【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于土木工程材料，具体涉及一种高强慢凝硅酸盐水泥熟料及其制备方法。
技术介绍
1、铝酸三钙反应活性较高，熟料中铝酸三钙矿物较多时会使熟料易与空气中的水分反应，使储存与运输条件更苛刻。现有的普通硅酸盐熟料中铝酸三钙矿物含量范围一般在6％-8％，熟料拌合一般会出现瞬凝现象不利于运输与施工，虽然可通过加入石膏或者缓凝类外加剂来延长凝结时间，但对于搅拌站与施工现场距离过大的偏远地区，运输时间还是不足。另一方面，现有的研究表明铝酸三钙高的熟料与外加剂有适应性不良问题，导致外加剂调节效率低，投入成本高，而铝酸三钙低的熟料早期强度低，不利于施工。
技术实现思路
1、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，提供一种低铝酸三钙，高硅酸三钙熟料，能够在现有水泥生产工艺下进行制备，且具有高强度、膨胀收缩性能稳定、早期水化放热低、凝结时间长以及易于调控等特点，同时避免了外加剂与熟料的适应性不良及其带来的工程应用问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
3、一种高强慢凝硅酸盐水泥熟料，其矿物组成包括如下按质量百分比计的组分：
4、c3s>63％，c2s1.09％-13.39％，c3al<4.7％，c4af 13.73％-14.36％，熟料中游离氧化钙含量在1.5％以下。
5、优选地，本专利技术高强慢凝硅酸盐水泥熟料的矿物组成包括如下按质量百分比计的组分：
6、c3s 63.49％-7
7、进一步地，本专利技术高强慢凝硅酸盐水泥熟料采用如下生料煅烧而成，生料包括按如下质量百分比计的组分：石灰石用量为80.11％-81.04％，砂岩用量为10.58％-9.79％，煤矸石用量为7.75％-7.73％，有色金属灰渣用量为1.56％-1.44％。
8、进一步地，本专利技术熟料烧成采用的石灰饱和系数在0.934-0.999之间，硅率在2.23-2.26之间，铝率在1.01-1.04之间。
9、更进一步地，本专利技术还提供上述高强慢凝硅酸盐水泥熟料的制备方法，包括如下步骤：
10、(1)制备生料：取生料总质量80.11％-81.04％的石灰石，生料总质量10.58％-9.79％的砂岩，生料总质量7.75％-7.73％的煤矸石，以及生料总质量1.56％-1.44％的有色金属灰渣，充分混合均匀；石灰饱和系数在0.934-0.999之间，硅率在2.23-2.26之间，铝率在1.01-1.04之间；
11、(2)熟料煅烧：将步骤(1)所述的生料于1450℃下烧成，即得。
12、优选地，步骤(1)中，所述的生料中钛元素含量按tio2计，质量百分比范围0.33％-0.35％，促进贝利特矿物在烧成过程中充分形成。
13、优选地，步骤(1)中，所述的生料中镁元素含量按mgo计，质量百分比范围1.19％-1.24％，促进c2s与f-cao在烧成过程中结合生成c3s。
14、优选地，步骤(1)中，所述的生料中硫元素含量按so3计，质量百分比范围0.44％-0.46％，促进阿利特矿物在烧成过程中充分形成。
15、进一步地，步骤(2)中，所述的烧成制度为，以5～15℃/min升温，升温至900℃进行保温，保温时间30～60min，然后以5～15℃/min的升温速率升温至1450℃，保温30-60min，最后以60～100℃/min的冷却速率冷却至室温。
16、优选地，步骤(2)中，所述的烧成制度为，以10℃/min升温，升温至900℃进行保温，保温时间30min，然后以10℃/min的升温速率升温至1450℃，保温60min然后以80℃/min的冷却速率冷却至室温。
17、有益效果：
18、(1)本专利技术从矿物组成设计角度降低铝率，提高石灰石饱和系数，利用工业固废煤矸石制备出了一种低铝酸三钙(c3a<4.7％)，高硅酸三钙(c3s>63％)熟料，这种熟料可以在现有水泥生产工艺条件下制备，且具有高强度，膨胀收缩性能稳定，早期水化放热低，凝结时间长等特点。熟料具有凝结时间调节自由度大同时凝结时间仅掺入脱硫石膏便可调节的特点，调节成本低且避免了外加剂与熟料的适应性不良及其带来的其他问题，适用于搅拌站与施工现场距离过长的场景。
19、(2)本专利技术针对阿利特及铝酸三钙这种水泥熟料早期强度及放热的主要提供者，通过调节熟料矿物的比例，使烧成的熟料具有早期水化放热量低，体积稳定性好，28d强度高等优点。
