[發(fā)明專利]一種預(yù)制構(gòu)件用全固廢鐵酸鋁鹽水泥熟料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011526218.2
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112479609A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張冠軍;趙晨;楊相彪;呂艷芳;路帥兵;李凱;于祥;李洪偉
• 申請（專利權(quán)）人: 汝州市東江建筑工業(yè)科技有限公司
• 主分類號: C04B7/24
• 分類號: C04B7/24;C04B7/21;C04B7/153;C04B7/147;C04B7/36
• 代理公司: 洛陽公信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 王海龍

本發(fā)明涉及一種預(yù)制構(gòu)件用全固廢鐵酸鋁鹽水泥熟料及其制備方法，包括以下按質(zhì)量百分比計的原料，鐵質(zhì)固廢原料5%～20%、含SO₃原料5%～10%、鋁質(zhì)原料5%～25%和鈣質(zhì)原料50%～60%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用本發(fā)明方法制得的水泥能根據(jù)工業(yè)固體廢棄物的成分特點，通過多種固體廢棄物協(xié)同調(diào)配，合理配伍，優(yōu)化配比，運用XRD、巖相分析、SEM等測試手段分析水泥熟料礦物燒成以及水化性能的影響因素，確定水泥熟料的合適的礦物組成以及最佳煅燒工藝條件，100%利用工業(yè)固體廢棄物生產(chǎn)全固廢高鐵鐵酸鋁鹽水泥熟料，實現(xiàn)了工業(yè)廢渣的最大化利用，減低生產(chǎn)成本，減少自然資源的浪費。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及混凝土用水泥基摻合材料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種預(yù)制構(gòu)件用全固廢鐵酸鋁鹽水泥熟料及其制備方法。

背景技術(shù)

鐵鋁酸鹽水泥熟料是繼硅酸鹽系列水泥數(shù)量(第一系列水泥熟料)和鋁酸鹽系列水泥熟料(第二系列水泥熟料)之后的第三系水泥熟料，由于高鐵鋁酸鹽水泥熟料的礦物為硫鋁酸鈣(3CaO·3Al₂O₃·CaSO₄)，因此具有快硬、早強(qiáng)、高強(qiáng)、高抗?jié)B、高抗凍和高抗侵的性能，使得上述兩種水泥都特別適用于冬季施工工程和搶修搶建工程；在海洋橋梁、碼頭等工程建設(shè)中得到推廣，為了進(jìn)一步提高鐵鋁酸鹽水泥的耐海水腐蝕和耐各種鹽類腐蝕的性能，就需要提高鐵鋁酸鹽水泥中鐵相礦物含量，鐵相的水化會產(chǎn)生大量的鐵膠，因此高鐵鋁酸鹽水泥水化液堿度較普通水泥高，這使其混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋不易發(fā)生銹蝕，并且高的鐵含量可以提高其混凝土的抗沖刷性。

鐵鋁酸鹽水泥熟料因具有快硬、早強(qiáng)、高強(qiáng)、高抗?jié)B和高抗侵等優(yōu)良特性，非常適宜作為海工混凝土使用。雖然使用優(yōu)勢突出，但是一直缺乏大規(guī)模應(yīng)用。這是因為鐵鋁酸鹽水泥的生產(chǎn)過于依賴石灰石、鋁礬土、鐵質(zhì)原料和天然石膏等高價值工業(yè)原料，造成其生產(chǎn)成本高居不下，通常，鐵鋁酸鹽膠凝材料的價格要比硅酸鹽膠凝材料的價格高出1倍以上。這在很大程度上限制了鐵鋁酸鹽膠凝材料的大規(guī)模推廣使用。然而，隨著天然資源的長期大量開采，水泥的生產(chǎn)原料越來越匾乏，采用廉價的各種工業(yè)固體廢棄物來替代石灰石、鋁礬土、鐵質(zhì)原料和天然石膏等材料生產(chǎn)鐵鋁酸鹽水泥熟料，從根本上降低其生產(chǎn)成本，實現(xiàn)該膠凝材料的低成本制備，成為研究者們關(guān)注的熱點。同時采用工業(yè)固體廢棄物制備高鐵鋁酸鹽水泥熟料，還能減少水泥生產(chǎn)時二氧化碳的排放，又能促進(jìn)固體廢棄物的資源化利用，利用多種固體廢棄物協(xié)同互補(bǔ)的優(yōu)勢，同時拓寬固體廢棄物資源化利用的途徑。為工業(yè)固體廢棄物的再度利用開辟了一條新的渠道，對實現(xiàn)能源、資源和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展意義重大。

中國專利CN108191273A公開一種鐵鋁酸鹽水泥熟料的制備方法，其也選用石灰石、鋁渣灰、石膏、鐵礦石粉和鐵礬土作為原料制備水泥熟料；中國專利CN101439938A一種赤泥制造快硬性鐵鋁酸鹽水泥的加工方法，其也選用石灰石、赤泥、鐵粉、鋁礦、石膏為原料制備水泥熟料；中國專利CN108178540A公開了一種鐵硫鋁酸鹽水泥熟料，其也選用石灰石、鋁渣灰、鐵礬土、鐵礦石粉、石膏以及化工原料NaOH作為原料制備水泥熟料；中國專利CN111533473A公開了一種利用拜耳法赤泥制備鐵鋁酸鹽水泥熟料的方法，其也選用拜耳法赤泥、脫硫石膏、石灰石、鋁土礦為原料制備水泥熟料；中國專利CN108328950A公開了一種赤泥協(xié)同其它固廢制備鐵鋁酸鹽水泥的方法，其選用赤泥、鐵礦尾砂、電石渣、脫硫石膏工業(yè)廢渣為原料制備水泥熟料，但其采用固廢品種有限，固廢利用范圍小；以上這些煅燒鐵鋁酸鹽水泥熟料的方法，均使用了至少一種天然礦物或者全部使用品種有限工業(yè)廢渣，天然原料的部分取代使工業(yè)廢渣的利用存在一定限度，目前工業(yè)固體廢棄物的利用率達(dá)到70%～90%，不能完全實現(xiàn)工業(yè)固體廢棄物100%利用率。

如何發(fā)明一種既能減少水泥生產(chǎn)時二氧化碳的排放，又能促進(jìn)固體廢棄物的資源化利用，利用多種固體廢棄物協(xié)同制備全固廢高鐵鐵酸鋁鹽水泥熟料，能夠發(fā)揮不同類型原料成分互補(bǔ)的優(yōu)勢，同時拓寬固體廢棄物資源化利用途徑，兼顧社會效益的一種預(yù)制構(gòu)件用全固廢鐵酸鋁鹽水泥熟料及其制備方法是需要解決的問題關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容