本发明属于建筑材料
技术领域：
，具体涉及一种铝酸盐水泥及其制备方法。
背景技术：
铝酸盐水泥是以铝矾土和石灰石为原料，经煅烧制得的以铝酸钙为主要成分、氧化铝含量约为50％的熟料，再经细磨制成的水硬性胶凝材料。铝酸盐水泥常为黄或褐色，也有呈灰色的。铝酸盐水泥的主要矿物成为铝酸一钙及其他的铝酸盐，以及少量的硅酸二钙等。铝酸盐水泥凝结硬化速度快，水泥水化热大且放热集中的特点，主要用于工期紧急的工程，且即使在-10℃下施工，铝酸盐水泥也能很快凝结硬化，可用于冬季施工的工程。铝酸盐水泥是继硅的盐水泥系列产品之后的第二系列产品。根据国家标准gb201-1981的规定：凡以适当成分的成料，烧至完全或部分熔融，所得以铝酸钙为主要成分的铝酸水泥熟料，磨细制成的水硬性胶凝材料，统称为铝酸盐水泥。其最早于1865年后期在法国出现，主要由氧化铝和石灰经熔融后破碎制成铝酸钙水泥，19世纪末期英国首先发布了“石灰石-矾土”水泥的专利，1913年法国的拉法基公司首次进行水泥的商业性生产，其生产方法为熔融法。国内以石灰石和矾土为原料，由于矾土中二氧化硅和氧化铁含量均低，因此，国内一般采用烧结法在回转窑中进行烧结生产。无论是熔融法还是烧结法，其主要矿相组成为铝酸一钙、二铝酸一钙、七铝酸十二钙、硅铝酸二钙和六铝酸一钙；还会有少量的硅酸二钙及钙铝黄长石等。铝酸盐水泥适用于军事工程、紧急抢修工程、冬季施工以及要求较强的特殊工程；此外，铝酸盐水泥常作为钢包浇注料的结合剂，而浇注料中会添加预先合成的镁铝尖晶石(mgo.al2o3)以提高钢包浇注料的抗热震性和抗侵蚀性，这是由于镁铝尖晶石具有熔点高(2135℃)，常温、高温强度高，热膨胀系数低，导热性好等特点；但镁铝尖晶石的生产成本较高，限制了它的应用，如果铝酸盐水泥本身就含有此种物相，相比传统铝酸盐水泥性能将会有很大提高。近年来国内外已有关于含镁铝尖晶石的铝酸盐水泥的相关研究，如《新型含镁铝尖晶石的铝酸盐水泥的研究》(西安建筑科技大学学报：自然科学版学报，2005年第3期)；以及《含镁铝尖晶石的铝酸盐水泥的制备与应用》(参见耐火材料，2007年01期)。但是上述报道中均是以白云石和镁砂为主要原料，且采用烧结法其成本投入较大。铝酸盐水泥在普通硬化条件下，由于水泥石中不含铝酸三钙和氢氧化钙，且密实度较大，因此具有很强的抗硫酸盐腐蚀作用。但铝酸盐水泥的长期强度及其他性能有降低的趋势，长期强度约降低40％～50％左右，一般不能用于长期承重的结构及处在高温高湿环境的工程中，这就限制了铝酸盐水泥的应用，提高铝酸盐水泥的长期强度，是铝酸盐水泥发展的趋势之一。申请号为201210482885.4的专利文献“铝酸盐水泥的制备方法”，公开了一种铝酸盐水泥的制备方法，其以铝熔渣、石灰质材料、含铝材料为原料，通过熔融、冷却制得熟料，熟料经破碎并粉磨至比表面积大于300m2/kg即得铝酸盐水泥；其中，铝熔渣、石灰质材料、含铝材料的重量配比为：100:5-40:5-50；所述铝熔渣为采用熔融还原法制取硅钛铁合金过程中产生的尾渣。由此可知，该技术方案是以铝熔渣、石灰质材料、含铝材料为原料，制备成熟料之后，再经细磨得到的一种铝酸盐水泥，该方法是一种铝熔渣废弃物无害化利用的新方式，其产品虽然符合国家质量标准，但是依然不能提高铝酸盐水泥的长期强度。