一种白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料、应用及其生产工艺制造技术

一种白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料，涉及应用及其生产工艺。该水泥熟料矿物组分中含有0.5～4.6%f-CaO；化学成分重量组成为：12.9～16.1%SiO2，12～19%Al2O3，0.15～1.0%Fe2O3，49～53%CaO，12～18.5%SO3，熟料率值范围Cm：1.01～1.137，P:0.62～1.44。采用重量比为30～50%的石灰石、26～46%矿渣粉和21.1～40%脱硫石膏、在回转窑中经1300±50℃煅烧而成。以该熟料26%～97%、加配硬石膏3%~19%、矿渣粉0%~55%、或用该熟料5%～25%、硬石膏14.4%～19.0%、矿渣粉55.8%～79%配比混合研磨成白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥和后期高强白色高贝利特硫铝酸盐水泥。

【技术实现步骤摘要】
一种白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料、应用及其生产工艺
本专利技术属于建筑材料领域，涉及对快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥工业化生产技术的改进。具体地说，是一种新品种白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料、应用及其生产工艺。
技术介绍
目前建材领域对白色水泥的应用需求从用量和技术水准看均有大幅度的提高。生产白水泥对原材料要求本来就标准高、工艺复杂、能耗大、排污严重。适应生产的优质原材料越来越少，价格越来越高。形成供需上的矛盾。传统白色硅酸盐水泥的矿物组成及生产工艺与普通硅酸盐水泥相似，主要区别是对原料要求十分严格。所用原材料应尽量减少Fe、Mn、Ti、Cr等着色元素的氧化物含量，特别是对白水泥白度影响最大的是Fe2O3的含量。生料中石灰石占80%以上，生产白色硅酸盐水泥吨水泥熟料耗生料高，煅烧温度1500-1550℃，大约比普通硅酸盐水泥熟料高100℃；比硫铝酸盐水泥熟料高200℃，具有碳排放高的背景。传统白色硅酸盐水泥普遍早期强度较低、易开裂、易泛碱。按照国标分为32.5级、42.5级、52.5级三个等级，抗压强度3d分别为12.0、17.0、22.0MPa,28d分别为32.5、42.5、52.5MPa；抗折强度3d分别为3.0、3.5、4.0MPa,28d分别为6.0、6.5、7.0MPa。早期强度低，尤其是3d抗折强度更低，制造装饰构件时，开裂现象多，损坏率高。应用中容易泛碱，直接影响了白水泥制品的美观，其凝结慢、早期强度低，是泛碱的主要原因。白色硫铝酸盐水泥是近些年开发的一个新品种。《非金属矿》杂志1997NO.1期发表宁夏建材研究所段庆奎、释金根的文章中，述及实验室中利用煤系高岭土试制硫铝酸盐型白水泥。提出主要矿物组成成分为无水硫铝酸钙和硅酸二钙，文中未提供具体数据、也没有提供水泥配比。中国建材研究院李光明、刘长发、陈明芳的关于〔“CaO—SiO2一Al2O3一BaSO4”系统中贝利特白水泥熟料形成过程的研究〕(中国建材科技，第四卷第六期），在实验室研究了采用工业原料石灰石、高岭土、重晶石配制贝利特白水泥的设想。在该水泥中,BaS04一方面固溶于C2S之中,另一方面与含铝相反应形成含钡的硫铝酸盐相3CA·BaSO4。该熟料可以制成符合二级白度标准的325＃贝利特白水泥。目前，白水泥是主要用于建筑装饰的特种水泥。与天然装饰材料相比，白色水泥使用更方便，色彩易于调节，便于加工成型和施工。因此，主要工业国家几乎都以白色水泥为基础，加入彩色颜料混匀制成彩色水泥，用于饰面涂料、装饰砂浆、饰面混凝土、彩色水泥砖、各种饰面墙板、艺术地坪等。提高白水泥快凝快硬和高强性能、以提高白水泥装饰构件生产效率，降低构件生产能耗与污染；特别是降低白水泥干缩率，克服白水泥制品易裂、易泛碱等问题意义十分重大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种全新组份结构的白色水泥产品。特别是具有快凝快硬和后期强度有显著提升的高贝利特硫铝酸盐白水泥。本专利技术中采用的技术手段是借助于本专利技术人对于高贝利特水泥熟料的研究成果、在白水泥熟料的组份设计中的对C4AF组份含量严格控制在3.04%以下，沿用了组份中关于f-CaO和f-CaSO4的相应比例，实现对高贝利特硫铝酸盐白水泥产品指标的突破。所制备出的白水泥抗压强度显著提升、白度稳定等多项技术指标突破，填补了市场空白、并同时获得节能、利废、减排的效果。本专利技术所采用的技术措施如下：（一）首先是制备本专利技术所专用的白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料该水泥熟料所含矿物成份中包括C4A3、C2S、CaSO4，C4AF，关键在于在于该水泥熟料所含矿物组份中包括0.5～4.6%f-CaO。上述熟料由如下重量百分比的矿物组成：22.67～37.24%的C4A3，37.02～46.21%的C2S，13.51～26.33%的CaSO4,0.5～4.6%的f-CaO，0.46～3.04%的C4AF，余量为混杂矿物成分。上述熟料中余量混杂矿物成分≤7.71%。上述熟料中余量混杂矿物成分包括MgO、或CaO·TiO2、或Na2SO3、或K2SO3，或其中的两种或两种以上的混合物。所述的熟料具有如下列重量百分比的化学成分组成：12.9～16.1%SiO2，12～19%Al2O3，0.15～1%Fe2O3，49～53%CaO，12～18.46%SO3，余量为混杂化学成分；熟料率值范围Cm：1.01～1.137，P:0.62～1.44。（二）白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的制备方法本方法方法包括以下步骤：（1）预备毛料：依据权利要求1所述的配比计算所需各原料用量，称取质量百分比为30～50%的石灰石、26～46%矿渣粉和21.1～40%脱硫石膏；（2）生料预制：将（1）中制备的毛料经粉磨、均化得到规定细度的生料；（3）煅烧：将步骤（2）所得的生料在回转窑中经1300±50℃下煅烧，得到水泥熟料。