一次低温烧成贝利特-硫铝酸钙-硫硅酸钙水泥的方法及其制品技术

本发明专利技术公开了一次低温烧成贝利特‑硫铝酸钙‑硫硅酸钙水泥的方法，包括如下步骤：步骤a，将工业废渣与工业石膏混合，按水灰比为0.3～0.41加水混合，研磨15～60min后将料浆倒入模具中，成型后脱模，得到试样。步骤b，将上述试样恒温养护，养护温度为60～150℃，养护时间为3～9h；优选养护温度80～130℃，养护时间为3～4h。步骤c，再于在750～1150℃下煅烧60～120min，将煅烧后的试样从高温炉中取出，迅速冷却；粉磨后得到产品。本发明专利技术不使用石灰石，不会产生大量的二氧化碳，增加环境压力，另一方面煅烧温度低，进而能耗低。因此本发明专利技术是一种低碳、绿色的制备方法。

A low temperature sintering method Baillet calcium sulphoaluminate sulfur calcium silicate cement and its products

The invention discloses a low temperature sintering method Baillet calcium sulphoaluminate sulfur calcium silicate cement, which comprises the following steps: step a, the industrial waste gypsum mixed with the industry, according to the water cement ratio is 0.3 ~ 0.41 mixed with water, grinding 15 ~ 60min after the slurry is poured into a mold, forming mold get the sample. In step B, the sample is maintained at constant temperature, the curing temperature is 60~150 DEG C, the curing time is 3 to 9h; the optimum curing temperature is 80~130 DEG C, and the curing time is 3 to 4h. Step C, and then calcined 60 ~ 120min at 750~1150 DEG C, the calcined sample is removed from the high temperature furnace and cooled rapidly. Without limestone, the invention does not generate a large amount of carbon dioxide, increases environmental pressure, and on the other hand, has low calcination temperature and low energy consumption. Therefore, the present invention is a preparation method of low carbon and green.

