一种含Q相改性硫铝酸盐水泥及其制备方法

文档序号:26138476发布日期:2021-08-03 14:21阅读:120来源:国知局

本发明属于水泥建材领域,涉及固废资源化技术,具体涉及一种含q相改性硫铝酸盐水泥及其制备方法。



背景技术:

自20世纪70年代我国发明硫铝酸盐水泥以来,因其快硬早强、水化产物致密性高、抗侵蚀等优异性能,得到了人们的高度关注。但在实际应用中发现其存在中后期强度增长缓慢的缺点。而含q相改性硫铝酸盐水泥因硫铝酸钙改性和q相的引入,具有比硫铝酸盐水泥更加优异的耐腐蚀、抗冻融、中后期强度稳定等优点。

目前,固体废弃物或低品位原料产量大,处理不当,不仅侵占大量土地资源,而且大多含有超标污染物质,严重威胁人民生命健康,制约经济的可持续发展。经研究分析可知,某些固体废弃物或中低品位原料的组合,例如金矿尾砂、磷石膏、赤泥和低品位铝矾土等,其基本化学组分可基本满足含q相改性硫铝酸盐水泥生产要求,但固体废弃物的组成波动较大,同时含有较多杂质元素,它们的存在关系水泥规模化生产时的烧成温度范围,关系到水化活性低的中间性矿相钙黄长石是否消除,也关系到熟料的最终组成匹配。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的问题,本发明还提供一种利用多种固废配合中低品位原料,低碳生产含q相改性硫铝酸盐水泥的制备方法,该方法具有工艺流程简单,大量消耗固废,并能够进行固废资源化工业生产的优点。

为实现上述目的,本发明的具体技术方案如下:

本发明提供了一种含q相改性硫铝酸盐水泥,其特征在于,所述生料的主要有效成分包括:al2o3:34~50%,cao:35~60%,mgo:1.8~5.6%,sio2:2.5~8%,fe2o3:2.8~8.2%,so3:6.2~13.4%,p2o5:0.58~3.6%,(ro+ro2):0.5~5.8%;所述r为碱金属或碱土金属。

进一步的,所述生料包含0.20~0.60%的tio2。

本发明制备的含q相改性硫铝酸盐水泥的熟料矿物组成为:c4a3$1-xp0.5x:65~85%(改性硫铝酸钙,p为p2o5,0<x<0.2),q相:0.3~10%,c4af:10~20%,中间相:2~10%。

进一步的,所述的原料配比为:1.2~10.2份赤泥,5~13.5份金矿尾砂,50~78份高镁石灰石,2.3~9.5份磷石膏,10~30份中低品位铝矾土。

本发明还提供了一种含q相改性硫铝酸盐水泥制备方法,包括以下步骤:

a)按照配方将原料混合均匀,然后保温一段时间,得到半成品熟料粉末;

b)将磷石膏同半成品熟料粉末混合均匀,然后保温一段时间,得到含q相改性硫铝酸盐水泥。

进一步的,步骤(a)中,所述保温为在1350~1380℃下保温60~180min。

进一步的,所述磷石膏的添加量为占半成品熟料粉末质量的5.3~11%。

进一步的,步骤(b)中,所述保温为在1150~1280℃下保温30~90min。

本发明所使用的中低品位铝矾土为铝含量53%以下,铝硅比为1~6的铝矾土。

本发明旨在利用多固废低碳制备含q相磷硫铝酸盐水泥既是环保之选,又是效益之选,潜力巨大。

本发明的有益效果为:将目前利用程度很低的金矿尾砂、高镁石灰石、磷石膏、赤泥等多种固废,能够在富铁环境下,较低温度实现含q相改性硫铝酸盐水泥的烧成,熟料中改性硫铝酸钙和大量铁相的存在,赋予材料良好的粘结力和抗磨、抗冲刷性,可用于海洋工程或修补工程。本发明不仅能够大量消耗金矿尾砂等多种固废,而且还可以生产优质胶凝材料,产生经济效益,随着环保意识日趋重视,市场潜力巨大,具有重要的现实意义。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

一种含q相改性硫铝酸盐水泥生料的主要有效成分组成为:al2o3:40.8%,cao:36.2%,mgo:1.8%,sio2:2.7%,fe2o3:2.98%,so3:12.1%,p2o5:0.58%,k2o:1.24%,na2o:1.27%,tio2:0.33%。

具体制备方法如下:

按照配方混合均匀,在1350℃下保温60min得到半成品;将相当于其质量的6.8%磷石膏同半成品熟料粉末混合均匀,在1250℃下保温60min。制备的熟料凝结时间与力学性能如表1所示。

实施例2

一种含q相改性硫铝酸盐水泥生料的主要有效成分组成为:al2o3:41.7%,cao:37.1%,mgo:2.2%,sio2:2.8%,fe2o3:3.5%,so3:7.6%,p2o5:1.9%,k2o:1.34%,na2o:1.45%,tio2:0.41%。

具体制备方法如下:

按照配方混合均匀,在1360℃下保温120min得到半成品;将相当于其质量的5.6%磷石膏同半成品熟料粉末混合均匀,在1200℃下保温90min。制备的熟料凝结时间与力学性能如表1所示。

实施例3

一种含q相改性硫铝酸盐水泥生料的主要有效成分组成为:al2o3:39.2%,cao:38.4%,mgo:1.8%,sio2:2.6%,fe2o3:2.98%,so3:10.7%,p2o5:2.2%,k2o:0.87%,na2o:1.03%,tio2:0.22%。

具体制备方法如下:

按照配方混合均匀,在1370℃下保温120min得到半成品;将相当于其质量的5.6%磷石膏同半成品熟料粉末混合均匀,在1250℃下保温60min。制备的熟料凝结时间与力学性能如表1所示。

实施例4

一种含q相改性硫铝酸盐水泥生料的主要有效成分组成为:al2o3:37.8%,cao:40.3%,mgo:3.2%,sio2:3.1%,fe2o3:4.2%,so3:6.4%,p2o5:1.2%,k2o:1.53%,na2o:1.69%,tio2:0.58%。

具体制备方法如下:

按照配方混合均匀,在1350℃下保温90min得到半成品;将相当于其质量的6.8%磷石膏同半成品熟料粉末混合均匀,在1200℃下保温45min。制备的熟料凝结时间与力学性能如表1所示。

对比例1

市售普通硫铝酸盐水泥,其生料化学组成百分比含量为:cao:49.5%,al2o3:23.17%,sio2:8.51%,so3:14.91%,fe2o3:1.97%,na2o:1.57%,k2o:0.37%。

表1水泥熟料凝结时间与力学性能

从将上述实例看出含含q相改性硫铝酸盐水泥的力学性能比硫酸盐水泥性能优异,并且对上述实施例均做危险元素浸出实验测试,结果显示符合国家标准规定。

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