一种高贝利特-硫铝酸钙-硫硅酸钙水泥熟料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高贝利特

【技术实现步骤摘要】
一种高贝利特
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硫铝酸钙
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硫硅酸钙水泥熟料及其制备方法


[0001]本专利技术属建筑材料领域，具体涉及一种利用工业废弃原料制备的高贝利特
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硫铝酸钙
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硫硅酸钙水泥熟料及其方法。

技术介绍

[0002]普通硅酸盐水泥熟料中主要矿物为硅酸三钙(C3S，阿利特)，其形成温度高(1350
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1450℃)，CO2排放量大，造成了很大的环境压力和能源消耗。世界上许多机构都在积极探索新型熟料体系，如中国建筑材料科学研究院研发的硫铝酸盐水泥熟料(CSA水泥熟料)，主要矿物为硫铝酸钙(C4A3$，ye'elimite)和硅酸二钙(C2S，贝利特)，是以石灰石、矾土、石膏为原料，在1300
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1350℃下煅烧制备而得；法国的Lafarge提出的Aether水泥熟料，主要矿物为C4A3$、C2S、C2(A,F)，可以在1200
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1300℃生产；德国的Heidelbergcement提出了贝利特
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硫铝酸钙
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硫硅酸钙体系水泥熟料(BCT水泥熟料)，主要矿物为C4A3$、C2S、C2(A,F)和硫硅酸钙(C5S2$，ternesite)，可以在1250
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1300℃生产。由于这些体系熟料煅烧温度低、CO2排放少，并且由其制备的水泥具有早期水化快，早期强度高等优势，近几十年备受国内外水泥领域科技工作者的关注。但是，目前国内外针对以C4A3$矿物为主的熟料体系，在制备上采用的原料品质较高，如大量使用铝矾土作为原料，这必然造成这些体系熟料的高成本，并且也不符合我国环境保护的方针政策。为此，本专利技术提出采用工业废弃原料制备高贝利特
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硫铝酸钙
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硫硅酸钙体系熟料。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种利用工业废弃原料，制备具有良好强度发展的高贝利特
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硫铝酸钙
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硫硅酸钙水泥熟料。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0005]一种高贝利特
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硫铝酸钙
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硫硅酸钙水泥熟料，它由如下原料配制成生料后烧制而成：
[0006][0007][0008]优选地，所述的高贝利特
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硫铝酸钙
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硫硅酸钙水泥熟料由如下原料配制成生料后烧制而成：
[0009][0010]具体地，所述原料中，石灰石中CaO含量为45～56wt％；磷石膏中SO3含量35～47wt％；粉煤灰中SiO2含量为50～60wt％，Al2O3含量为30～35wt％；铝矾土中Al2O3含量为75～85wt％。
[0011]优选地，所述原料的化学组成如下表：
[0012][0013]具体地，本专利技术所述的高贝利特
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硫铝酸钙
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硫硅酸钙水泥熟料中，贝利特含量不少于40wt.％，硫铝酸钙含量为20～35wt.％，硫硅酸钙含量为2～23％。
[0014]优选地，熟料中，贝利特含量不少于48.5wt.％，硫铝酸钙含量为30～35wt.％，硫硅酸钙含量为10～15％。
[0015]进一步地，本专利技术还提供上述高贝利特
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硫铝酸钙
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硫硅酸钙水泥熟料的制备方法，包括如下步骤：
[0016](1)将各原料分别烘干后进行粉磨，得到各原料粉体备用；
[0017](2)将步骤(1)中各原料粉体按照份数比混合，经混料机均化，得到生料；
[0018](3)将步骤(2)生料在1150
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1200℃煅烧30
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120分钟；
[0019](4)将步骤(3)煅烧产物取出后快速冷却至室温，然后经粉磨即得。
