气中 速冷。在冷却物中另掺入20%的CaO和100%的脱硫石膏，球磨25分钟即得水泥。细度:200目筛 余8%。根据GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法检测3天和28天抗折强度分别为2.2MPa 和3.5MPa，3天和28天抗压强度分别为12.6MPa和20.3MPa。
[0040] 实施例11 30份天然岩石3加入60份煤矸石和10份含85%纯碱的化工废碱，用试验小磨球磨半小时 后在700°C保温2小时，取出在空气中速冷。在冷却物中另掺入30%的电石渣和25%的氟石膏， 球磨35分钟即得水泥。细度：200目筛余3%。根据GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法检 测3天和28天抗折强度分别为4.2MPa和5.5MPa，3天和28天抗压强度分别为22.4MPa和 35.8MPa〇
[0041 ] 实施例12 95份天然岩石2加入5份烧碱，用试验小磨球磨半小时后在550°C保温2小时，取出在空 气中速冷。在冷却物中另掺入30%的电石渣和50%的氟石膏，球磨35分钟即得水泥。细度:200 目筛余7%。根据GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法检测3天和28天抗折强度分别为 2 · OMPa和4· 2MPa，3天和28天抗压强度分别为10 · 3MPa和23 · 5MPa。
[0042] 实施例13 50份天然岩石4加46份冶金渣和4份烧碱，用试验小磨球磨半小时后在750°C保温2小 时，取出在空气中速冷。在冷却物中另掺入25%的熟石灰和45%的天然石膏，球磨35分钟即得 水泥。细度:200目筛余5%。根据GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法检测3天和28天抗折 强度分别为4.2MPa和7. OMPa，3天和28天抗压强度分别为19.8MPa和40.3MPa。
[0043] 实施例14 43份天然岩石2、20份燃煤炉渣、30份冶金渣、7份烧碱混合，用试验小磨球磨半小时后 在700°C保温2小时，取出在空气中速冷。在冷却物中另掺入30%的熟石灰和20%的脱硫石膏， 球磨35分钟即得水泥。细度：200目筛余4%。根据GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法检 测3天和28天抗折强度分别为4.6MPa和7.5MPa，3天和28天抗压强度分别为21.8MPa和 40.9MPa〇
[0044] 实施例15 92份天然岩石3中加入8份纯碱，用试验小磨球磨半小时后在750°C保温2小时，取出在 空气中速冷。在冷却物中另掺入10%的生石灰和60%的建筑石膏，球磨35分钟即得水泥。细 度:200目筛余7%。根据GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法检测3天和28天抗折强度分 别为4.2MPa和7.2MPa，3天和28天抗压强度分别为25.3MPa和35.4MPa。
[0045] 实施例16 98份天然岩石2和2份烧碱混合，用试验小磨球磨半小时后在500°C保温2小时，取出在 空气中自然冷却至室温。在冷却物中另掺入20%的生石灰和40%的煅烧无水石膏，球磨35分 钟即得水泥。细度:200目筛余7%。根据GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法检测3天和28 天抗折强度分别为2.2MPa和4.5MPa，3天和28天抗压强度分别为14.3MPa和23.5MPa。
[0046] 实施例17 97份天然岩石2中加入3份烧碱，用试验小磨球磨半小时后在400°C保温2小时，取出在 空气中速冷。在冷却物中另掺入12%的石灰和26%的天然石膏，球磨35分钟即得水泥。细度： 200目筛余9%。根据GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法检测3天和28天抗折强度分别为 2 · IMPa和4 · 5MPa，3天和28天抗压强度分别为10 · 6MPa和30 · 8MPa。
[0047] 实施例18 95份天然岩石3加入5份烧碱，用试验小磨球磨半小时后在750°C保温2小时，取出在空 气中速冷。在冷却物中另掺入60%的硅酸盐水泥熟料和45%的天然石膏，球磨35分钟即得水 泥。细度:200目筛余4%。根据GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法检测3天和28天抗折强 度分别为5.5MPa和8.5MPa，3天和28天抗压强度分别为30.7MPa和50.8MPa。
