節能快硬超高強矽酸鹽水泥熟料的製作方法
2023-07-15 05:59:01
專利名稱：節能快硬超高強矽酸鹽水泥熟料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種水泥，具體地說是涉及一種節能快硬超高強矽酸鹽水泥熟料。
在矽酸鹽水泥中，矽酸三鈣是主要的礦物相，該礦物相水化較快，早期強度高，後期強度能穩定增加，就礦物的28天強度和一年強度而論，它居矽酸鹽水泥熟料四礦物之首。因此若能在水泥熟料中增加它的含量，並使其巖相微觀結構良好，則水泥的早期強度和後期強度均能得到極大的提高。矽酸三鈣需在1450℃左右的高溫下形成，即使經此燒結溫度後，C3S在傳統的矽酸鹽水泥熟料中的含量也只達45-55%。為使矽酸鹽水泥熟料中的矽酸二鈣儘可能多地轉化為C3S，水泥專家們作了大量的工作，現行的主要措施是在水泥生料中加入礦化劑，以改善C3S的形成條件。在所摻入的礦化劑中，尤以CaF2和SO3複合礦化劑的效果最為突出。發明專利申請86106022公開的「早期和終期高強度波特蘭水泥及其配料方法」，就是在生料配料時加入了0.45-0.90%的礦化劑CaF2，使得C3S的含量提高到56.00-58.50%。摻入礦化劑後，C3S雖能較多地形成，但是，礦化劑的摻入勢必會改變水泥熟料中各礦物的形成情況和最終的礦物組成。
本發明的目的旨在發明一種節能超高強矽酸鹽水泥熟料，採用的原料與普通矽酸鹽水泥熟料類同，無特殊要求，燒成溫度低。燒成的水泥熟料中的C3S含量高，早期、中期強度高，後期強度穩定增加，不出現後期強度倒縮現象。
節能超高強矽酸鹽水泥熟料的礦物成分中不含C3A和C4AF。它所含礦物成分(重量%)為C3S≥70，C2S≤4，C4A3S3-10，高溫石膏(按SO3計，不超過3.5%)0-6，游離CaO≤1.5。
本熟料的化學成分(重量%)為CaO60-65，SiO217-21，Al2O33-6.5，Fe2O30-3，CaF21-1.9，SO33.5-9。
燒制本水泥熟料不用鐵質原料(如鐵礦石、鐵粉、硫鐵渣等)。其原料為石灰石、粘土、石膏、螢石、煤。各種原料的化學成分如表1所示。
燃煤的工業分析為V＝5.86%，A＝40.34%，C＝50.41%，W＝3.75。Q＝4329Kcal/kg。
將上述原料按比例混合粉磨後入窯，在1300±50℃的高溫下煅燒，冷卻後得本水泥熟料。水泥熟料不外摻石膏，單獨粉磨即製得快硬超高強矽酸鹽水泥。水泥的各項性能技術指標與傳統矽酸鹽水泥的對照見表2。此種水泥在凝固後，無體積幹縮的不良性能。
從圖片中可見熟料中大量存在矽酸三鈣，且其分布均勻，顆粒大小均齊，晶體發育良好，矽酸二鈣含量極少，僅在個別視域中偶有發現，此外還可看到少量的細鱗狀的C4A3S晶體。水泥熟料中的含鋁相不象以往那樣以鋁酸三鈣的形式存在，而是以無水硫鋁酸鈣(C4A3S)形式存在。C4A3S的早期強度高，後期強度穩定，克服了C3A的諸多不足之處。本水泥體系中C3S、C4AS及高溫石膏(CaSO4)之間的合理匹配更使本水泥熟料產生了最優強度值。
對水泥的水化產物研究發現，水泥石中針狀的鈣釩石晶體與C-S-H凝膠相互交織，結合牢固，具有類似纖維增強的功效。又由於C4A3S水化時生成鈣釩石晶體，固相體積增加，填充早期水泥中的孔隙，從而整個水泥石結構緻密，孔隙少，使水泥石的強度得到很大的提高。在本體系的水泥水化產物中沒有不穩定的成分和有害成分，使得水泥的長期強度穩定增加，不會象有些水泥出現後期強度倒縮現象。
本水泥熟料和傳統的矽酸鹽水泥熟料相比，可節煤20-25%，熟料產量增產5-10%。可向本水泥熟料摻入大量粉煤灰，共同磨製出粉煤灰水泥，該水泥不存在傳統粉煤灰水泥早期強度低，凝結硬化太慢的缺憾，且水泥產量可增產80%左右。
實施例例1將重量%為石灰石70、粘土5.3、石膏9.7、煤15、螢石1.60進行配料，混合粉磨至細度為篩餘小於12%(4900孔篩)，再在立窯中煅燒，煅燒溫度1300±50℃，冷卻得水泥熟料，將水泥熟料單獨粉磨到細度為10%(+4900孔)後得快硬超高強水泥，水泥熟料的化學成分見表3，水泥的物理性能見表4。
例2將重量%為石灰石66.12、粘土4.45、石膏13.28、煤15.0、螢石1.10進行配料，工藝過程如例1。其水泥熟料的化學成分見表3。
水泥的物理性能見表4。
例3將重量%為石灰石70、粘土6.76、石膏7.38、煤14.9、螢石1.01進行配料，工藝過程如例1。其水泥熟料的化學成分見表3，水泥的物理性能見表4。
權利要求
1.一種節能快硬超高強矽酸鹽水泥熟料，其特徵在於熟料的礦物成分不含C3A、C4AF、其所含礦物成分(重量%)為C3S≥70、C2S≤4、C4A3S3-10、高溫石膏(按SO3)，不超過3.5%)0-6，游離CaO≤1.5。
2.根據權利要求1所述的水泥熟料，其特徵在於熟料的化學成分(重量%)為CaO60-65、SiO217-21、Al2O33-6.5、Fe2O30-3、CaF21-1.9、SO33.5-9。
3.根據權利要求1所述的水泥熟料，其特徵在於燒制本水泥熟料不用鐵質原料(如鐵礦石、鐵粉、硫鐵渣等)。
4.根據權利要求1、3所述的水泥熟料，其特徵在於熟料的燒成溫度範圍為1300±50℃。
5.根據權利要求1所述的水泥熟料，其特徵在於水泥熟料磨製水泥時不外摻石膏作為緩凝劑。
全文摘要
本發明提供了一種節能超高強矽酸鹽水泥熟料，熟料中的C
文檔編號C04B7/02GK1042530SQ8810784
公開日1990年5月30日 申請日期1988年11月11日 優先權日1988年11月11日
發明者葉瑞倫, 朱教群 申請人:武漢工業大學