【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑材料，尤其涉及一种具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料及其制备方法。
技术介绍
1、对于大体积混凝土易开裂的问题，胶凝材料的水化放热一直是不可忽视的重要因素。掺入矿物掺合料是降低混凝土温升的有效措施，对于降低混凝土温升的矿物掺合料研究，主要集中在粉煤灰、硅灰、矿渣等材料上，例如，专利号为cn 115448624b的中国专利公开了一种高地热环境耐受型低热硅酸盐熟料的制备方法及应用，其通过对常规水泥原料、硼砂以及水的混合物通过高温高压反应制得熟料前驱体，重复煅烧-冷却两次过后制得高地热环境耐受型低热硅酸盐熟料。其高温高压反应以及两次煅烧温度分别为300℃~600℃，500℃~600℃和900℃~1300℃。专利号为cn112499999b的中国专利公开了一种水泥熟料、水泥熟料制备方法和抗收缩开裂低热硅酸盐水泥，其通过白云岩、黏土和矿化剂粉磨并放入煅烧设备中进行煅烧800~1200℃并保温1~3小时，冷却后研磨制得低热水泥熟料。但这两种方法存在着成本高、制备过程复杂等缺陷，不符合绿色发展的趋势。再例如，专利号为cn115417609b的中国专利公开了一种早强低收缩低热硅酸盐水泥的制备方法，其通过将煅烧后水泥熟料与石膏混合制得低热硅酸盐水泥；专利号为cn 114477810b公开了 一种基于废弃混凝土的低碳低热高贝利特水泥熟料及其制备方法，其以石灰石、煤矸石、废弃混凝土、铁质原料为生料，煅烧生成低热高贝利特水泥熟料。虽然这两种方法的放热量较小，但原料中石灰石的使用，不具有环保效应。所以，需要探索性价比更高，且更环保的可降
2、硅钙渣是高铝粉煤灰提取氧化铝后产生的工业固体废弃物，过量堆积会占用大量土地，对自然环境产生的破坏效果是相当明显的，硅钙渣的无害化处理也一直是亟待解决的环保问题。硅钙渣中含有大量的硅酸二钙体系具有水化放热速率与放热量较低的特性，可以将其添加至水泥中可以有效降低水化放热速率，从而有效减少试件成型后内外温差导致的水化程度不一致产生的应力差生成的裂缝。由于硅钙渣的主要矿物成分为β-c2s，而β-c2s正是水泥熟料中的一种主要成分，也是烧成熟料过程中形成c3s的必经中间产物。因而，将硅钙渣作为一种水泥熟料助烧剂，可降低水泥熟料的烧成热耗，提高熟料产量。例如，专利号为cn 104119009b的中国专利公开了硅钙渣作为水泥熟料助烧剂的用途，其使用硅钙渣、石灰石、硅废石、铁矿石粉和粉煤灰进行干法窑烧制成水泥熟料。专利号为cn104591560b的中国专利公开了一种硅钙渣水泥及其制备系统和制备方法，其使用硅酸盐熟料、脱硫石膏和硅钙渣通过研磨筛粉制的硅钙渣混合料。但这两种技术都未充分发挥硅钙渣中高含量β-c2s制备低热水泥的优势。因此，如何将硅钙渣高效率的利用在混凝土结构的胶凝材料中成为了本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料及其制备方法。第一个目的是解决大量的煤基固废堆积所带来的的占地、污染等技术问题；第二个目的是解决现有技术无法充分利用硅钙渣所具有的水化放热慢、水化热量少的特性。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术提供了一种具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料，所述具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料包括生料和熟料；
4、以质量百分数计，所述生料用量＞50%，其余为熟料；
5、所述生料由包含以下重量份的原料制备而成：硅钙渣70~85份，电石渣15~30份；
6、所述熟料由包含以下重量份的原料制备而成：硅钙渣20~35份，电石渣15~30份，煤矸石25~40份，脱硫石膏10~25份。
7、本专利技术提供了上述具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：
8、s1、将硅钙渣、电石渣和水混合后得到混合物a，混合物a顺次经第一次干燥、球磨、第二次干燥、过筛即得生料；
9、s2、将硅钙渣、电石渣、煤矸石、脱硫石膏和水混合后得到混合物b，混合物b顺次经压制、干燥、煅烧、粉碎、研磨、过筛即得熟料；
10、s3、将生料和熟料混合后即得具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料；
11、所述步骤s1和步骤s2之间无先后顺序。
12、进一步的，所述硅钙渣、电石渣、煤矸石和脱硫石膏的粒径独立的为≤75μm。
13、进一步的，所述步骤s1中，水的用量为电石渣质量的8~10%。
14、进一步的，所述步骤s1中，第一次干燥的温度为80~120℃，第一次干燥的时间为10~20h；
15、所述第二次干燥的温度为80~120℃，第二次干燥的时间为1~10h。
16、进一步的，所述步骤s1中，球磨的转速为1000~2000rpm，球磨的时间为30~60min；所述生料的粒径为≤75μm。
17、进一步的，所述步骤s2中，水的用量为硅钙渣、电石渣、煤矸石和脱硫石膏总质量的8~10%。
18、进一步的，所述步骤s2中，干燥的温度为80~120℃，干燥的时间为3~10h；所述煅烧的温度为800~1000℃，煅烧的时间为30~60min；所述熟料的粒径为≤75μm。
19、进一步的，所述步骤s2中，煅烧时，当温度≤600℃时，升温速率为6~15℃/min；当温度＞600℃时，升温速率为1~5℃/min，直至达到煅烧的温度。
