化性能達(dá)不到最佳，導(dǎo)致強(qiáng)度發(fā)展緩慢；同時(shí)礦化劑的使用會(huì)對(duì)水泥窯爐系統(tǒng)帶來(lái)一定的腐蝕，對(duì)環(huán)境造成污染。此外，硫鋁酸鈣在煅燒過(guò)程中需要大量的石膏等原料，當(dāng)煅燒溫度過(guò)高，石膏中的三氧化硫會(huì)抑制阿利特的生成，使阿利特與硫鋁酸鈣的含量降低，游離氧化鈣含量增加，導(dǎo)致水泥的早期強(qiáng)度偏低，后期出現(xiàn)安定性不良等情況；硫鋁酸鈣的分解導(dǎo)致鋁酸鹽礦物的出現(xiàn)，鋁酸鹽礦物水化速度快，強(qiáng)度絕對(duì)值低，而且容易導(dǎo)致水泥的凝結(jié)時(shí)間異常、外加劑適用性不好，不能滿足實(shí)際應(yīng)用。

為了解決上述問(wèn)題，目前有針對(duì)這方面的改進(jìn)研究，例如專利“一種高強(qiáng)度硅酸鹽水泥熟料及其制備方法”（CN 103232176B）提出了一種不使用礦化劑的情況下用二次燒制合成的方式在硅酸鹽水泥熟料中引入硫鋁酸鈣的方法，但是該方法需要二次燒制，實(shí)際生產(chǎn)操作相對(duì)困難。專利201410532393.0公開了一種硫鋁酸鹽水泥熟料的方法，為了解決硅酸三鈣與硫鋁酸鈣在制備過(guò)程中難以共存的問(wèn)題，其先將溫度升至硅酸三鈣形成溫度，然后再降至硫鋁酸鈣形成溫度，得到了游離鈣含量少、后期安定性好的水泥熟料。該專利雖然解決了硅酸三鈣與硫鋁酸鈣在制備過(guò)程中難以共存的問(wèn)題，但是當(dāng)煅燒溫度超過(guò)1350℃時(shí)，原料中的石膏分解會(huì)導(dǎo)致硅酸三鈣的生成溫度變高，消耗更多的燃料；其次在降溫過(guò)程中，容易導(dǎo)致硅酸三鈣分解，同樣存在實(shí)際生產(chǎn)操作困難等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種分相組合制備硫鋁酸鈣-阿利特-貝利特-鐵相體系水泥熟料的方法。該方法將煅燒形成溫度區(qū)間不同的礦物分組制備，然后將得到的熟料進(jìn)行混合，很好的避免了硅酸三鈣與硫鋁酸鈣共同存在制備難的問(wèn)題，且所得水泥熟料中不含鋁酸鹽，避免了水泥凝結(jié)時(shí)間異常、外加劑適應(yīng)性不好等情況的出現(xiàn)。

本發(fā)明具體技術(shù)方案如下：

一種分相組合制備硫鋁酸鈣-阿利特-貝利特-鐵相體系水泥熟料的方法，該方法包括：將煅燒形成溫度區(qū)間不同的硅酸三鈣-硅酸二鈣-鐵相體系熟料（簡(jiǎn)寫為：C₃S -C₂S-鐵相體系熟料，下同）和無(wú)水硫鋁酸鈣-硅酸二鈣-鐵相體系熟料（即C₄A₃$-C₂S-鐵相體系熟料，簡(jiǎn)寫為：硫鋁酸鹽水泥熟料，下同）在常溫下混合均勻，得到硫鋁酸鈣-阿利特-貝利特-鐵相體系水泥熟料。