專利名稱：水泥混合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合用作初期強(qiáng)度和長期強(qiáng)度均良好的水泥混合材料的燒結(jié)物。
背景技術(shù)：
一直以來，作為水泥混合材料，使用的是石灰石粉末和高爐爐渣粉末之類的。通過向波特蘭水泥熟料中添加這些混合材料，可以降低水泥生產(chǎn)的單價(jià)。
然而，若以石灰石粉末作為混合材料，所得水泥的初期強(qiáng)度與波特蘭水泥類似，可是存在長期強(qiáng)度較差的問題；另一方面，若以高爐爐渣粉末作為混合材料，所得水泥的長期強(qiáng)度與波特蘭水泥(硅酸鹽水泥)類似，可是存在初期強(qiáng)度較差的問題。
因此，本發(fā)明的目的是提供初期強(qiáng)度和長期強(qiáng)度均優(yōu)異的水泥混合材料。

發(fā)明內(nèi)容
在這樣的實(shí)際情況下，本發(fā)明的發(fā)明者們經(jīng)過專心的研究，發(fā)現(xiàn)以特定比例含有C2S(2CaO·SiO2)、C3A(3CaO·Al2O3)和C4AF(4CaO·Al2O3·Fe2O3)成分的燒結(jié)物，適合用作初期強(qiáng)度和長期強(qiáng)度均良好的水泥混合材料，完成了本發(fā)明。
換言之，本發(fā)明提供的是以對于每100重量份的C2S，C3A和C4AF總含量在10～100重量份為特征的燒結(jié)物，以及將其粉碎后得到的水泥混合材料。
另外，本發(fā)明提供對于每100重量份的波特蘭水泥熟料含有5～100重量份上述燒結(jié)物粉碎產(chǎn)物的水泥。
發(fā)明的最佳實(shí)施方式本發(fā)明的燒結(jié)物含有C2S、C3A和C4AF，對于每100重量份的C2S，C3A和C4AF總含量在10～100重量份，含有50～70重量份更佳。這個(gè)總量在10重量份以下時(shí)，強(qiáng)度雖好，但燒結(jié)時(shí)無論怎樣提高燒結(jié)溫度，游離的石灰量(free lime)也難以降低，燒結(jié)變得困難。另外，總量超過100重量份的話，初期強(qiáng)度表現(xiàn)變得不充分。
另外，C3A和C4AF的比例為每100重量份的C3A對應(yīng)10～200重量份的C4AF，每100重量份的C3A對應(yīng)100～150重量份的C4AF特別好。
這樣組成的燒結(jié)物，可以例如以產(chǎn)業(yè)廢棄物、一般廢棄物和建設(shè)產(chǎn)生土中的一種或多種作為原料，將其燒結(jié)制造而成。產(chǎn)業(yè)廢棄物可例舉煤灰；新制混凝土淤渣、下水道污泥、凈水污泥、建筑污泥、制鐵污泥等各種污泥；鉆探廢棄土、各種焚燒灰、鑄型砂、石棉、廢玻璃、高爐二次灰等。一般廢棄物可例舉下水道污泥干粉、都市垃圾焚燒灰、貝殼等。另外，建設(shè)產(chǎn)生土可例舉由建筑工地和工程工地等產(chǎn)生的泥土和殘?jiān)⑸踔翉U棄土壤等。
將這些燒結(jié)時(shí)的燒結(jié)溫度在1000～1350℃，特別是1200～1330℃時(shí)，燒結(jié)工序的熔融相狀態(tài)良好，所以比較合適。
使用的裝置無特別限定，能夠使用例如旋轉(zhuǎn)窯爐等。另外，使用旋轉(zhuǎn)窯爐燒結(jié)時(shí)，可以使用代替燃料的廢棄物，例如廢棄油料、廢棄輪胎、廢棄塑料等。
本發(fā)明的水泥混合材料是如此得到的燒結(jié)物的粉碎產(chǎn)物。對應(yīng)燒結(jié)物的粉碎產(chǎn)物每100重量份，能夠使其含有用SO3換算為1-6重量份的石膏。
粉碎方法無特別限定，能夠使用例如球磨機(jī)等，用通常的粉碎方法即可。
燒結(jié)物的粉碎產(chǎn)物，從灰漿和混凝土的浮漿泛出的減少、流動(dòng)性、強(qiáng)度表現(xiàn)的角度來看，布雷恩比表面積在2500～5000cm2/g為佳。
本發(fā)明的水泥可以通過按100重量份波特蘭水泥熟料混合上述燒結(jié)物的粉碎產(chǎn)物5～100重量份，理想的為25～70重量份，最終得到。
另外，本發(fā)明的水泥可以摻入石膏，水泥中其摻入量按總SO3換算，為1.5～5重量％可以獲得一般的凝結(jié)性狀，2～3.5重量％特別好，2.5～3重量％更加理想。對石膏無特別限定，例如生石膏、α型或β型的熟石膏、III型無水石膏、II型無水石膏等，這些可以單獨(dú)使用，也可以兩種以上混合使用。
本發(fā)明的水泥，可以混合前述的組分制造，方法無特別限定，例如可以將波特蘭水泥熟料、燒結(jié)物、石膏等配料混合后粉碎，或者把各組分粉碎后混合也可。另外，也可以通過將燒結(jié)物和石膏粉碎得到的水泥混合材料與波特蘭水泥熟料的粉碎產(chǎn)物混合來制造。得到的水泥，從灰漿和混凝土的浮漿泛出的減少、流動(dòng)性、強(qiáng)度表現(xiàn)的角度來看，布雷恩比表面積在2500～4500cm2/g為佳。
具體實(shí)施例方式
以下，結(jié)合一些實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不局限于這些具體的實(shí)施例。
實(shí)施例1制造表1所示組成的燒結(jié)物和摻有該燒結(jié)物的水泥。對得到的水泥，按照J(rèn)IS R 5201測得灰漿的耐壓強(qiáng)度(3天、7天及28天后)和凝結(jié)時(shí)間。結(jié)果如表1和表2所示。
(制法)(1)燒結(jié)物的制造作為原料，使用煤灰、下水道污泥焚燒灰、廢玻璃等廢棄物和石灰石等一般的波特蘭水泥熟料的原料，按照所定的礦物組成調(diào)合原料。將混合原料用小型旋轉(zhuǎn)窯爐燒結(jié)，得到燒結(jié)物。這時(shí)，除一般的重油外，還使用廢棄塑料和廢棄油料之類作為燃料，調(diào)整燒結(jié)溫度到1250～1500℃，使游離的石灰量在0.4±0.1％。
(2)水泥的制造熟料用普通波特蘭水泥熟料(太平洋水泥公司制)，石膏用排脫生石膏(住友金屬公司制)，將這些與燒結(jié)物按表1或表2所示比例混合，用間歇式球磨機(jī)粉碎至布雷恩比表面積在3250±50cm2/g，同時(shí)混合得到水泥。
根據(jù)表2的結(jié)果，若燒結(jié)物的混合率升高，則凝結(jié)時(shí)間有變短的傾向，可以通過添加石膏進(jìn)行控制。
實(shí)施例2制造表3所示組成的燒結(jié)物、水泥混合材料和摻入該混合材料的水泥。對得到的水泥，按照J(rèn)IS R 5201測得灰漿的耐壓強(qiáng)度(3天、7天及28天后)和凝結(jié)時(shí)間。結(jié)果如表3所示。
(制法)(1)水泥混合材料的制造與實(shí)施例1相同，制造表3所示組成的燒結(jié)物。將其按表3中所示的混合材料的SO3量與排脫生石膏(住友金屬公司制)混合，再用間歇式球磨機(jī)粉碎至布雷恩比表面積在3250cm2/g，得到混合材料。
表1