技术实现要素：本发明的目的是提供一种铝酸盐水泥及其制备方法，本发明的制备方法在制备得到铝酸盐水泥熟料之后，加入硫酸盐、铁矿渣和钛白粉，改善传统铝酸盐水泥长期强度较差的问题。本发明的技术方案为：一种铝酸盐水泥，由以下组分构成：石灰石、铝矾土、铁矿渣、硫酸铝、硫酸钡、钛白粉。优选地，上述铝酸盐水泥中各组分的质量百分含量为：石灰石：15-20％、铝矾土：50-55％、铁矿渣：12-18％、硫酸铝：2-5％、硫酸钡：1-3％、钛白粉：1-3％。上述铝酸盐水泥的制备方法，包括以下步骤：(1)将石灰石与铝矾土分别进行破碎处理；(2)将破碎后的石灰石与铝矾土进行混合煅烧，冷却后得到铝酸盐水泥熟料；(3)将铁矿渣粉碎后和硫酸铝、硫酸钡、钛白粉以及铝酸盐水泥熟料一起粉磨，制备得到铝酸盐水泥。优选地，步骤(1)中石灰石和铝矾土破碎后粒径为50um-100um。优选地，步骤(2)中煅烧温度为1300℃-1600℃，煅烧时间为12-24小时。优选地，步骤(3)中铁矿渣粉碎后粒径为50um-100um。优选地，步骤(3)中各组分的含量为：铝酸盐水泥熟料65-75重量份、铁矿渣5-10重量份、硫酸铝2-6重量份、硫酸钡2-6重量份、钛白粉5-8重量份。优选地，步骤(3)中粉磨后的粒径为5-20um。本发明的有益效果如下：本发明的制备方法在制备得到铝酸盐水泥熟料之后，加入硫酸盐、铁矿渣和钛白粉，不仅缩短铝酸盐水泥的水化凝结时间，还使得其凝结强度得到提高，最重要的是改善传统铝酸盐水泥长期强度较差的问题，其水化后28天的抗压强度仍然能到达65-75mpa。具体实施方式下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。实施例1一种铝酸盐水泥，其组分包括质量百分含量为55％的铝矾土、18％的石灰石、16％的铁矿渣、5％的硫酸铝、3％的硫酸钡和3％的钛白粉。该铝酸盐水泥的制备方法包括以下步骤：(1)将石灰石与铝矾土分别进行破碎处理，破碎后的粒径为60um；(2)将破碎后的石灰石与铝矾土在回转窑内1400℃高温下煅烧24小时，冷却后得到铝酸盐水泥熟料；(3)将铁矿渣粉碎至粒径为50um，然后取72重量份的铝酸盐水泥熟料、9重量份粉碎后的的铁矿渣、6重量份的硫酸铝、5重量份的硫酸钡以及8重量份的钛白粉一起粉磨至粒径为10um，制备得到铝酸盐水泥。实施例2一种铝酸盐水泥，其组分包括质量百分含量为52％的铝矾土、17％的石灰石、13％的铁矿渣、3％的硫酸铝、2％的硫酸钡和3％的钛白粉。该铝酸盐水泥的制备方法包括以下步骤：(1)将石灰石与铝矾土分别进行破碎处理，破碎后的粒径为80um；(2)将破碎后的石灰石与铝矾土在回转窑内1500℃高温下煅烧20小时，冷却后得到铝酸盐水泥熟料；(3)将铁矿渣粉碎至粒径为60um，然后取71重量份的铝酸盐水泥熟料、10重量份粉碎后的铁矿渣、6重量份的硫酸铝、5重量份的硫酸钡以及8重量份钛白粉一起粉磨至粒径为8um，制备得到铝酸盐水泥。实施例3一种铝酸盐水泥，其化学成分包括质量百分含量为55％的铝矾土、19％的石灰石、18％的铁矿渣、2％的硫酸铝、3％的硫酸钡和3％的钛白粉。该铝酸盐水泥的制备方法包括以下步骤：(1)将石灰石与铝矾土分别进行破碎处理，破碎后的粒径为50um；(2)将破碎后的石灰石与铝矾土在回转窑内1600℃高温下煅烧18小时，冷却后得到铝酸盐水泥熟料；(3)将铁矿渣粉碎至粒径为60um，然后取75重量份的铝酸盐水泥熟料、9重量份粉碎后的铁矿渣、4重量份的硫酸铝、6重量份的硫酸钡以及6重量份钛白粉一起粉磨至粒径为15um，制备得到铝酸盐水泥。