一种利用风化凝灰岩制备无熟料水泥的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用风化凝灰岩制备无熟料水泥的方法，是在凝灰岩原料粉中均匀掺加含碱量为干燥凝灰岩的0～18%碳酸钠或氢氧化钠，在300～700℃范围内煅烧2～3小时，然后掺加石灰和石膏磨至水泥的细度即可。其中煅烧产物:石灰:石膏=65～80:5~10:10~25。本无熟料水泥可达到砌筑水泥的强度，其成本低廉，适合应用于建筑材料领域。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，是在凝灰岩原料粉中均匀掺加含碱量为干燥凝灰岩的0～18%碳酸钠或氢氧化钠，在300～700℃范围内煅烧2～3小时，然后掺加石灰和石膏磨至水泥的细度即可。其中煅烧产物:石灰:石膏=65～80:5~10:10~25。本无熟料水泥可达到砌筑水泥的强度，其成本低廉，适合应用于建筑材料领域。【专利说明】
本专利技术属于水泥与建筑材料领域，特别是。
技术介绍
凝灰岩是主要由火山岩喷发后的火山灰迁移堆积形成的岩石，其主要化学组成为以氧化硅和氧化铝为主，其次还含有碱金属氧化物及少量铁的氧化物；其组织结构常松散破碎，可包含数微米粒级甚至更小的微粒；除主要物相组成火山玻璃外，还含有较多的包含各种结合水的粘土矿物。凝灰岩作为一种具有火山灰活性的原料，最常应用在水泥混凝土领域(CN102007085A)，也可直接用作建筑材料(见CN1087071A)。但经风化淋滤的凝灰岩含蒙脱石高岭石等复杂粘土矿物，往往呈松散的浅色微细粉末状产出。这种原料无法直接应于上述水泥与建材，而用来制备陶瓷又容易导致坯体在煅烧时开裂，作为玻璃原料则铁含量超标。这使其开发应用成为亟待解决的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，其可以低成本预处理风化的凝灰岩原料，然后通过混入常见的廉价原料来制备无熟料水泥。本专利技术的实施方案为，，包括以下步骤: (1)在凝灰岩中掺加碳酸钠或氢氧化钠，一起以任意方式研磨至90%以上的凝灰岩原料的粒径小于0.08毫米，碳酸钠或氢氧化钠的掺入量按照所含Na20的质量计算，为干燥凝灰岩的O~18% ； (2)磨细的粉体在300~700°C范围内煅烧2~3小时； (3 )煅烧冷却后的烧后土掺加石灰和石膏重新磨至煅烧前的细度。优化的是，步骤(1)中，在凝灰岩中掺加碳酸钠或氢氧化钠的质量按照所含Na20的质量计算，为干燥凝灰岩的3~11%。步骤(3)中，煅烧冷却后的烧后土、石灰和石膏的质量配比为65~80:5~10:10~25，其中石灰与石膏的加量分别按所含Ca (OH) 2与CaS04.2H20的质量计算。所述石灰指生石灰、熟石灰、含活性CaO的工业废渣中的一种或多种的混合物。所述石膏指天然石膏、硬石膏、建筑石膏、各种工业副产石膏的一种或多种的混合物。本专利技术通过特殊的原料预处理工艺，使富含复杂粘土的风化凝灰岩能象常见的不含粘土的凝灰岩一样，通过利用其火山灰活性来制备无熟料水泥，总体上成本低廉。且通过应用实例足可发现本专利技术的重要优点。本专利技术对原料加碱煅烧具有方法简便，工艺参数可调范围大，易于操作，适应性强等特点。可根据具体原料及设备条件灵活调整预处理工艺。其煅烧温度低且煅烧温度和加碱量均可调范围广:既可低温至300度烧成，也可低碱及无碱烧成，因此既可选择不加碱的低成本方法，也可选择低温煅烧的低设备投入方法。【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述。本专利技术实施例中所用设备为常规设备，所用原料为常规原料。某典型的风化凝灰岩的主要物相为微米级的火山玻璃碎屑，其次为少量石英晶屑，由于风化而存在相当多的包括高岭石、伊利石和蒙脱石在内的多种含结构水及层间水的粘土矿物；强烈风化淋滤致使岩性细碎成极细的灰白色松散粉末状，其0.8_标准筛通过率超过95%。该凝灰岩的化学成分如表1所示。【权利要求】1.，其特征在于，包括以下步骤: (1)在凝灰岩中掺加碳酸钠或氢氧化钠，一起以任意方式研磨至质量90%以上的粒径小于0.08毫米，碳酸钠或氢氧化钠的掺入量按照所含Na20的质量计算，为干燥凝灰岩的O ~18% ； (2)磨细的粉体在300~700°C范围内煅烧2~3小时； (3 )煅烧冷却后的烧后土掺加石灰和石膏重新磨至煅烧前的细度。2.根据权利要求1所述的利用风化凝灰岩制备无熟料水泥的方法，其特征在于，步骤(O中，碳酸钠或氢氧化钠的掺入量按照所含Na20的质量计算，为干燥凝灰岩的3~11%。3.根据权利要求1所述的利用风化凝灰岩制备无熟料水泥的方法，其特征在于，步骤(3)中，煅烧冷却后的烧后土、石灰和石膏的质量配比为65~80:5~10:10-25，其中石灰与石骨的加量分别按所含Ca(OH)2与CaSO4.2Η20的质量计算。4.根据权利要求1或3所述的利用风化凝灰岩制备无熟料水泥的方法，其特征在于，所述石灰指生石灰、熟石灰、含活性CaO的工业废渣中的一种或多种的混合物，所述石膏指天然石膏、硬石膏、建筑石膏 、各种工业副产石膏的一种或多种的混合物。【文档编号】C04B7/36GK103755173SQ201410020641【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日 【专利技术者】彭美勋, 周浩, 黄流春 申请人:湖南科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭美勋，周浩，黄流春，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：