一种硫铝酸盐水泥熟料及其制备方法，硫铝酸盐水泥 |
|||||||
| 申请号 | CN201511000533.0 | 申请日 | 2015-12-28 | 公开(公告)号 | CN105621910A | 公开(公告)日 | 2016-06-01 |
| 申请人 | 河南省钧强水泥有限公司; | 发明人 | 王根发; 孙淑芳; 王统; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种硫 铝 酸盐 水 泥熟料及其制备方法，硫铝酸盐 水泥 。该硫铝酸盐 水泥熟料 ，由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，铝矾土10～15份，外加剂；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0.02～0.05％。该硫铝酸盐水泥熟料，相较于 硅 酸盐水泥熟料的生产工艺，资源和 能源 消耗少，烧成 温度 低，实现了固体工业废渣的资源化、减量化和无害化目标。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种硫铝酸盐水泥熟料，其特征在于，由外加剂和以下重量份的原料制成：石膏20～ |
||||||
| 说明书全文 | 一种硫铝酸盐水泥熟料及其制备方法，硫铝酸盐水泥技术领域背景技术[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℃，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，铝矾土10～15份； [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H2S气体，使其形成H2O和SO3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℃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≥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℃。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℃。 [0024] 一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，从而进一步提高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，铝矾土15份；外加剂由20wt％高锰酸钾、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； [0034] 2)将步骤1)所得均化产物在950℃进行烧成，烧成时间为20min；出窑后20min内将产物冷却至比环境温度高60℃，即得。 [0035] 本实施例的硫铝酸盐水泥，硫铝酸盐水泥熟料的质量含量为10％，其余为混合材；混合材中，粉煤灰与煤矸石的质量比为1:1。 [0036] 实施例2 [0037] 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25份，粉煤灰30份，高岭土22份，煤矸石8份，铝矾土15份；外加剂由25wt％高锰酸钾、3wt％二氧化锰和72wt％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0.02％。 [0038] 本实施例的硫铝酸盐水泥熟料的制备方法，包括以下步骤： [0039] 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； [0040] 2)将步骤1)所得均化产物在900℃进行烧成，烧成时间为20min；出窑后20min内将产物冷却至比环境温度高60℃，即得。 [0041] 本实施例的硫铝酸盐水泥，硫铝酸盐水泥熟料的质量含量为15％，其余为混合材；混合材中，粉煤灰与煤矸石的质量比为1:1。 [0042] 实施例3 [0043] 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23份，粉煤灰32份，高岭土25份，煤矸石5份，铝矾土10份；外加剂由15wt％高锰酸钾、5wt％二氧化锰和80wt％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0.05％。 [0044] 本实施例的硫铝酸盐水泥熟料的制备方法，包括以下步骤： [0045] 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； [0046] 2)将步骤1)所得均化产物在850℃进行烧成，烧成时间为20min；出窑后20min内将产物冷却至比环境温度高60℃，即得。 [0047] 本实施例的硫铝酸盐水泥，硫铝酸盐水泥熟料的质量含量为25％，其余为混合材；混合材中，粉煤灰与煤矸石的质量比为1:1。 [0048] 对比例1～3 [0049] 对比例1～3的硫铝酸盐水泥，以常规硫铝酸盐水泥熟料和混合材粉磨而成，混合材为粉煤灰、煤矸石按1:1的质量比组成的混合物。 [0050] 对比例1中，常规硫铝酸盐水泥熟料的质量含量为30％；对比例2中，常规硫铝酸盐水泥熟料的质量含量为40％；对比例3中，常规硫铝酸盐水泥熟料的质量含量为50％。 [0051] 试验例1 [0052] 本试验例对各实施例所得硫铝酸盐水泥熟料的三氧化二铝含量、二氧化硅含量和3d抗压强度进行检测，检测按照GB20472-2006《硫铝酸盐水泥》附录A规定的硫铝酸盐水泥熟料的技术要求进行，结果如表2所示。 [0053] 表2各实施例所得硫铝酸盐水泥熟料的技术指标 [0054]项目 Al2O3含量，wt％ SiO2含量，wt％ 3d抗压强度，MPa GB20472-2006 ≥30.0 ≤10.5 ≥55 实施例1 45 8 62 实施例2 48 9 66 实施例3 49 8 65 [0055] 由表2的试验结果可知，本发明所得硫铝酸盐的水泥熟料的相应技术指标均优于GB20472-2006的要求，3d后的抗压强度高达66MPa，综合性能良好。 [0056] 试验例2 [0057] 本试验例检测各实施例的硫铝酸盐水泥的强度。结果如表3所示。 [0058] 表3各实施例和对比例所得硫铝酸盐水泥的强度 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