20、进一步的，所述步骤s3中，混合采用搅拌的方式，所述搅拌的转速为50~150rpm，搅拌的时间为5~20min。
21、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
22、1.大体积混凝土结构，胶凝材料的使用量较大，在混凝土导热性较差的情况下，水化产生的热量极难与外部环境进行交换，混凝土结构通常会出现较大的温差，进而产生相应的温度场，在温度场的作用下，拉应力开始出现在混凝土结构中，当混凝土自身的极限抗拉强度难以承受出现的拉应力时，裂缝开始大量出现，对混凝土结构的耐久性产生不良影响，本专利技术制备的低热复合胶凝材料可以有效缓解这一现象。
23、2.本专利技术利用硅钙渣、电石渣、煤矸石和脱硫石膏等废弃物，解决了环境污染问题，同时也实现了资源的有效利用。这不仅有助于保护环境，提高生活质量，还拓宽了固废资源化利用的途径，减少了对自然资源的依赖。
24、3.在本专利技术的煅烧温度下，既可以保持煅烧过程中β-c2s的产生，也降低了胶凝材料所需的煅烧温度，减少了能耗；同时硅钙渣的掺入，增加了其中β-c2s含量，在煅烧期间也减少了β-c2s向γ-c2s的转化，使制备低热复合胶凝材料的过程更加节能高效。
25、4.c2s中γ-c2s是稳定相，β-c2s是介稳相。常温状态下由于β-c2s不稳定，容易转变成γ-c2s。电石渣中主要成分氢氧化钙，在高温处理过后转化为氧化钙，利用氧化钙溶于水时的强碱放热性，将电石渣、硅钙渣本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料，其特征在于，所述具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料包括生料和熟料；
2.权利要求1所述的具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述硅钙渣、电石渣、煤矸石和脱硫石膏的粒径独立的为≤75μm。
4.根据权利要求3所述的具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，水的用量为电石渣质量的8~10%。
5.根据权利要求2~4任一项所述的具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，第一次干燥的温度为80~120℃，第一次干燥的时间为10~20h；
6.根据权利要求5所述的具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，球磨的转速为1000~2000rpm，球磨的时间为30~60min；所述生料的粒径为≤75μm。
7.根据权利要求3所述的具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料的制备
8.根据权利要求7所述的具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，干燥的温度为80~120℃，干燥的时间为3~10h；所述煅烧的温度为800~1000℃，煅烧的时间为30~60min；所述熟料的粒径为≤75μm。
9.根据权利要求8所述的具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，煅烧时，当温度≤600℃时，升温速率为6~15℃/min；当温度＞600℃时，升温速率为1~5℃/min，直至达到煅烧的温度。
10.根据权利要求2所述的具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，混合采用搅拌的方式，所述搅拌的转速为50~150rpm，搅拌的时间为5~20min。
...【技术特征摘要】
1.一种具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料，其特征在于，所述具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料包括生料和熟料；
2.权利要求1所述的具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述硅钙渣、电石渣、煤矸石和脱硫石膏的粒径独立的为≤75μm。
4.根据权利要求3所述的具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，水的用量为电石渣质量的8~10%。
5.根据权利要求2~4任一项所述的具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，第一次干燥的温度为80~120℃，第一次干燥的时间为10~20h；
6.根据权利要求5所述的具有高掺量硅钙渣的低热复合胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，球磨的转速为1000~2000rpm，球磨的时间为30~60min；所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫长旺，刘杰，张菊，刘曙光，白茹，尹立强，荆磊，张鹏举，刘丽芬，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：
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