[0048] 实施例19 40份天然岩石1加入56份冶金渣和4份烧碱，用试验小磨球磨半小时后在700°C保温2小 时，取出在空气中速冷。在冷却物中另掺入21%的硅酸盐水泥熟料和40%的脱硫石膏，球磨35 分钟即得水泥。细度:200目筛余6%。根据GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法检测3天和 28天抗折强度分别为4.5MPa和7.5MPa，3天和28天抗压强度分别为20.3MPa和43.5MPa。
[0049] 实施例20 45份天然岩石4加入45份冶金渣和10份纯碱，用试验小磨球磨半小时后在800°C保温3 小时，取出在空气中速冷。在冷却物中另掺入21%的硅酸盐水泥熟料和45%的脱硫石膏，球磨 35分钟即得水泥。细度:200目筛余3%。根据GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法检测3天 和28天抗折强度分别为4.8MPa和7.8MPa，3天和28天抗压强度分别为22.5MPa和45.5MPa。
[0050] 各实施例的强度性能表明，全部实施例均能满足砌筑水泥的要求，多数实施例能 满足PC32.5的要求，约三成能满足P042.5的要求。根据应用需要，可采用不同的实施例以实 现最好的性价比，总体而言，该种水泥的成本远低于通用硅酸盐水泥。
【主权项】
1. 一种贫钙富硅生态水泥，其特征在于，由按质量百分比计的如下成分组成：富硅体45 ~90%，富钙体10~55%，混合均匀并研磨至200目筛余量< 10%; 所述富娃体包括按质量百分比计的如下组分： Si〇2 :47~84%，Al2〇3 :6~46%，Na20+K2〇:2~15%，其它：0~30%;所述的其它包括CaO、MgO、 Fe0、Fe203、Ti02、S03和P 205 中的一种或两种以上； 所述富1丐体包括按质量百分比计的如下组分： CaO: 45~100%，S03 :0~50%，其它：0~50%;所述的其它包括Si〇2、Al2〇3、FeO、Fe2〇3、MgO、 Na20、K20、Ti02和P2〇5中的一种或两种以上。2. 根据权利要求1所述的贫钙富硅生态水泥，其特征在于，所述的富硅体为由硅铝氧化 物原料和含碱金属的盐均匀混合后研磨至200目筛余量< 10%，然后在氧化环境中于300~ 1000°C充分加热得到的粉末。3. 根据权利要求1所述的贫钙富硅生态水泥，其特征在于，所述的富钙体由与水反应生 成Ca(0H)2的原料和含CaS〇4的原料混合而成，且其中前者为必含原料，后者为选含原料。4. 根据权利要求2所述的贫钙富硅生态水泥，其特征在于，所述的硅铝氧化物原料为天 然和/或人工的含Si02和Al 2〇3的固体原料。5. 根据权利要求4所述的贫钙富硅生态水泥，其特征在于，所述的天然的含Si02和 Al2〇3的固体原料为天然岩石、矿山尾矿或煤矸石中的一种或两种以上；所述的人工的含 Si02和Al2〇3的固体原料为燃煤残碴、粉煤灰、陶瓷废料或冶金废碴中的一种或两种以上； 所述的含碱金属的盐为钾和/或钠的氧化物、硫化物、氢氧化物、无机酸盐和有机酸盐的一 种或两种以上的混合物，或为工业碱，或为工业废碱。6. 根据权利要求3所述的贫钙富硅生态水泥，其特征在于，所述的与水反应生成Ca(0H)2 的原料为生石灰、熟石灰、电石渣或水泥熟料中的一种或两种以上;含CaS〇4的原料为天然 硬石膏、石膏、半水石膏、煅烧无水石膏或化工石膏中的一种或两种以上。7. 根据权利要求1或2所述的贫钙富硅生态水泥，其特征在于，所述200目筛余量为3~ 6%〇8. 根据权利要求1所述的贫钙富硅生态水泥，其特征在于，所述富硅体包括按质量百分 比计的如下组分： Si〇2:50~80%，Ah〇3:9~25%，Na20+K2〇: 3~10%，其它：0~20。9. 根据权利要求1所述的贫钙富硅生态水泥，其特征在于，所述富钙体包括按质量百分 比计的如下组分： CaO: 50~80%，S〇3:10~50%，其它：0~40%。10. 权利要求1至9任一项所述的贫钙富硅生态水泥在普通混凝土、道路修补、矿山充 填、预制构件及制备厚层自流平材料中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种贫钙富硅生态水泥及其用途。该水泥由富硅体和富钙体两部分混合而成，其中富硅体由含量广泛的硅铝质原料加少量碱金属盐低温煅烧得到，富钙体则由水化时释放Ca(OH)2？的原料和含CaSO4的原料组成。与硅酸盐水泥相比，本发明的贫钙富硅生态水泥早强性好，长期强度能满足多数使用要求，其原料易得，碳排放、能耗和污染等都大幅度减小，且能大量消纳固体工业废渣，具有重要的经济与社会价值。
【IPC分类】C04B7/06, C04B7/147
【公开号】CN105502973
【申请号】CN201510951298
【发明人】彭美勋, 李隆江, 唐宇成, 呼琳琳, 陈翔, 周旋, 肖秋国, 张欣, 申少华
【申请人】湖南科技大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月19日