*對應(yīng)每100重量份波特蘭水泥熟料的重量份表2

*對應(yīng)每100重量份波特蘭水泥熟料的重量份表3

*對應(yīng)每100重量份水泥的重量份
(2)水泥的制造對應(yīng)實(shí)施例1中的表1中No.1的水泥100重量份，將混合材料按表3所示的比例混合，制造得到水泥。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性使用粉碎本發(fā)明的燒結(jié)物得到的水泥混合材料，可以獲得初期強(qiáng)度和長期強(qiáng)度都良好的水泥。另外，粉碎本發(fā)明的燒結(jié)物得到的水泥混合材料，因?yàn)楦挥兴戏磻?yīng)性，能夠?qū)⒒覞{和混凝土的中性化抑制在較低的水平，而且因?yàn)殚g隙相(C3A、C4AF)多，水合熱較高，對在寒冷地區(qū)或冬季的使用也是有利的。
而且，本發(fā)明的燒結(jié)物可以產(chǎn)業(yè)廢棄物、一般廢棄物和建設(shè)產(chǎn)生土作為原料，能夠獲得對廢棄物有效利用。
權(quán)利要求
1.燒結(jié)物，其特征在于，對于每100重量份的C2S，C3A和C4AF總含量在10～100重量份。
2.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)物，其特征在于，以選自產(chǎn)業(yè)廢棄物、一般廢棄物和建設(shè)產(chǎn)生土中的一種作為原料。
3.如權(quán)利要求1或2所述的燒結(jié)物，其特征在于，在1000～1350℃燒結(jié)得到。
4.水泥混合材料，其特征在于，由權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)物粉碎得到。
5.水泥混合材料，其特征在于，對應(yīng)每100重量份權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)物的粉碎物含有按SO3換算為1～6重量份的石膏。
6.水泥，其特征在于，對應(yīng)每100重量份波特蘭水泥熟料粉碎產(chǎn)物，含有5～100重量份的權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述燒結(jié)物的粉碎產(chǎn)物。
7.如權(quán)利要求6所述的水泥，其特征在于，含有按SO3換算為1.5～5重量％的石膏的水泥。
全文摘要
對于每100重量份C
文檔編號C04B7/345GK1745047SQ0382605
公開日2006年3月8日 申請日期2003年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月3日
發(fā)明者菅谷秀幸, 本間健一, 市川牧彥, 沢木大介, 原澤修一 申請人:太平洋水泥株式會社