[0020]具体地，步骤(1)中，各原料经粉磨形成≤200目的粉体。
[0021]优选地，步骤(2)中，混料机均化时间为12～24h。
[0022]优选地，步骤(3)中，按照升温速率10～20℃/min，将生料加热至1150
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1200℃。
[0023]优选地，步骤(4)中，所述的快速冷却采用风冷冷却方式。
[0024]本专利技术还要求保护一种高贝利特
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硫铝酸钙
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硫硅酸钙水泥，它由上述的熟料与石膏进行混合制备而成，石膏的掺量根据熟料中硫铝酸钙与SO3摩尔比为2:1计算而得。
[0025]有益效果：
[0026]本专利技术利用粉煤灰、磷石膏等工业副产品加上石灰石、少量铝矾土作为原材料，在1100
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1200℃煅烧30
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120min得到水泥熟料，该熟料的煅烧温度比OPC低约250℃，比CSA水泥熟料低约100
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150℃，能够降低能耗；熟料中的钙含量低，使用更少的石灰石原料，CO2排放低。该熟料对高品质铝矾土的依懒性不强，可以少量使用低品位铝矾土甚至不添加铝矾土作为铝源；熟料的耐磨性好，能够显著降低熟料粉碎所需要的能量和机械损耗。由该体系熟料制备的水泥具有早期强度高，后期强度能继续发展等优势。
附图说明
[0027]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
[0028]图1是本专利技术实施例1～5制备的水泥熟料和CSA水泥熟料的XRD图谱。
[0029]图2是本专利技术实施例1～5制备的BYT水泥和CSA水泥不同龄期的净浆强度。
[0030]图3是CSA水泥水化不同龄期的XRD图谱。
[0031]图4是实施例1制备的BYT水泥水化不同龄期的XRD图谱。
[0032]图5是实施例2制备的BYT水泥水化不同龄期的XRD图谱。
[0033]图6是实施例3制备的BYT水泥水化不同龄期的XRD图谱。
[0034]图7是实施例4制备的BYT水泥水化不同龄期的XRD图谱。
[0035]图8是实施例5制备的BYT水泥水化不同龄期的XRD图谱。
[0036]图中，E＝钙矾石；G＝石膏；B＝硅酸二钙；T＝硫硅酸钙；Y＝硫铝酸钙。
具体实施方式
[0037]根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。
[0038]以下实施例中，原材料的化学组成如表1所示。
[0039]表1原材料的化学组成(wt.％)
[0040][0041][0042]实施例1：
[0043]本实施例的高贝利特
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硫铝酸钙
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硫硅酸钙熟料的原料组成为：
[0044][0045]具体制备方法是：将粉煤灰、磷石膏、石灰石和铝矾土在100℃下烘24h，然后粉磨成粒度≤200目的粉体；将石灰石、磷石膏、粉煤灰和铝矾土按照以上比例混合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高贝利特
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硫铝酸钙
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硫硅酸钙水泥熟料，其特征在于，它由如下原料配制成生料后烧制而成：2.根据权利要求1所述的高贝利特
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硫铝酸钙
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硫硅酸钙水泥熟料，其特征在于，它由如下原料配制成生料后烧制而成：3.根据权利要求1或2所述的高贝利特
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硫铝酸钙
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硫硅酸钙水泥熟料，其特征在于，所述原料中，石灰石中CaO含量为45～56wt％；磷石膏中SO3含量35～47wt％；粉煤灰中SiO2含量为50～60wt％，Al2O3含量为30～35wt％；铝矾土中Al2O3含量为75～85wt％。4.根据权利要求3所述的高贝利特
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硫铝酸钙
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硫硅酸钙水泥熟料，其特征在于，所述原料的化学组成如下表：5.根据权利要求1所述的高贝利特
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硫铝酸钙
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硫硅酸钙水泥熟料，其特征在于，熟料中，贝利特含量不少于40wt.％，硫铝酸钙含量为20～35wt.％，硫硅酸钙含量为2～23％。6.根据权利要求5所述的高贝利特
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硫铝酸钙
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硫硅酸钙水泥熟料，其特征在于，熟料中，贝利特含量不少于48.5wt.％，硫铝酸钙含量为30～35wt.％，硫硅酸钙含...

【专利技术属性】
技术研发人员：马素花，王国领，李伟峰，沈晓冬，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：