利用鈣鋁硫酸鹽製造超速硬水泥的方法
2023-10-25 09:49:07 3
專利名稱：利用鈣鋁硫酸鹽製造超速硬水泥的方法
技術領域：
本發明涉及水泥的製造方法，尤指一種利用鈣鋁硫酸鹽製造超速硬水泥的方法。
以往的超速硬水泥製品主要有鈣氟鋁鹽(11CaO·7Al2O3·CaF2)系，其製造方法是在鈣氟鋁鹽熟料裡，添加10～20％二水石膏而製得。(不使用普通水泥熟料)。比如超速硬鈣氟鋁鹽水泥是以鈣氟鋁硫酸鹽為主要材料，而不使用價格低廉的普通水泥熟料。
又如快硬硫鋁酸鹽水泥，採用C4A3S＝90％加二水石膏＝10％組成，也不使用價格低廉的普通水泥熟料。
本發明的目的在於提供一種以普通水泥熟料或普通水泥為主要材料，利用鈣鋁硫酸鹽製造超速硬水泥的方法，提供一種價格低廉，經濟效益顯著的產品。
本發明的目的是這樣實現的一種利用鈣鋁硫酸鹽製造超速硬水泥的方法，基本由普通水泥熟料或普通水泥，無水石膏，鈣鋁硫酸鹽組成，其特徵在於超速硬水泥的製造方法是在普通水泥熟料或普通水泥中混合粉碎無水石膏和高溫燒成的鈣鋁硫酸鹽熟料加上適量的高流動化劑，經粉碎混合而製成，其中普通水泥熟料或普通水泥為30-70％，鈣鋁硫酸鹽熟料為25-45％，無水石膏為5％-25％，高流動化劑適量。
本發明通過以下實施例及其附圖進一步說明
圖1為本發明工藝流程圖。
圖2為本發明3日後的水泥漿料的XRD(X線回折象)。
圖3為本發明的水和熱與水和時間的關係圖。
本發明的具體製造方法及其工作原理如下利用鈣鋁硫酸鹽熟料生產的超速硬水泥的製造方法及製品的特徵是鈣鋁硫酸鹽特性利用概念。
鈣鋁硫酸鹽4CaO·3Al2O3·SO3(簡稱C4A3S)是CaO-Al2O3系，隨著化學組成成分的變化性能也跟著變化，即CaO成分越多，膨脹性越大；Al2O3成分越多，就越速硬；SO3成分越多，強度越增大。見CaO-Al2O3-SO3系的化學組成和性能間的關係變化圖。
三者成等邊三角形的關係，圖中大三角代表量大，小三角代表量小，箭頭代表性能變化的趨勢。
以往鈣鋁硫酸鹽的水和結構為鈣礬石(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)的生成，其生成過程為急速硬化-高強度發現-膨脹-膨脹破壞過程，所以一直是不能使用的組成礦物。但為了製造超速硬水泥，有必要把水泥強度發現從(A)誘導為(B)，見表格中實線(A)與虛線(B)的變化及鈣礬石的形成過程及其性能。 本發明中，採用高含量，高溫燒成的鈣鋁硫酸鹽熟料(C4A3S55％)以上，1250℃-1400℃燒成)為主材料，普通水泥熟料或普通水泥與無水石膏配合開發出了超速硬性-高強度表現-未膨脹的自應力保常等領域。
具體作法是1、超速硬水泥製造上使用的鈣鋁硫酸鹽熟料中純4CaO·3Al2O3·SO3的含量為55％以上，這是由下列算式得出C4A3S(％)＝1.995Al2O3＋1.63Fe2O3
本發明的超速硬水泥製造的水泥中純4CaO·3Al2O3SO3的要求含量是10％-30％。
2、使用原料和配合比
注Cm＝CaO-O.7(Fe2O3＋TiO2＋SO3)/1.87SiO2＋0.55Al2O3A/S＝Al2O3SO3C4A3S＝1.995Al2O3＋1.63Fe2O3
3，製造設備及製造工藝參見圖1為本發明工藝流程圖。
(在製造過程中先正確調整材料的配合比，也可混合後粉碎)本發明的實施例如下本發明使用的材料是普通水泥熟料，鈣鋁硫酸鹽熟料和無水石膏，其化學成分如下表1使用材料的化學成分
