专利名称:硫铝酸盐彩色水泥的生产方法
本发明是一种彩色水泥、特别是硫铝酸盐彩色水泥的生产方法。
彩色水泥的生产方法，按其着色方式，现有以下三种1.在粉磨白水泥和其它硅酸盐水泥熟料时混入着色剂;
2.将着色剂以干式混合的方法掺入白水泥和其它硅酸盐水泥中;
3.在水泥生料中混入着色剂，烧成彩色熟料，再磨成细粉。
美国专利US3799785公布了一种直接烧成彩色硅酸盐水泥熟料的方法，是将磨细的粘土和钙质原料掺入金属氧化物着色剂，喂入窑中煅烧，熟料出窑后以水骤冷。和前两种方法相比，用该法制得的彩色硅酸盐水泥，虽具有成本低和颜色性能、物理力学性能好的优点，但由于被着色体是硅酸盐水泥熟料矿物(主要是Alite，Belite)，其水化后因有盐析现象存在，故仍存在着用后褪色的问题。
本发明的目的是，提供一种彩色硫铝酸盐水泥的生产方法，该方法生产的彩色水泥没有盐析现象发生，早期强度高，不褪色。
本发明的技术解决方案是将磨细的工业原料方解石、白泥、铝矾土和石膏与金属氧化物如氧化铬、氧化锰、氧化钴、氧化钛、或者是含有这些氧化物的工业废料混匀，喂入回转窑中，在1250～1350℃下煅烧，熟料出窑后在10～30分钟内鼓风急冷至室温。原料配比(重量%)是方解石40～60，白泥5～15，铝矾土16～30，石膏8～20，金属氧化物着色剂0.05～2.5。
影响硫铝酸盐彩色水泥的色彩和性能的主要因素有熟料矿物组成，煅烧温度，鼓风冷却速度、熟料中的铁含量和着色剂的种类、掺入量。
本发明的熟料矿物主要是硫铝酸钙和Belite，这种水泥的水化产物没有多余的Ca(OH)2析晶出来，从而消除了因Ca(OH)2与空气中的CO2作用生成白色晶体碳酸钙现象，即所谓盐析现象消除了，所以这种水泥用后不会褪色。
煅烧温度若偏离1250～1350℃的温度范围，则熟料矿物难以形成或已经分解，继之失去本发明的早期强度高的特点。此外，偏离这个温度范围还难以控制熟料烧成后的预期颜色，以氧化铬作着色剂的绿色水泥为例，若煅烧温度低于1250℃，则颜色偏黄。
慢速冷却出窑后的彩色水泥熟料，会使熟料粉化，致使水泥强度性能变差，也会使熟料的颜色性能变差。用氧化铬作着色剂的绿色水泥熟料，慢冷不如急冷熟料时的颜色那样绿而略发黄。从余热利用、环境保护、设备适应性等角度出发，本发明采用鼓风急冷方式，急冷至室温时间应控制在10～30分钟内。
熟料中的铁含量对彩色水泥的色彩影响较大，铁含量增高，色彩变暗。铁含量对彩色水泥熟料的影响还视色彩不同而不同，例如，绿色水泥熟料中的铁含量高于1.2%时，对颜色有显著影响，而对黄色、蓝色水泥来说，铁含量仅超过0.7%时，就对颜色产生显著影响。
金属氧化物着色剂的掺入量，视熟料矿物种类、含量不同而不同，其在生料中的配比本发明定为0.05～2.5%。在生料中，掺入氧化铬可得绿色或者黄色熟料，掺入氧化钛、氧化钴可得黄色或者褐色熟料，掺入氧化锰则得天蓝色或者褐色熟料。另外，金属氧化物着色剂的掺入能促进熟料矿物的形成和提高熟料矿物的水化活性，从而大大改善了彩色水泥的物理力学性能。
和现有的彩色水泥生产技术相比较，本发明提供的方法具有工艺条件简单和节能的特点，其产品具有早期强度高、用后不褪色的效果。
下面举出本发明的几个实施例。
实例一、用磨细的工业原料方解石、白泥、铝矾土、石膏(原料化学成分见表1)和以含有氧化铬的工业废料作着色剂按表2所示比例配制生料，混匀后在1320℃下煅烧，熟料出窑后鼓风急冷至室温，可得绿色水泥熟料。经XRD研究表明，其主要矿物有C4A3S、Belite，目测比较它们的颜色，结果列于表2。