上述（1）预备毛料中，石灰石组份原料部分或全部为碱渣、或电石渣、或他们的两种或两种以上的混合物替代，所需要控制的原则是熟料中CaO含量必须等效于49～53%。上述（1）预备毛料中，矿渣粉组份中部分或全部为铝矾土、或铝矾土尾矿、或白泥、或叶蜡石、或高岭土、或粘土或他们的两种以及两种以上的混合物替代，所需要控制的原则是熟料中Al2O3含量必须等效于12～19%。（三）白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥，包括水泥熟料，调凝、促强组分，填充辅料组分所配比。关键在于：选择（一）中说的水泥熟料，调凝、促强组分选择硬石膏，填充辅料选择矿渣粉，并按照下述重量百分比的混配、研磨成水泥：白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料26%～97%、硬石膏3%～19%、矿渣粉0%～55%。按照上述重量百分比的混配、研磨成水泥后的物化指标为：初凝时间：13～32分钟、终凝时间：18～45分钟;2小时抗压强度：6～25.2Mpa、28天抗压强度：48.5～103.1Mpa、28天自由膨胀率：0.10%～0.16%，限制膨胀率：水中28天膨胀率0.007%～0.090%、21天空气中-0.011%～0.056%，亨特白度最高达到75.1-83.2。（四）白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥的生产工艺本工艺包括以下步骤：①生料的制备：称取质量百分比为30～50%的石灰石、21.1～40%脱硫石膏和26～46%矿渣粉，经生料磨粉磨，然后风选、均化，得入窑生料；②熟料的制备：将步骤①所得入窑生料在回转窑中经1300±50℃煅烧，得到水泥熟料，所含矿物组份中包括0.5～4.6%f-CaO，0.46～3.04%C4AF；③水泥的制备：按照水泥设计标号及白度要求，参照熟料26%～97%、硬石膏3%～19%、矿渣粉0%～55%%的比例范围选择硬石膏、矿渣粉以及水泥熟料的具体比例，经小磨实验进行矫正确定最终混合比例，再混合粉磨至比表面积≥480m2/Kg，制成水泥。上述的步骤的水泥的制备工艺中、混合粉磨前，加入0～0.3%的碳酸锂。上述的步骤的水泥的制备工艺中、混合粉磨前，加入0～1.8%氢氧化钙。上述步骤的水泥的制备工艺中、混合粉磨前，，加入0～0.5%柠檬酸。五白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥（少量熟料加上微量改性剂）当采用熟料为5%～25%、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料，所含矿物成份中包括 C4A3、C2S、CaSO4，C4AF，其特征在于该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】
2014.02.24 CN 2014100609984;2014.12.25 CN 201410811.一种白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料，其特征在于上述熟料由如下重量百分比的矿物组成：22.67～37.24%的C4A3，37.02～46.21%的C2S，13.51～26.33%的CaSO4,0.5～4.6%的f-CaO，0.46～3.04%的C4AF，余量为混杂矿物成分。2.根据权利要求1所述的白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料，其特征在于上述熟料中余量混杂矿物成分≤7.71%。3.根据权利要求1或2所述的白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料，其特征在于上述熟料中余量混杂矿物成分包括MgO、或CaO·TiO2、或Na2SO3、或K2SO3，或其中的两种或两种以上的混合物。4.根据权利要求1所述的白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料，其特征在于所述的熟料具有如下列重量百分比的化学成分组成：12.9～16.1%SiO2，12～19%Al2O3，0.15～1%Fe2O3，49～53%CaO，12～18.46%SO3，余量为混杂化学成分；熟料率值范围Cm：1.01～1.137，P:0.62～1.44。5.一种白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：（1）预备毛料：依据权利要求1所述的配比计算所需各原料用量，称取质量百分比为30～50%的石灰石、26～46%矿渣粉和21.1～40%脱硫石膏；（2）生料预制：将（1）中制备的毛料经粉磨、均化得到规定细度的生料；（3）煅烧：将步骤（2）所得的生料在回转窑中经1300±50℃下煅烧，得到水泥熟料。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述（1）预备毛料中，石灰石组份原料部分或全部为碱渣、或电石渣、或他们的两种或两种以上的混合物替代，所需要控制的原则是熟料中CaO含量必须等效于49～53%。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述（1）预备毛料中，矿渣粉组份中部分或全部为铝矾土、或铝矾土尾矿、或白泥、或叶蜡石、或高岭土、或粘土或他们的两种以及两种以上的混合物替代，所需要控制的原则是熟料中Al2O3含量必须等效于12～19%。8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述脱硫石膏部分或全部为天然无水石膏、或天然二水石膏、或半水石膏、或磷石膏、或硫酸铝或富含石膏成分的工业废料中的两种或两种以上的混合物替代，所需要控制的原则是熟料中SO3含量等效于12～18.46%。9.一种白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥，包括水泥熟料，调凝、促强组分，填充辅料组分所配比，其特征在于：选择权利要求1所述的水泥熟料，调凝、促强组分选择硬石膏，填充辅料选择矿渣粉，并按照下述重量百分比的混配、研磨成水泥：...

【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