一种自粉化低钙水泥及其预制品的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料技术领域，具体设及一种自粉化低巧水泥及其预制品的制备 方法。
【背景技术】
[0002] 近几年，预制装配式住宅愈来愈受到人们的关注，预制装配式住宅是用工业化的 生产方式来建造住宅，将住宅的部分或全部构件在工厂预制完成，然后运输到施工现场，将 构件通过可靠的连接方式组装而建成的住宅，在欧美及日本被称作产业化住宅或工业化住 宅。生产预制构件不可避免需要使用娃酸盐水泥，但是，目前使用的娃酸盐水泥尚存在一些 不足，主要表现为：早期强度偏低（20-30MPa)，养护周期长，蒸养耗能高，易开裂等。此外， 普通娃酸盐水泥烧成溫度较高，一般为1450°C甚至更高，导致能源消耗高；水泥坚硬，粉磨 效率低，电耗高；水泥中CaO含量高，通常为65-70% (质量分数，下同），对石灰石原料品质 要求高，消耗大量的优质石灰石资源；由于大量的使用石灰石，产生大量的C〇2等废气，环境 污染日趋严重。因此，降低水泥烧成能耗，减少溫室气体排放，提高水泥性能是未来水泥行 业发展的方向。
[0003] 专利CN 102491655 A公开了自粉化熟料矿渣娃酸盐水泥的制备方法，但是运种水 泥是水硬性的，矿渣是主要的胶凝材料，自粉化熟料只是外加料；专利CN 101337777 A公 布了通过降低水泥中熟料的含量来制备低碳水泥的方法；专利CN 102249576 A公布了一 种低能耗、低排放水泥及其制备方法与应用，该水泥的主要矿物为娃酸二巧、硫侣酸巧和铁 侣酸四巧；上述方法，虽然在一定程度上降低了水泥生产的C〇2排放，但是带来的后果是水 泥的性能大大降低，表现在：早期强度低，后期增长幅度低，开裂、耐久性差，寿命短，不适于 工业应用，更不适于做预制建材的胶凝材料。本发明WCS、C3S2、丫-CzS等低巧非水硬性娃 酸盐矿物为主要矿物，熟料中CaO含量为40-60%，大大降低了由化C〇3分解产生的C02气 体排放，同时由于降低了石灰石饱和系数，般烧溫度降低，熟料烧成能耗大大降低，大大降 低了燃料燃烧排放的0)2,熟料自粉化，降低能耗。本发明水泥没有水硬性，需要C〇2气体激 发其活性，主要应用于预制品的胶凝材料，解决了传统预制品胶凝材料养护周期长、养护成 本高、收缩开裂等问题。
【发明内容】
[0004] 综上所述，本发明采用的技术方案如下：
[0005] -种自粉化低巧水泥，W重量份表示，其主要矿物相包括：
[0006]CS0-70 份
[0007]C3S20-70 份
[0008] 丫-CzS30-50 份
[0009]液相 0-20 份。
[0010] 一种自粉化低巧水泥预制品的制备方法，包括W下步骤：
[0011] 步骤1、制备自粉化低巧水泥熟料：采用普通娃酸盐水泥生产过程，把石灰石、砂 岩、铁矿经破碎、预均化、配料、粉磨、均化、般烧等工序，其中：粉磨后生料细度控制在80um筛余小于10% ;般烧溫度为ll〇〇-1250°C，般烧后，不需要快速冷却，也不再需要粉磨，水泥 自粉化，即得自粉化低巧水泥熟料；
[001引步骤2、W重量份数计，把步骤1制备的自粉化低巧水泥熟料30-90份、骨料0-70 份和外加剂0-5份混合，加入自粉化低碳水泥质量的10-40%自来水，再揽拌均匀后在成型 设备上成型，得到各种形状的自粉化低巧水泥预制品胚体；
[001引步骤3、把步骤2制备的自粉化低巧水泥预制品胚体放入养护蓋中，通入高浓度C02工业废气，控制养护蓋内压力在0. 3-0. 5MPa，溫度20°C-60°C，养护8-2地，即得自粉化 低巧水泥预制品。
[0014]进一步，所述的自粉化低巧水泥熟料，CaO含量为40-60%，主要矿物相为CSX3S2、 丫-CzS和液相。
[0015]进一步，所述的自粉化低巧水泥预制品可W是板材、搁块、砖、瓦等，可W为实屯、、 空屯、和多孔等形式。
[0016] 本发明的有益效果：
[0017] 1.本发明水泥烧成溫度低，可大量使用低品位石灰石和低热值煤粉；相比普通娃 酸盐水泥，该水泥生产过程节约石灰石10-20 %，烧成煤耗降低20-30%，C〇2减排30 %W 上。
[0018] 2.本发明水泥不需快速冷却，热损失大大降低；水泥自粉化，无需粉磨，水泥电耗 降低40%。
[0019] 3.本发明的水泥不与水反应，不需要防水储存；凝结硬化过程不消耗水，节约水 资源；使用过程中吸收C〇2,每吨水泥能吸收0. 2-0. 3吨C〇2,可实现溫室气体的安全、永久封 存。
[0020] 4.本发明水泥生产的预制品的养护采取的是C〇2养护，而不是蒸压养护。预制品 的生产周期短，反应条件溫和，物理力学性能优异（如化抗压强度达到70MPaW上，抗折强 度大于8MPa)，后期强度缓慢增长，耐久性好，防火、耐腐蚀，制品装饰性能好，可二次加工。
【具体实施方式】
[0021] 为了更好地理解本发明，W下结合实施例对本发明作进一步说明：
[0022] 实施例1 :
[0023] 一种自粉化低巧水泥预制品的制备方法如下：
[0024]步骤1、把石灰石70份、砂岩20份和铁矿10份混合，原料的化学组成见表1，经破 碎、粉磨后，在回转害中般烧，般烧溫度1250°C，自然冷却，即得自粉化低巧水泥熟料，水泥 中CaO含量为52%，其中粉磨后生料细度控制在10%W下；