注IgLoss——化學成分的損失量Free——游離氧化鈣，tr-微量，一般指0.01以下，把各材料在球磨粉碎機裡粉碎成比表面積為4,800±50cmz/g，按如下表2配合作為本發明的超速硬水泥試料，配合比按超速硬水泥中C4A3S含量各佔22％(試料1)；21％(試料2)；20％(試料3)。
添加高流動化劑是為了提高水泥流動性為目的。，在此方面使用減水和分散效果好的高流動化劑為木素磺酸鹽系(Lignin Sulphonate)，萘硫酸鹽系(Naphthalein Sulphonate)和蜜胺磺酸鹽(Melamine Sulphonate)等，在本發明裡使用的是萘硫酸鹽系。
表2超速硬水泥的配合比
根據表2配合比的超速硬水泥物理性能如下表3表3超速硬水泥的物理性能
鈣鋁酸鹽，普通水泥熟料和無水石膏組成的本發明超速硬水泥的水和結構是鈣礬石(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)的生成，與鈣礬石(ettringite)的生成速度聯關，進行超速硬性強度發現，其起因為CaO-Ae2O3-SO3系的三成份的含量其水和反應式如下(1)(2)(1)＋(2)圖2為超速硬水泥3日後的水泥漿料的XRD(X線回折象)圖中所示H代表C4AH13O代表C4A3S代表SaSO4本超速硬水泥的水和熱比普通水泥相當高，超速硬水泥的水和熱是冬季施工的好材料。圖3是超速硬水泥和普通水泥(一般水泥的一種)的水和熱比較。
圖3超速硬水泥的水和熱。
圖中所示X軸為水和時間(分)，Y軸為水和熱，實線代表超速硬水泥，虛線代表普通水泥。
通過以上試驗說明本發明超速硬水泥(4Cao.3Al2O2O3.SO3)的優點在於具有強度高，冬季施工效果好，耐硫酸(海砂，海水即可使用)，高流動性，耐付蝕等特點，故實用性，經濟性更好，是一種價格低廉，品質，用途，施工方面性能極佳的產品。同時為超速硬水泥製造方法開發出了超速硬性-高強度表現-未膨脹的自應力保常等新領域。
權利要求
1.一種利用鈣鋁硫酸鹽制超速硬水泥的方法，基本由普通水泥熟料或普通水泥、無水石膏、鈣鋁硫酸鹽組成，其特徵在於超速硬水泥的製造方法是在普通水泥熟料裡混合粉碎無水石膏和高溫燒成的鈣鋁硫酸鹽熟料，加上適量的高流動化劑，經粉碎混合而製成，其中普通水泥熟料或普通水泥為30-70％，鈣鋁硫酸鹽熟料為25-45％，無水石膏為5％-25％，高流動化劑適量。
2.根據權利要求1所述的製造超速硬水泥的方法，其特徵在於上述鈣鋁硫酸鹽熟料的品質規格為4CaO·3AL2O3·SO3的含量為55％以上，其餘石灰配比CM＝0.8以上，無水硫酸·氧化鋁比A/S＝2.5-5.0；游離石灰在4.0％以下。
3.根據權利要求1所述的超速硬水泥的製造方法，其特徵在於高溫燒成的鈣鋁硫酸鹽熟料溫度在1250℃-1400℃燒成。
4.根據權要求1所述的超速硬水泥的製造方法，其特徵在於高流動化劑可採用萘硫酸鹽系，蜜胺硫酸鹽系，木素磺酸鹽系。
全文摘要
一種利用鈣鋁硫酸鹽製造超速硬水泥的方法，基本由普通水泥熟料或普通水泥、無水石膏、鈣鋁硫酸鹽組成，其特徵在於超速硬水泥的製造方法是在普通水泥熟料或普通水泥裡混合粉碎無水石膏和高溫燒成的鈣鋁硫酸鹽熟料，加上適量的高流動化劑，經粉碎混合而製成，其中普通水泥熟料或普通水泥為30—70％，鈣鋁硫酸鹽熟料為25—45％，無水石膏為5％—25％，高流動化劑適量。即可制出超速硬性-高強度表現-未膨脹的水泥。
文檔編號C04B7/00GK1124723SQ95104019
公開日1996年6月19日 申請日期1995年4月19日 優先權日1995年4月19日
發明者具龍善, 全宗協 申請人:具龍善