20、(3)本专利技术高阿利特含量硅酸盐水泥熟料使用的原料易得，方法简单，普适性强。实际生产中可使用煤矸石作为铝的来源，增加了工业副产物的综合利用价值。镁的来源可以取自石灰石，不用额外添加配料组分，方便操作，同时不会提高生产成本。本专利技术通过煤矸石，有色金属灰渣等固废配制生料，引入一定量的钛、钠、钾等杂质离子，使高阿利特熟料能够在常规工业条件下烧成。
21、(4)本专利技术制备高阿利特硅酸盐水泥熟料初凝时间长，加水拌合后不会出现速凝，闪凝等现象，便于施工及远距离运输。石膏加入后可加速熟料体系中矿物的水化反应，促进水化产物生成，起到显著的促凝效果。
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1.一种高强慢凝硅酸盐水泥熟料，其特征在于，其矿物组成包括如下按质量百分比计的组分：
2.根据权利要求1所述的高强慢凝硅酸盐水泥熟料，其特征在于，其矿物组成包括如下按质量百分比计的组分：
3.根据权利要求1所述的高强慢凝硅酸盐水泥熟料，其特征在于，其生料包括按如下质量百分比计的组分：石灰石用量为80.11％-81.04％，砂岩用量为10.58％-9.79％，煤矸石用量为7.75％-7.73％，有色金属灰渣用量为1.56％-1.44％。
4.根据权利要求1所述的高强慢凝硅酸盐水泥熟料，其特征在于，熟料烧成采用的石灰饱和系数在0.934-0.999之间，硅率在2.23-2.26之间，铝率在1.01-1.04之间。
5.权利要求1所述的高强慢凝硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的高强慢凝硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的生料中钛元素含量按TiO2计，质量百分比范围0.33％-0.35％。
7.根据权利要求5所述的高强慢凝硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特
8.根据权利要求5所述的高强慢凝硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的生料中硫元素含量按SO3计，质量百分比范围0.44％-0.46％。
9.根据权利要求5所述的高强慢凝硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的烧成制度为，以5～15℃/min升温，升温至900℃进行保温，保温时间30～60min，然后以5～15℃/min的升温速率升温至1450℃，保温30-60min，最后冷却至室温。
10.根据权利要求5所述的高强慢凝硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的烧成制度为，以10℃/min升温，升温至900℃进行保温，保温时间30min，然后以10℃/min的升温速率升温至1450℃，保温60min然后以80℃/min的冷却速率冷却至室温。
...【技术特征摘要】
1.一种高强慢凝硅酸盐水泥熟料，其特征在于，其矿物组成包括如下按质量百分比计的组分：
2.根据权利要求1所述的高强慢凝硅酸盐水泥熟料，其特征在于，其矿物组成包括如下按质量百分比计的组分：
3.根据权利要求1所述的高强慢凝硅酸盐水泥熟料，其特征在于，其生料包括按如下质量百分比计的组分：石灰石用量为80.11％-81.04％，砂岩用量为10.58％-9.79％，煤矸石用量为7.75％-7.73％，有色金属灰渣用量为1.56％-1.44％。
4.根据权利要求1所述的高强慢凝硅酸盐水泥熟料，其特征在于，熟料烧成采用的石灰饱和系数在0.934-0.999之间，硅率在2.23-2.26之间，铝率在1.01-1.04之间。
5.权利要求1所述的高强慢凝硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的高强慢凝硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的生料中钛元素含量按tio2计，质量百分比范围0.33％-0.35...
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