将编号4的水泥熟料磨细至比表面积2300cm2/g，按GB1346-77，将其制成φ70～80mm、中心厚约10mm的安定性试饼，在20℃水中浸泡1月余，发现无裂纹和变形，说明安定性合格。
根据GB1346-77，测定了这种水泥的凝结时间，凝结时间正常;将这种水泥按1∶2胶砂比、0.40的水灰比制成2×2×2cm3、1×1×6cm3试块，分别测其抗压、抗折强度，其强度较高。同时老化试验表明，这种水泥制品色彩稳定。
表1，彩色水泥各种原料的化学成分(%)
表2，绿色硫铝酸盐水泥的各种原料配比(%)
表2中废渣C是一种含有Cr2O3的工业废渣，其化学成分(%)是CaO-40.94，SiO2-22.57，Al2O3-6.83，Fe2O3-2.88，MgO-11.04，Cr2O3-8.92。
表3，四种编号的彩色水泥的颜色对比
表4，彩色水泥和未加着色剂的水泥性能对比
表4中编号5为不含Cr2O3但其它成分同编号4的普通硫铝酸盐水泥。
从表4可以看出，掺入Cr2O3可以提高水泥的强度，水泥标号可达425号以上。水泥的强度得以提高，可能与铬离子促进熟料矿物形成并且提高熟料矿物水化活性和促进水泥的水化有关。
实例二，用与实例一相同的原料和以磨细的含有氧化锰的工业废料作着色剂，按表5所示比例配制生料，生料中MnO2的百分含量控制在0.1～0.7%范围。生料混匀后在1320℃下煅烧，鼓风急冷至室温后得到天蓝色水泥熟料。同前一样，这种水泥安定性、
凝结时间均合乎标准，其水泥制品色彩极为美观而且稳定。
表5，蓝色硫铝酸盐水泥的各种原料配比(%)
表5中废渣M是一种含有MnO2的工业废渣，其化学成分(%)为CaO-23.55，SiO2-37.73，Al2O3-13.16，Fe2O3-0.96，MgO-4.43，MnO2-9.56。
实例三，当着色剂采用氧化钛、氧化钴时，可得黄色水泥熟料。其原料配比见表6。生料中氧化钛或者氧化钴的含量务比限制在0.1～1.5%范围。工艺条件同实例一。
表6，黄色硫铝酸盐水泥的各种原料配比(%)
同实例一，这种水泥各种性能合格，颜色稳定。
权利要求
1.一种彩色硫铝酸盐水泥的制造方法，其特征是将磨细的工业原料方解石、白泥、铝矾土和石膏与金属氧化物着色剂如氧化络、氧化锰、氧化钴、氧化钛或者是含有这些氧化物的工业废料混匀，再喂入回转窑中在1250～1350℃下煅烧成熟料，出窑后鼓风急冷至室温再粉磨。
2.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于生料的配比(重量%)是方解石40～60，白泥5～15，铝矾土16～30，石膏8～20，金属氧化物着色剂0.05～2.5。
3.根据权利要求
1所述的方法，其特征是鼓风急冷至室温的时间应控制在10～30分钟内。
专利摘要
本发明是一种彩色水泥特别是硫铝酸盐彩色水泥的生产方法，是将磨细的工业原料方解石、白泥、铝矾土和石膏与金属氧化物着色剂混匀，喂入回转窑中经高温下煅烧成熟料，出窑后鼓风急冷至室温。本发明的方法具有工艺条件简单和节能的特点，其产品具有早期强度高和用后不褪色的效果。
文档编号C04B7/00GK87106767SQ87106767
公开日1988年10月26日 申请日期1987年10月5日
发明者童大懋, 王善拔, 余其俊 申请人:武汉工业大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan