[發明專利]高純一鋁酸鈣水泥、其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201911399371.0
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111003954B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 馮鋼軍;齊躍坤
• 申請（專利權）人: 河南和成無機新材料股份有限公司
• 主分類號: C04B7/32
• 分類號: C04B7/32;C04B7/44;C04B7/48;C04B7/52;C04B35/66
• 代理公司: 河南科技通律師事務所 41123
• 代理人: 樊羿;張曉輝

本發明公開了高純一鋁酸鈣水泥、其制備方法及應用，通過合理配制氧化鋁及生石灰的比例，混合→冶煉→破碎→磁選→粉磨→混勻→過篩→打包，制備出的高純一鋁酸鈣水泥中一鋁酸鈣質量含量≥95%，粒度≤8微米，將制備出的水泥添加入澆筑材料，解決了普通酸鈣水泥生產不穩定、純度不高，澆注料水泥用量大、流動性差、生胚強度低、凝固時間長，施工效率低，高溫性能差的技術問題。

技術領域

本發明涉及水泥材料技術領域，具體涉及高純一鋁酸鈣水泥、其制備方法及應用。

背景技術

水泥及水泥基復合材料發展到今天已成為世界上用量最大的人造材料；自20世紀90年代我國水泥產量躍居世界第一位以來，一直保持高速的發展勢頭，連續多年的水泥的用量位居世界首位。隨著社會的發展，人們對水泥的性能也提出了更高的要求，因此，多功能、高性能的水泥是現階段急需突破的技術問題。

鋁酸鈣水泥是一種廣泛應用于澆注料體系的結合劑，具有凝結速度快、常溫結合強度高等特點。然而常規鋁酸鈣水泥澆注料經常會帶入CaO，而帶入的CaO在高溫下與澆注料或渣中的Al₂O₃和SiO₂等組分反應形成低熔點物相，如黃長石和鈣長石等，這在一定程度上影響了澆注料的耐高溫性能。高水泥澆注料中鋁酸鈣水泥用量大、用水量大、素坯致密度低，中溫強度低，高溫性能和抗渣性能較差等問題。為解決這一問題，逐漸發展出低水泥澆注料、超低水泥澆注料。但是所采用的現有結合劑常溫結合強度不高，施工性能較差，且成本較高。因此，開發新型高性能鋁酸鈣水泥很有必要。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一鋁酸鈣水泥及其制備方法，以解決普通酸鈣水泥生產不穩定、純度不高的技術問題；另一方面本發明提供了一種A₂O₃-SiC-C澆筑材料，以解決現有澆注料中鋁酸鈣水泥用量大、流動性差、生胚強度低、凝固時間長，施工效率低，高溫性能差的技術問題。

研究發現，影響水泥特性的因素可概括為兩方面：一方面是組成水泥的各礦物成分自身的特性、含量和細度；另一方面是水泥的礦物組成中，各礦物成分之間、各礦物成分特性之間的相互關系。

發明人在長期的應用實踐中發現，一鋁酸鈣（CA）水化速度快、水化時間短，是鋁酸鈣水泥早期強度的主要來源；而傳統的鋁酸鈣水泥中二鋁酸鈣（CA₂）的含量在20%～50%，大大影響了水泥的性能；因而，提高鋁酸鈣水泥中一鋁酸鈣的含量(95wt%)是提高水泥質量的關鍵。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

由工業氧化鋁和生石灰混合物于600～2000℃溫度下融化燒結而成高純一鋁酸鈣水泥，其含一鋁酸鈣質≥95%、粒度≤8微米。

發明人的長期調查研究發現，目前國內鋁酸鈣水泥的生產主要以回轉窯為主，但出于連續生產的需要，需要控制熟料中一鋁酸鈣和二鋁酸鈣含量的比值保證合適的燒結溫度范圍，一般要求一鋁酸鈣和二鋁酸鈣的含量的比值在0.68～1.5范圍內，一鋁酸鈣純度不穩定；所以，高純度的一鋁酸鈣水泥的生產難以通過回轉窯實現。

為此，發明人提出如下技術方案：

一種高純一鋁酸鈣水泥的制備方法，包括如下步驟：

1）按62～65：35～38的重量比取工業氧化鋁和生石灰，混合均勻后得混合物；

2）將步驟1）得到的混合物于電弧爐中進行融化冶煉；

3）將步驟2）冶煉后的物料進行破碎，磁選及粉磨；

4）將粉磨后的物料混勻后打包，即得。

優選的，在所述步驟1）中，工業氧化鋁：生石灰的重量比為62～64：36～38。

優選的，在所述步驟2）中，融化冶煉溫度控制為1600～2000℃。