一种快凝快硬贝利特硫铝酸盐水泥熟料，涉及到快凝快硬贝利特硫铝酸盐水泥熟料、应用及其生产工艺。该水泥熟料所含矿物组份中包括20～35%C4A3，3～9%C4AF，37～47%C2S，0.5～4.6%f-CaO，14～26.3%CaSO4；重量百分比的化学成分组成为：12.9～16.1%SiO2，12～19%Al2O3，1～3%Fe2O3，49～54%CaO，12～18.43%SO3；具体采用重量百分比为33～62%的石灰石、10.5～28%粉煤灰和19～45%脱硫石膏、在1300±50℃回转窑中煅烧而成。借助以上熟料26%-97%、硬石膏3%-19%、矿渣0%-55%混合研磨成各种标号的快硬、高强水泥产品。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及快凝快硬贝利特硫铝酸盐水泥熟料、该熟料 的应用及其工业化生产的工艺过程。
技术介绍
近几十年来，将早强较高的硫铝酸盐与C2S结合的贝利特硫铝酸盐水泥由于同时 具有低能耗、低碳排放、高性能的优点，成为目前研究的热点，国内很多大专院校、科研院 所、生产企业对贝利特硫铝酸盐水泥进行了大量的研究，取得了大量研究成果，但未见厂家 大规模生产的报道。查阅国内的研究资料，以贝利特硫铝酸盐水泥熟料中按照氧化物成分 来看，Al 2O3多在10%左右，SiO2多在20%左右，早期、晚期抗压强度均大大低于常规的硫铝 酸盐水泥熟料。分析原因，这是由于贝利特硫铝酸盐水泥熟料配料时，完全照搬了国内硫铝 酸盐水泥熟料的配料理论，未能脱开碱度系数Cm = 1. 0、铝硫比P = 3. 82这两个理论率值 的束缚。自然也难以采用高硅低铝之低品位原材料来生产出高强度贝利特硫铝酸盐水泥熟 料。然而，随着我国工业的快速发展，产生的大量工业废渣被搁置或者堆存，不仅严重污染 环境，也造成资源的浪费。贝利特硫铝酸盐水泥能够大量地消纳各种工业废渣，以铝土矿选 矿尾矿用作铝制原料，再利用其工业废渣制备新型水泥材料实在是一个很有创意的方向。 这对拓展其原料适用范围及贝利特硫铝酸盐水泥产品品种上能起到进一步丰富和完善、具 有意义深远。 另一方面，节能减排是国家的重要国策。建筑行业实现住宅产业化迫在眉睫，建筑 住宅产业化核心技术之一是建筑的主要零部件梁、板、柱实现标准化设计和工厂化预制生 产。预制构件生产中常规的作法是采用普通硅酸盐水泥，沿用蒸汽锅炉养护工艺，高能耗、 高污染，工人劳动强度大，生产效率低。取消蒸养，尤其是以燃煤作燃料的蒸汽锅炉养护，实 现建筑构件工厂自动化生产，提高生产效率，节能减排，实现建筑业的可持续发展，迫切需 要一种低成本快凝快硬水泥。 硫铝酸盐水泥是我国自主专利技术的一种特种水泥，其主要矿物是无水硫铝酸钙（C4A 3 S )和硅酸二钙（C2S),前者约占60-70%，后者约占20-30%，因为其具有早强、高强、微膨 胀、抗冻、抗渗、抗腐蚀等优异特性，在特种建筑材料、混凝土制品等特殊领域有独特应用， 但生产硫铝酸盐水泥需要使用优质天然石膏和铝矾土，铝矾土的资源越来越稀缺，使得这 种水泥成本和价格很高，在大型建筑工程中应用日益减少，很多硫铝酸盐水泥厂家经营非 常困难，这与国家提高特种水泥产量，大力发展特种水泥的战略方针相矛盾，因此研发生产 低成本高性能硫铝酸盐水泥已经成为当前一项紧迫任务。近年来，高贝利特硫铝酸盐水泥 由于具有低能耗、低碳排放等优点，成为目前研究的热点。高贝利特硫铝酸盐水泥的另一重 要优势就是能够大量地消纳粉煤灰、脱硫石膏等工业废渣，但生产硫铝酸盐水泥需要使用 优质天然石膏和铝矾土。随着我国工业的快速发展，所产生的大量工业废渣被搁置或者堆 存，不仅严重污染环境，也造成资源的浪费，利用这些工业废渣制备新型贝利特硫铝酸盐水 泥的潜力很大，对于水泥工业的节能降耗、低碳生产，不仅带来了新的发展契机，而且必将 产生深远的影响。 硫铝酸盐水泥由中国建材科学研究院专利技术，至今已有近40年历史。常规的硫铝酸 盐水泥熟料化学成分Al 2O3占30%左右，SiO2占10%左右。根据中国建材研究院水泥研究所 的研究结果：对于C 4A3 g / β -C2S比值80:20、60:40和40:60三组试样，三天强度大约依次 降低了 lOMPa。