一种含高活性贝利特的天然水硬性石灰及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种含高活性贝利特的天然水硬性石灰及其制备方法，涉及建筑材料技术领域。本发明专利技术提供的天然水硬性石灰由包括以下组分的原料经预烧、焙烧和水消化制备得到：石灰石、硅藻土和氧化硼；所述硅藻土的质量为石灰石质量的6～12％，所述氧化硼的质量为石灰石质量的0.25～1％；所述天然水硬性石灰中α′‑C

A kind of natural hydraulic lime with high activity belite and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种含高活性贝利特的天然水硬性石灰及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料
，特别涉及一种含高活性贝利特的天然水硬性石灰及其制备方法。
技术介绍
天然水硬性石灰(Naturalhydrauliclime，简写NHL)是通过粘土含量不等的粘土质石灰岩或二氧化硅含量不等的硅质石灰岩经过焙烧、粉碎和消化而成的。天然水硬性石灰既有水硬性，又具有气硬性。气硬性组分主要为Ca(OH)2，水硬性组分主要为2CaO·SiO2(C2S)，还有少量的2CaO·Al2O3·SiO2、3CaO·SiO2、3CaO·Al2O3和4CaO·Al2O3·Fe2O3等，其水硬性主要取决于碳酸钙分解产生的氧化钙与二氧化硅结合的硅酸二钙的量。2CaO·SiO2(贝利特)有α、α′L、α′H和β以及γ型等5种晶型。前四种晶型都具有水硬活性，但在室温下很难稳定，都有向水化活性微弱的γ型转化的趋势。在天然水硬性石灰制备煅烧过程中由于Fe2+、Mg2+的存在，这些离子能够进入C2S晶格，使β-C2S得以在室温下稳定，所以，在一般的天然水硬性石灰中，大多数2CaO·SiO2以β晶型存在。但是，一般的天然水硬性石灰中更高活性的α、α′型(α′L、α′H)C2S含量却很少，使得天然水硬性石灰的水化活性和抗压强度很难达到更高的水平。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种含高活性贝利特的天然水硬性石灰及其制备方法。本专利技术提供的天然水硬性石灰能够使贝利特在室温下以高活性α′-C2S的形式稳定下来，从而提高天然水硬性石灰的水化活性和抗压强度。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供了一种含高活性贝利特的天然水硬性石灰，由包括以下组分的原料经预烧、焙烧和水消化制备得到：石灰石；硅藻土；氧化硼；所述硅藻土的质量为石灰石质量的6～12％，所述氧化硼的质量为石灰石质量的0.25～1％；所述天然水硬性石灰中α′-C2S的质量含量为15.2～26.8％。优选地，所述石灰石中CaCO3的质量百分含量为68～83％，SiO2的质量百分含量为9.2～23％。优选地，所述硅藻土中SiO2的质量百分含量为85～92％优选地，所述氧化硼的纯度≥98％。优选地，所述天然水硬性石灰的0.2mm筛上筛余量不大于2％且0.09mm筛上筛余量不大于15％。本专利技术提供了以上方案所述含高活性贝利特的天然水硬性石灰的制备方法，包括以下步骤：(1)将石灰石、硅藻土和氧化硼球磨混合后，依次进行预烧和焙烧，得到焙烧产物；(2)将所述焙烧产物与水混合进行消化，得到所述含高活性贝利特的天然水硬性石灰。优选地，所述步骤(1)中球磨混合的时间为0.5～1h；所述石灰石、硅藻土和氧化硼经过球磨混合后通过0.2mm筛余量不大于2％且通过0.09mm筛的筛余量不大于15％。优选地，所述步骤(1)中预烧的温度为850～900℃，时间为1.5～2h；焙烧的温度为1150～1250℃，时间为3～4h。优选地，所述步骤(2)中水的质量为焙烧产物中游离的氧化钙质量的1～5倍。优选地，所述步骤(2)中的消化在室温条件下进行，所述消化的时间为0.5～1h。本专利技术提供了一种含高活性贝利特的天然水硬性石灰，由包括以下组分的原料经预烧、焙烧和水消化制备得到：石灰石；硅藻土；氧化硼；所述硅藻土的质量为石灰石质量的6～12％，所述氧化硼的质量为石灰石质量的0.25～1％；所述天然水硬性石灰中α′-C2S的质量含量为15.2～26.8％。本专利技术将硅藻土作为调节石灰石中Ca/Si比的活性硅源，通过掺入氧化硼来稳定天然水硬性石灰中的活性贝利特成分，使水硬性石灰中α′-C2S含量得到显著的提高，从而提高天然水硬性石灰的水化性能，得到具有更高强度的天然水硬性石灰。