【技术实现步骤摘要】
一次低温烧成贝利特-硫铝酸钙-硫硅酸钙水泥的方法及其制品
本专利技术属于材料
，涉及一种贝利特-硫铝酸钙-硫硅酸钙水泥的制备方法及其制品，具体涉及一种一次低温烧成贝利特-硫铝酸钙-硫硅酸钙水泥的方法及其制品。
技术介绍
当今世界正在飞速发展，人们在物质生活得以改善的同时，越来越关心我们赖以生存的地球，作为用量最大的建筑材料—水泥，对人类社会进步和社会经济发展起着重要作用的同时，也产生了高的能源与资源消耗及温室气体排放，通常普通波特兰水泥，氧化钙含量约为66％，在熟料中占50～70％的阿利特矿物，即硅酸三钙的形成温度约1450℃。该矿物含氧化钙达73.7％，CaCO3分解耗能占熟料理论热耗的46％左右，导致通用硅酸盐水泥熟料烧成的能耗高；贝利特矿物，即硅酸二钙，温度高于1250℃下即可快速形成，故可在较低的窑炉温度下形成，此外，贝利特含CaO为65.1％，低于阿利特中73.7％的CaO含量，则所需石灰石量减少，由此而引起的能量消耗和碳排放也相应降低，早期水化速率低；无水硫铝酸钙矿物(3CaO·3SiO2·CaSO4)，组成中CaO含量低(36.8％)和形成温度低(1300℃)，而与C2S—样具有节能和低CO2排放的特点，且该矿物具有提高早强的特点，水化具有“两头小，中间大”的特征，水化初期0～6h，水化反应较慢，AFt含量低，中期6h～3d，水化速率最快，绝大部分的水化反应都集中在该阶段完成，末期3～28d，硫铝酸钙继续反应，但速率大幅度减缓，硫硅酸钙又称特西尼特，一直被认为是惰性材料，但实际上是一种活性材料，通常在950～1200℃能够形成，在水化第二天就能迅速水化生成钙矾石，为了减少水泥生产过程中的能源消耗和二氧化碳气体排放，国内外大规模兴起对低铝或高硅硫铝酸盐水泥的研究。现有的制备硫硅酸钙的方法，如申请号为201510066039.8的中国专利申请，公开一种硫铝酸盐水泥，其按照设定的煅烧温度和保温时间需进行二次煅烧；申请号为201510066040.0的中国专利申请，公开了一种硫硅酸钙的制备方法，煅烧温度为1100～1250℃，保温2～8h。上述方式具有以下不足(1)需进行二次煅烧，程序复杂，且首次煅烧温度高；(2)所需保温时间长，能源消耗大。能否开发一种一次低温合成的含有硫硅酸钙的水泥，不仅能够克服上述现有技术中的工艺复杂、能耗高的不足，而且能够实现废渣的有效处理，是值得本领域研究的课题。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有的制备含硫硅酸钙水泥工艺复杂、能耗高的不足，为了满足可持续发展的要求，本专利技术提供了一种一次低温烧成贝利特-硫铝酸钙-硫硅酸钙水泥的方法及其制品，该方法只需一次煅烧，保温时间短，煅烧温度低，且实现了废弃物的综合利用技术方案：本专利技术所述的一次低温烧成贝利特-硫铝酸钙-硫硅酸钙水泥的方法，包括如下步骤：步骤a，将工业废渣与工业石膏混合，按水灰比为0.3～0.41加水混合，研磨15～60min后将料浆倒入模具中，成型后脱模，得到试样。步骤b，将上述试样恒温养护，养护温度为60～150℃，养护时间为3～9h；优选养护温度80～130℃，养护时间为3～4h。步骤c，再于在750～1150℃下煅烧60～120min，将煅烧后的试样从高温炉中取出，迅速冷却；粉磨后得到产品。优选煅烧温度为1050℃，煅烧时间120min。本专利技术还有一种替代方案，即是：将所述的步骤a、步骤b替换为：将工业废渣、工业石膏与含水化产物废料混合，按0.1～0.2加水混合，混合均匀成型，得到试样，再接续步骤c。具体的，对于上述两种方案来说，所述的工业石膏为脱硫石膏或磷石膏。所述的工业废渣包括硅铝质原料、铝质原料、钙质原料；其中硅铝质原料为增钙液态渣、煤矸石；铝质原料为尾矿铝矾土；钙质原料为电石渣、糖滤泥或石灰干化污泥。所述的含水化产物废料为硅钙铝质原料。例如管桩余浆和废弃混凝土细料。更具体的，上述步骤中的原料的配比为：硅铝质原料或硅钙质原料：铝质原料：工业石膏：钙质原料＝10.77～54.12％：5.67～30.97％：5.95～15.28％：18.73～61.26％。上述步骤中的粉磨，磨至比表面积为350～420m2/kg。研究中发现，本专利技术所采用的水热前驱体对水泥产品的力学性能影响较大，本专利技术所述的水热反应是将脱模后的试样进行恒温养护，最佳的养护条件为：养护温度80～130℃，养护时间为3～4h。最佳的煅烧条件为：煅烧温度为1050℃，煅烧时间120min。采用本申请所述制备方法制备得到的制品，该制品中含有C2S：33～62％；30～42％；8～25％。有益效果：本专利技术的一次低温烧成贝利特-硫铝酸盐-硫硅酸钙水泥的方法通过合适的水热前驱体降低了贝利特-硫铝酸盐-硫硅酸钙水泥的烧制温度，降低了能耗，通过合适的配比及工艺改善贝利特-硫铝酸盐-硫硅酸钙水泥的性能，实现了在低温下制备低碳的贝利特-硫铝酸盐-硫硅酸钙水泥。本专利技术本专利技术是直接利用工业废渣、工业石膏作原料，工业废渣中含有CaO、SiO2、Al2O3和SO3，所以原料不需要改性或者其他处理，节约处理成本的同时提高的原料的利用率。大大降低了前期成本，同时解决了工业废渣造成的环境问题。并且，本专利技术不使用石灰石，不会产生大量的二氧化碳，增加环境压力，另一方面煅烧温度低，进而能耗低。因此本专利技术是一种低碳、绿色的制备方法。具体实施方式：下面结合具体实施例对本专利技术做进一步说明，本实施例中所使用的原料的组分如表1所示。表1原料主要化学成分(％)原料CaOSiO2Al2O3SO3煤矸石1.4458.0017.661.70电石渣65.574.272.561.20糖滤泥46.671.961.091.76石灰干化污泥50.486.101.45——脱硫石膏30.902.502.7344.00磷石膏28.674.110.6240.53尾矿铝矾土0.488.339.05——增钙液态渣15.0035.0018.00——管桩余浆28.9321.383.00——实施例1本实施例所设计原料配比和用水量如表2所示。表2实施例1原料配比和用水量实施例1煤矸石尾矿铝矾土脱硫石膏糖滤泥水质量/g203.6118.465.4612.6373具体实施步骤如下：1)混料：按配比称取原料置于行星磨中，加水，研磨15min，取出后将料浆倒入模具中，成型后脱模，得到块状试样；2)水热合成：将上述试样置于已升温至设定温度为60℃的数显恒温搅拌循环养护箱中，恒温养护9h后取出冷却；3)煅烧：将冷却后的块状试样破碎后，再置于高温炉中，在950℃下煅烧90min，取出急冷，球磨机粉磨至比表面积为350m2/kg即得到贝利特-硫铝酸钙-硫硅酸钙水泥。测得水泥各性能如表3所示。表3实施例1制得的贝利特-硫铝酸钙-硫硅酸钙水泥性能表实施例2：本实施例所设计原料配比和用水量如表4所示。表4实施例2原料配比和用水量实施例2管桩余浆尾矿铝矾土磷石膏电石渣水质量/g538.4205.169.2187.3150具体实施步骤如下：1)混料：按配比称取原料置于行星磨中，加水，研磨15min，取出后将料浆倒入模具中，成型后脱模，得到块状试样；2)煅烧：将块状试样置于高温炉中，在750℃下煅烧80min，取出急冷，球磨机粉磨至比表面积为37本文档来自技高网...

【技术保护点】
一次低温烧成贝利特‑硫铝酸钙‑硫硅酸钙水泥的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤a，将工业废渣与工业石膏混合，按水灰比为0.3～0.41加水混合，研磨15～60min后将料浆倒入模具中，成型后脱模，得到试样；步骤b，将上述试样恒温养护，养护温度为60～150℃，养护时间为3～9h；步骤c，再于在750～1150℃下煅烧60～120min，将煅烧后的试样从高温炉中取出，迅速冷却；粉磨后得到产品。

【技术特征摘要】
1.一次低温烧成贝利特-硫铝酸钙-硫硅酸钙水泥的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤a，将工业废渣与工业石膏混合，按水灰比为0.3～0.41加水混合，研磨15～60min后将料浆倒入模具中，成型后脱模，得到试样；步骤b，将上述试样恒温养护，养护温度为60～150℃，养护时间为3～9h；步骤c，再于在750～1150℃下煅烧60～120min，将煅烧后的试样从高温炉中取出，迅速冷却；粉磨后得到产品。2.根据权利要求1所述的一次低温烧成贝利特-硫铝酸钙-硫硅酸钙水泥的方法，其特征在于将所述的步骤a、步骤b替换为：将工业废渣、工业石膏与含水化产物废料混合，按0.1～0.2加水混合，混合均匀成型，得到试样，再接续步骤c。3.根据权利要求1或2所述的一次低温烧成贝利特-硫铝酸钙-硫硅酸钙水泥的方法，其特征在于所述的工业石膏为脱硫石膏或磷石膏。4.根据权利要求1或2所述的一次低温烧成贝利特-硫铝酸钙-硫硅酸钙水泥的方法，其特征在于所述的工业废渣包括硅铝质原料、铝质原料、...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭伟，王春，李船，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32