[002引步骤2、把步骤1制备的自粉化低巧水泥熟料90份，加入10份自来水，揽拌均匀后 在成型设备上通过挤压成型得到40X40X40的试块；
[0026] 步骤3、把步骤2制备的试块放入养护蓋中，通入高浓度C〇2工业废气，控制养护蓋 内压力在0. 5MPa，室溫，养护她，即得水泥预制品，试块抗压强度75MPa，吸水率2 %，增重率 18. 9%。
[0027] 表1原料的化学组成（％ )
[0028]
[002引实施例2:
[0030] 一种自粉化低巧水泥预制品的制备方法如下：
[003。 步骤1、把石灰石70份、砂岩20份和铁矿10份混合，原料的化学组成见表2,经破 碎、粉磨后，在回转害中般烧，般烧溫度1250°C，自然冷却，即得自粉化低巧水泥熟料，水泥 中CaO含量为52%，其中粉磨后生料细度控制在10%W下；
[003引步骤2、把步骤1制备的自粉化低巧水泥熟料90份，加入10份自来水，揽拌均匀后 在成型设备上通过挤压成型得到100X100X10的薄板；
[003引步骤3、把步骤2制备的薄板放入养护蓋中，通入高浓度％工业废气，控制养护蓋 内压力在0. 5MPa，室溫，养护5h，即得水泥预制品，试块抗压强度90MPa，吸水率1. 5 %，增重 率 20. 2%。
[0034] 表2原料的化学组成（％ )
[0035]
[0037]实施例3 :
[003引一种自粉化低巧水泥预制品的制备方法如下：
[0039] 步骤1、把石灰石60份、砂岩35份和铁矿5份混合，原料的化学组成见表3,经破 碎、粉磨后，在回转害中般烧，般烧溫度1200°C，自然冷却，即得自粉化低巧水泥熟料，水泥 中CaO含量为42%，其中粉磨后生料细度控制在10%W下；
[0040] 步骤2、把步骤1制备的自粉化低巧水泥熟料90份，加入10份自来水，揽拌均匀后 在成型设备上通过挤压成型得到40X40X40的试块；
[00川步骤3、把步骤2制备的试块放入养护蓋中，通入高浓度％工业废气，控制养护蓋 内压力在0. 6MPa，室溫，养护她，即得水泥预制品，试块抗压强度82MPa，吸水率2. 2%，增重 率 15. 7%。
[0042] 表3原料的化学组成（％ )
[0043]
[0044] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在 本发明基础上，可W对之作一些修改或改进，运对本领域技术人员而言是显而易见的。因 此，在不偏离本发明精神的基础上所做的运些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
【主权项】
1. 一种自粉化低钙水泥，其特征在于：以重量份表示，其主要矿物相包括： CS 0-70 份 C3s2 0-70 份 y-C2S 30-50 份 液相 0-20份。2. -种自粉化低钙水泥预制品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、制备自粉化低钙水泥熟料：采用普通硅酸盐水泥生产过程，把石灰石、砂岩、铁 矿经破碎、预均化、配料、粉磨、均化、煅烧等工序，其中：粉磨后生料细度控制在80um筛余 小于10% ;煅烧温度为1100-1250°C，煅烧后，不需要快速冷却，也不再需要粉磨，水泥自粉 化，即得自粉化低钙水泥熟料； 步骤2、以重量份数计，把步骤1制备的自粉化低钙水泥熟料30-90份、骨料0-70份和 外加剂0-5份混合，加入自粉化低碳水泥质量的10-40%自来水，再搅拌均匀后在成型设备 上成型，得到各种形状的自粉化低钙水泥预制品胚体； 步骤3、把步骤2制备的自粉化低钙水泥预制品胚体放入养护釜中，通入高浓度0)2工 业废气，控制养护釜内压力在〇. 3-0. 5MPa，温度20°C_60°C，养护8-24h，即得自粉化低钙水 泥预制品。3. 根据权利要求2所述的一种自粉化低钙水泥预制品的制备方法，其特征在于所述的 自粉化低碳水泥，CaO含量为40-60%，主要矿物相为CS、C3S2、γ-C2S和液相。4. 根据权利要求2所述的一种自粉化低钙水泥预制品的制备方法，其特征在于：所述 的自粉化低钙水泥预制品可以是板材、砌块、砖、瓦等，可以为实心、空心和多孔等形式。
【专利摘要】本发明涉及一种自粉化低钙水泥及其预制品的制备方法。本发明的自粉化低钙水泥以石灰石、砂岩、铁矿为原料制成，制成的自粉化低钙水泥CaO含量为40-60%，主要矿物相为CS、C3S2、γ-C2S和液相。自粉化低钙水泥预制品利用高浓度的CO2气体短期（8h）激发此水泥的活性，可以制成板材、砌块、砖、瓦等，也可以为实心、空心和多孔等多种高强度的预制品。本发明解决了普通硅酸盐水泥预制品养护周期长，能耗高、收缩开裂等问题，此外，自粉化低钙水泥烧成能耗低，CO2排放量少，早期强度高，后期强度缓慢增长，其制品物理力学性能优异，耐久性好，防火、耐腐蚀，装饰性、加工性好，绿色环保，节能减排，具有很好的社会、经济和环境效益。
【IPC分类】C04B28/04, C04B7/02
【公开号】CN105347706
【申请号】CN201510718970
【发明人】管学茂, 刘松辉, 张海波, 冯春花, 勾密峰, 李海燕, 邱满, 张建成
【申请人】河南理工大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月29日