实施例结果表明，本专利技术提供的天然水硬性石灰中α′-C2S含量可达到26.8％，为含高活性贝利特的天然水硬性石灰，抗压强度能够达到欧洲标准BSEN459和BSEN196中NHL3.5的等级。本专利技术提供了所述含高活性贝利特的天然水硬性石灰的制备方法，过程简单，条件易控，有利于实现规模化生产。附图说明图1为不同氧化硼掺量与天然水硬性石灰中各成分含量的变化关系图。具体实施方式本专利技术提供了一种含高活性贝利特的天然水硬性石灰，由包括以下组分的原料经预烧、焙烧和水消化制备得到：石灰石；硅藻土；氧化硼；所述硅藻土的质量为石灰石质量的6～12％，所述氧化硼的质量为石灰石质量的0.25～1％；所述天然水硬性石灰中α′-C2S的质量含量为15.2～26.8％。本专利技术提供的含高活性贝利特的天然水硬性石灰的制备原料包括石灰石。在本专利技术中，所述石灰石中CaCO3的质量百分含量为68～83％，SiO2的质量百分含量为9.2～23％。在本专利技术中，所述石灰石中还包括杂质成分，所述杂质成分包括MgCO3、Al2O3和Fe2O3中的一种或几种。在本专利技术中，所述CaCO3在石灰石中的质量百分含量优选为70～80％，所述SiO2在石灰石中的质量百分含量优选为10～20％。本专利技术对所述石灰石的来源没有特别的要求，采用本领域熟知的市售商品使各组分满足要求即可。本专利技术提供的含高活性贝利特的天然水硬性石灰的制备原料包括硅藻土；所述硅藻土的质量为石灰石质量的6～12％，优选为8～11％，更优选为9～10％。在本专利技术中，所述硅藻土中SiO2的质量百分含量优选为85～92％，更优选为88～90％；所述硅藻土中还包含杂质成分，所述杂质成分包括CaCO3、MgCO3和Al2O3的一种或几种。本专利技术对所述硅藻土的来源没有特别的要求，采用本领域熟知的市售商品使其组成满足要求即可。在本专利技术中，所述硅藻土作为调节石灰石中Ca/Si比的活性硅源，调节Ca/Si比的主要目的是为了控制硅酸二钙在天然水硬性石灰中的含量，本专利技术通过硅藻土将Ca/Si比(原子质量比)控制在6.5～15.4，有利于得到较高强度天然水硬性石灰。本专利技术提供的含高活性贝利特的天然水硬性石灰的制备原料包括氧化硼；所述氧化硼的质量为石灰石质量的0.25～1％，优选为0.25～0.8％，更优选为0.6～0.7％。在本专利技术中，所述氧化硼的纯度优选≥98％。本专利技术对所述氧化硼的来源没有特别的要求，采用本领域熟知的市售商品即可。本专利技术通过掺入氧化硼来稳定天然水硬性石灰中的活性贝利特成分，使水硬性石灰中α′-C2S含量得到显著的提高，从而提高天然水硬性石灰的水化性能，得到具有更高强度的天然水硬性石灰。本专利技术提供的天然水硬性石灰的0.2mm筛上筛余量优选不大于2％且0.09mm筛上筛余量优选不大于15％。按照欧洲标准BSEN459和BSEN-196，根据28d抗压强度和Ca(OH)2含量的不同，将天然水硬性石灰分为三个等级，NHL2、NHL3.5、NHL5，NHL2、NHL3.5、NHL5产品的28d抗压强度分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含高活性贝利特的天然水硬性石灰，其特征在于，由包括以下组分的原料经预烧、焙烧和水消化制备得到：/n石灰石；/n硅藻土；/n氧化硼；/n所述硅藻土的质量为石灰石质量的6～12％，所述氧化硼的质量为石灰石质量的0.25～1％；/n所述天然水硬性石灰中α′-C

【技术特征摘要】
1.一种含高活性贝利特的天然水硬性石灰，其特征在于，由包括以下组分的原料经预烧、焙烧和水消化制备得到：
石灰石；
硅藻土；
氧化硼；
所述硅藻土的质量为石灰石质量的6～12％，所述氧化硼的质量为石灰石质量的0.25～1％；
所述天然水硬性石灰中α′-C2S的质量含量为15.2～26.8％。


2.根据权利要求1所述的天然水硬性石灰，其特征在于，所述石灰石中CaCO3的质量百分含量为68～83％，SiO2的质量百分含量为9.2～23％。


3.根据权利要求1所述的天然水硬性石灰，其特征在于，所述硅藻土中SiO2的质量百分含量为85～92％。


4.根据权利要求1所述的天然水硬性石灰，其特征在于，所述氧化硼的纯度≥98％。


5.根据权利要求1～4任意一项所述的天然水硬性石灰，其特征在于，所述天然水硬性石灰的0.2mm筛上筛余量不大于2％且0.09mm筛上筛余量不大于15％。


6.权利要求1～5任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泽，李嘉兴，张延博，王佳璇，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11