直接体现了熟料中Al2O3成份减少、SiO2增加时，强度的成比例急剧下降，也 就是说，采用高铝低硅优质铝矾土是生产优质硫铝酸盐水泥的最主要的技术途径，很多硫 铝酸盐水泥厂家的长期生产数据也完全符合这个研究结果。研究采用低铝高硅铝矾土生产 性能较好的硫铝酸盐水泥，多年来早已成为水泥界的热门课题，这种水泥由于P-C 2S含量 较1?，业内称为1?贝利特硫错酸盐水泥。查阅国内的研究资料，1?贝利特硫错酸盐水泥熟料 早期、晚期抗压强度均大大低于常规的硫铝酸盐水泥熟料，性能更接近于硅酸盐水泥，即不 具备硫铝酸盐水泥快凝快硬特性。这是由于高贝利特硫铝酸盐水泥熟料配料时，完全照搬 了国内硫铝酸盐水泥熟料的配料理论，未能脱开矿物成分组成和碱度系数Cm = 1. 0、铝硫 比P = 3. 82这两个率值的束缚，自然也难以用高硅低铝低品位铝矾土生产出高强度贝利特 硫铝酸盐水泥熟料；缺乏成熟理论的支持导致长期以来对这方面的应用研究止步不前。因 此，只有突破以上传统理论的束缚，才能实现以废渣和低品位原材料生产出优质的硫铝酸 盐水泥的梦想变成现实。 美国的P.K. Mehta所研究的熟料在1980年5月的期刊"World CementTechnology"第 166~177 页和 1978 年 7 月 /8 月的期刊"World Cement Technology" 第144~160页中披露：其组成基于硫铝酸钙(^31"7的'1加1仏"，含有20%的(^ 3及 "766'1加^6"、20%无水石膏、45%贝利特(^和15%铁铝酸四钙(^^，游离氧化钙卜〇&0 小于0.5%。该熟料与"TCS系列"，即中国的硫铝酸盐水泥的主要差别在于它们熟料组分中 非常高的无水石膏，引用的熟料#5参考物也似乎符合CO 2低工业排放的要求，且性能大致 为现代波特兰水泥的那些性能，但Mehta所述的熟料从未在市场上出售，也没有任何实现 产业化的相关报道。 法国拉法尔热公司在公布号为CN102745918A的专利中公布了一种高贝利特含量 的硫铝酸盐熟料，以5-25%C 2AxF(1_x)、15-35% C4A3S、40-75% C2S为主要矿物组成，同时在熟 料煅烧时加入一些微量元素作为添加剂以确保水泥熟料的性能，以使部分C2S以a -C2S形 态存在，从专利中提供的胶结料数据看，早期强度较低，晚期强度也不高。在性能指标上距 高性能还是有较大的差距。 硫铝酸盐水泥具有早强高强等特性，但晚期强度增长不显著，又需要大量的优质 铝矾土、石灰石等天然资源；高贝利特硫铝酸盐水泥虽然可以降低铝矾土、石灰石等天然资 源品质指标，有利用废渣的可能性，但和硅酸盐水泥性能接近，不具备硫铝酸盐水泥快凝快 硬、早强高强等优异特性。研发一种大量利用废渣、以低成本、低能耗、低排放、比硫铝酸盐 水泥凝结更快、早期强度和晚期强度更高更具有实用价值的高性能贝利特硫铝酸盐水泥的 工业化生产，是国内外水泥及建筑界长期以来期待而没有实现的梦想，也是国内外水泥专 业领域的一个重大的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种快凝快硬贝利特硫铝酸盐水泥熟料、应用及其生产工 艺。借助创造性的在水泥熟料中引入适量的f-CaO和CaSO4，突破国内外硫铝酸盐水泥熟料 配料率值的束缚，发挥f_ CaOX4A3 &、C2S和CaSO4的相互激发作用，制备抗压强度2h 23. 5 MPa、4h 27. 6 MPa、28d 73 MPa的一种新型快凝快硬贝利特硫铝酸盐水泥熟料，并进而借助 熟料设计出快凝快硬贝利特硫铝酸盐水泥及其生产工艺，实现降低能耗及成本、减少排放， 促进循环经济发展，生产高新能、低成本的高强度快凝快硬贝利特硫铝酸盐水本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种快凝快硬贝利特硫铝酸盐水泥熟料，所含矿物成份中包括C4A3、C4AF， C2S、 CaSO4，其特征在于该硫铝酸盐水泥熟料所含矿物组份中包括0.5～4.6% f‑CaO。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：张振秋，
申请(专利权)人：唐山北极熊建材有限公司，张振秋，
类型：发明
国别省市：河北;13
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