一种硫铝酸盐水泥熟料及其制备方法,硫铝酸盐水泥的制作方法

文档序号:9857031阅读:586来源:国知局
一种硫铝酸盐水泥熟料及其制备方法,硫铝酸盐水泥的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于水泥熟料生产技术领域,具体涉及一种硫铝酸盐水泥熟料及其制备方 法,硫铝酸盐水泥。
【背景技术】
[0002] 随着工业和民用建筑对混凝土在高强度、耐腐蚀、抗风化、自密实、抗干缩、抗渗透 和抑制碱-骨料反应等诸多方面的要求日渐提高,绿色高性能混凝土(GHPC)的研究和实践 蓬勃发展,水泥以外的活性矿物掺合料已经成为GHPC不可缺少的组分材料之一,这类活性 矿物掺合料,已经被称之为混凝土的第六组分。
[0003] CN104909638A公开了一种混凝土用复合矿物掺合料,包含水泥熟料、石灰石粉、粉 煤灰、矿粉和硅灰,其重量百分比为水泥熟料15~20%,矿粉30~40%,硅灰8~15%,石灰 石粉20~30 %,粉煤灰15~25 %。上述复合矿物掺合料以20~40 %的比例掺入胶凝材料,提 高了经济效益。
[0004] 硅灰作为炼制硅铁合金和金属硅的副产品,来源极少,价格昂贵,且硅灰分散度 大,包装及运输困难,硅灰组分作为GHPC高活性矿物掺合料使用时,操作难度大,且生产成 本较高。近年来也有利用偏高岭土、煤系高岭土通过控制脱水温度制备在高分散度下的微 分替代硅灰,也取得了一定效果,但这类矿物的来源有限,属于不可再生的自然资源,大量 使用该类矿物并不符合GHPC未来的发展方向。
[0005] CN101863629A公开了一种用固体工业废渣生产硫铝酸盐水泥熟料的方法,其以脱 硫石膏、粉煤灰、电石渣、劣质煤、铝矾土为主要原料,以较低的成本和资源消耗生产硫铝酸 盐水泥熟料。该方法对粉煤灰、脱硫石膏等固体工业废渣进行了有效利用,且降低了能耗。
[0006] 上述利用固体工业废渣生产硫铝酸盐水泥熟料的方法,烧成温度为1200~1400 °C,与现有硫铝酸盐水泥熟料的烧成温度相当,并不能有效降低生产过程能耗。

