[發明專利]一種硫硅酸鹽-貝利特-硫鋁酸鹽水泥的低溫制備方法

有效

• 申請號: 201810818378.0
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN108793785B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 郭偉;王梟;陳佳彬;何梓清
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: C04B7/32
• 分類號: C04B7/32
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳國強

本發明公開了一種硫硅酸鹽?貝利特?硫鋁酸鹽水泥的低溫制備方法，包括如下步驟：(1)將原料放入行星式球磨機中混勻磨細；其中，原料包括鋁硅質原料、鋁質原料、鈣質原料、硅質原料、工業石膏；(2)將步驟(1)混合后的原料壓制成餅，置于高溫電爐內，在溫度700℃?1200℃煅燒，然后取出急冷；(3)將步驟(2)得到的產物粉磨；(4)將步驟(3)中的到的產物與二水石膏混勻、磨細，制成水泥。本發明是直接利用含有中間產物相鈣鋁黃長石以及其他鋁酸鹽的常見廢棄物作原料，原料不需要改性或者其他處理，節約處理成本的同時提高的原料的利用率。大大降低了前期成本，同時解決了工業廢渣造成的環境問題。

技術領域

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種利用中間產物低溫制備硫硅酸鹽-貝利特-硫鋁酸鹽水泥熟料的制備方法及其制品。

背景技術

水泥作為用量最大的建筑材料，對人類社會進步和社會經濟發展起著重要作用的同時，也產生了高的能源與資源消耗及溫室氣體排放。硫鋁酸鈣使硫鋁酸鹽水泥具有高的早期強度以及高后期強度，還有抗滲、抗凍、耐蝕等優點；同時硫鋁酸鈣水化活性很高，早期能形成大量的鈣礬石(AFt)、C-S-H和氫氧化鋁(AH₃)凝膠，使水泥的早期強度大大提高。

硫硅酸鈣礦物作為硫鋁酸鹽水泥熟料煅燒過程中的一種中間過渡相，一直被認為是一種低水化活性甚至惰性的礦物，其形成溫度范圍為1050℃-1200℃。而硫鋁酸鹽水泥熟料的煅燒溫度為1250℃以上，在該溫度，硫硅酸鈣礦物可徹底分解形成貝利特和硬石膏。最近研究表明，在硫鋁酸鹽水泥體系中，硫硅酸鈣礦物表現出高的水化活性，使得硫鋁酸鹽水泥的中期強度得到大大改善。

硫鋁酸鹽水泥熟料的煅燒溫度在1250℃以上，為了使硫鋁酸鹽水泥熟料中存在硫硅酸鈣礦物，通常需要在二次煅燒溫度下促進硫硅酸鈣形成，在一定程度上增加了硫硅酸鹽-貝利特-硫鋁酸鹽水泥的CO₂排放以及能耗。

現有的制備硫鋁酸鈣的方法，如申請號為201510066039.8的中國專利申請，涉及一種硫鋁酸鹽水泥的合成方法，其特征在于，所述硫鋁酸鹽水泥中含有質量比5-35％的硫硅酸鈣礦物，將生料按照適宜煅燒制度進行煅燒，然后按照設定的煅燒溫度和保溫時間進行二次煅燒，將經過二次煅燒的水泥熟料外摻石膏粉磨而成一種硫鋁酸鹽水泥。其不足在于初次煅燒溫度高，二次煅燒程序復雜，能耗高，且會造成硫污染。

如申請號為201710400866.5的中國專利申請公開了一種硫硅酸鈣-硫鋁酸鹽水泥的制備方法，將石灰石，磷石膏為主要原料在1050-1200℃下煅燒，磷石膏促進形成硫硅酸鈣。

現有技術存在以下缺點：

1)硫鋁酸鹽煅燒溫度較高，因而一次煅燒不能形成硫硅酸鹽-貝利特-硫鋁酸鹽三元體系；

2)在高溫煅燒情況下導致硫酸鹽和硫硅酸鹽的分解，會有SO₂的排放，造成硫污染；

3)在高溫煅燒情況下導致硫硅酸鹽的分解，需要二次煅燒，程序復雜，難以工業生產；

4)低溫煅燒磷石膏促進形成硫硅酸鈣，降低反應溫度。一方面磷石膏分解產生硫污染，另一方面磷石膏分解需要外加劑促進其分解，成本比較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種硫硅酸鹽-貝利特-硫鋁酸鹽水泥的低溫制備方法，以解決現有技術中存在的煅燒溫度高、程序復雜的問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種硫硅酸鹽-貝利特-硫鋁酸鹽水泥的低溫制備方法，包括如下步驟：

(1)將原料放入行星式球磨機中混勻磨細；其中，原料包括鋁硅質原料、鋁質原料、鈣質原料、硅質原料、工業石膏；

(2)將步驟(1)混合后的原料壓制成餅，置于高溫電爐內，在溫度700℃-1200℃煅燒，然后取出急冷；