对比例1一种铝酸盐水泥，其化学成分包括质量百分含量为65％的铝矾土、20％的石灰石、12％的铁矿渣、2％的硫酸铝、1％的硫酸钡。该铝酸盐水泥的制备方法包括以下步骤：(1)将石灰石与铝矾土分别进行破碎处理，破碎后的粒径为50um；(2)将破碎后的石灰石与铝矾土在回转窑内1600℃高温下煅烧18小时，冷却后得到铝酸盐水泥熟料；(3)将铁矿渣粉碎至粒径为60um，然后取75重量份的铝酸盐水泥熟料、14重量份粉碎后的铁矿渣、5重量份的硫酸铝、6重量份的硫酸钡一起粉磨至粒径为15um，制备得到铝酸盐水泥。对比例2一种铝酸盐水泥，其化学成分包括质量百分含量为65％的铝矾土、20％的石灰石、12％的铁矿渣、3％的钛白粉。该铝酸盐水泥的制备方法包括以下步骤：(1)将石灰石与铝矾土分别进行破碎处理，破碎后的粒径为50um；(2)将破碎后的石灰石与铝矾土在回转窑内1600℃高温下煅烧18小时，冷却后得到铝酸盐水泥熟料；(3)将铁矿渣粉碎至粒径为60um，然后取75重量份的铝酸盐水泥熟料、14重量份粉碎后的铁矿渣、11重量份钛白粉一起粉磨至粒径为15um，制备得到铝酸盐水泥。对比例3一种铝酸盐水泥，其化学成分包括质量百分含量为65％的铝矾土、20％的石灰石、5％的硫酸铝、6％的硫酸钡、4％的钛白粉。该铝酸盐水泥的制备方法包括以下步骤：(1)将石灰石与铝矾土分别进行破碎处理，破碎后的粒径为50um；(2)将破碎后的石灰石与铝矾土在回转窑内1600℃高温下煅烧18小时，冷却后得到铝酸盐水泥熟料；(3)然后取75重量份的铝酸盐水泥熟料、9重量份的硫酸铝、6重量份的硫酸钡和10重量份钛白粉一起粉磨至粒径为15um，制备得到铝酸盐水泥。性能测试将实施例1至3和对比例中的铝酸盐水泥分别测试水化凝结时间，具体结果如下表1所示。表1不同铝酸盐水泥凝结时间凝结时间实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3初凝时间/min666963757775终凝时间/min186185192238228240将实施例1至3和对比例中的铝酸盐水泥分别测试水化后不同时间的抗压强度，结果如下表2所示。表2不同铝酸盐水泥抗压强度抗压强度/mpa实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例31天52.653.153.443.544.843.97天61.862.562.156.859.658.128天65.868.975.252.449.851.2通过上述测试发现，本发明制备的铝酸盐水泥相对于传统的铝酸盐水泥在水化凝结速度上得到提升，实施例1至3通过加入合理配比的铁矿渣、硫酸铝、硫酸钡和钛白粉，其28天时的抗压强度明显提升，而对比例1至3中分别只添加了铁矿渣、硫酸铝、硫酸钡、钛白粉中的两种，缺少任何一种均不能达到本发明增强铝酸盐水泥后期强度的技术效果。本发明实施例中凝结后的抗压强度得到提高，最重要是经过28天之后其抗压强度更高，可达到65-75mpa。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12