【发明内容】

[0007] 本发明的目的是提供一种硫铝酸盐水泥熟料,从而解决现有技术中,硫铝酸盐水 泥熟料烧成温度高的问题。
[0008] 本发明的第二个目的是提供上述硫铝酸盐水泥熟料的制备方法。
[0009] 本发明的第三个目的是提供一种使用上述硫铝酸盐水泥熟料的硫铝酸盐水泥。
[0010] 为了实现以上目的,本发明所采用的技术方案是:
[0011] 一种硫铝酸盐水泥熟料,由外加剂和以下重量份的原料制成:石膏20~25份,粉煤 灰30~35份,高岭土20~25份,煤矸石5~10份,错研!土10~15份;
[0012] 所述外加剂为高锰酸钾、二氧化锰和硫酸钡组成的混合物;外加剂的质量为石膏、 粉煤灰、高岭土、煤矸石和铝矾土组成的混合物总质量的〇. 02~0.05%。
[0013] 以上原料中,石膏可以为来自电厂脱硫岛的脱硫石膏。高岭土可以为陶瓷厂的高 岭土下脚料。粉煤灰可选自电厂除尘系统产生的粉煤灰。煤矸石可选自煤矿渣场。
[0014] 本发明提供的硫铝酸盐水泥熟料,可以以固体工业废渣为原料制备硫铝酸盐水泥 熟料,实现了固体工业废渣的资源化、减量化和无害化利用。以高锰酸钾、二氧化锰和硫酸 钡组成的外加剂,起到固体化学增氧作用,一方面可以降低化学反应温度、节约煅烧煤耗, 另一方面消除硫铝酸盐形成过程所产生的H 2S气体,使其形成H20和S03并固化到熟料中去, 从而克服了 H2s气体对环境的污染;硫酸钡可以引进重金属氧化物,生成低熔点矿物硫铝酸 钡钙,能够促进硫铝酸盐在更低温度下生成。硫铝酸盐水泥熟料同时包含矿物掺合料成分, 可作为GHPC活性矿物掺合料使用,降低混凝土的生产成本和能源消耗,提高混凝土的抗侵 蚀、耐久性等综合性能。
[0015] 优选的,外加剂的质量为石膏、粉煤灰、高岭土、煤矸石和铝矾土组成的混合物总 质量的0.03%。
[0016] 所述外加剂中,各组分的重量百分比为:高锰酸钾15~25%,二氧化锰3~8%,硫 酸钡70~80%。优选的,所述外加剂中,各组分的重量百分比为:高锰酸钾20%,二氧化锰 5%,硫酸钡75%。
[0017] 上述硫铝酸盐水泥熟料的制备方法,包括:将石膏、粉煤灰、高岭土、煤矸石、铝矾 土和外加剂组成的混合物进行粉磨,均化,850~950°C烧成,即得。
[0018] 粉磨前,可将石膏、煤矸石、高岭土和铝矾土进行烘干,控制水分均小于2wt %。 [0019]所述粉磨中,控制0.045mm方孔筛筛余物< 4wt%。为使粉磨过程效率更高,可先将 石膏、粉煤灰、高岭土、煤矸石和铝矾土组成的混合物进行粉磨,在粉磨的过程中加入外加 剂。
[0020] 所述均化中,均化系数2 4。均化过程是采用均化设备使生料充分混合,起到稳定 生料成分的作用,为后续的烧成,制备性能稳定的水泥熟料做好准备。
[0021] 烧成温度优选为950°C。所述烧成的时间为20min。
[0022] 烧成后冷却,冷却过程控制20min内产物降温至比环境温度高60°C。
[0023] 本发明提供的硫铝酸盐水泥熟料的制备方法,烧成温度低至850~950°C,资源和 能源消耗少,实现了固体工业废渣资源化、减量化和无害化的目标,符合低碳经济的原则。
[0024] -种使用上述硫铝酸盐水泥熟料的硫铝酸盐水泥,由硫铝酸盐水泥熟料和水泥混 合材组成,硫铝酸盐水泥熟料的质量百分含量为10~25%。
[0025] 优选的,所述水泥混合材为粉煤灰和/或煤矸石。将硫铝酸盐水泥熟料和水泥混合 材混合后粉磨,即得硫铝酸盐水泥。
[0026] 本发明提供的硫铝酸盐水泥,具有低碳、耐腐蚀、强度高的特点,可大大减少高性 能水泥中水泥熟料的掺入比例,经济效益显著;在应用于GHPC时,还能起到激发剂的功能, 从而进一步提尚GHPC的综合性能。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步说明。以下实施例中,各原料的来源及 物理性质如表1所示。
[0028]表1各原料的来源及物理性质
[0029]
[0030] 实施例1
[0031] 本实施例的硫铝酸盐水泥熟料,由外加剂和以下重量份的原料制成:脱硫石膏20 份,粉煤灰35份,高岭土20份,煤矸石10份,错研^土 15份;外加剂由20wt %高猛酸钾、5wt %二 氧化锰和75wt%硫酸钡组成,外加剂的质量为脱硫石膏、粉煤灰、高岭土、煤矸石和铝矾土 总质量的0.03 %。
[0032] 本实施例的硫铝酸盐水泥熟料的制备方法,包括以下步骤:
[0033] 1)将脱硫石膏、煤矸石和高岭土的水分干燥至水分均小于2wt% ;将脱硫石膏、粉 煤灰、高岭土、煤矸石和铝矾土组成的混合物进行粉磨,在粉磨过程中加入外加剂,粉磨至 用0.45mm方孔筛测得的筛余物为4wt % ;后搅拌均化,使均化系数为4,得到均化产物;
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