專利名稱：節(jié)能快硬超高強(qiáng)硅酸鹽水泥熟料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水泥，具體地說(shuō)是涉及一種節(jié)能快硬超高強(qiáng)硅酸鹽水泥熟料。
在硅酸鹽水泥中，硅酸三鈣是主要的礦物相，該礦物相水化較快，早期強(qiáng)度高，后期強(qiáng)度能穩(wěn)定增加，就礦物的28天強(qiáng)度和一年強(qiáng)度而論，它居硅酸鹽水泥熟料四礦物之首。因此若能在水泥熟料中增加它的含量，并使其巖相微觀結(jié)構(gòu)良好，則水泥的早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度均能得到極大的提高。硅酸三鈣需在1450℃左右的高溫下形成，即使經(jīng)此燒結(jié)溫度后，C3S在傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥熟料中的含量也只達(dá)45-55%。為使硅酸鹽水泥熟料中的硅酸二鈣盡可能多地轉(zhuǎn)化為C3S，水泥專家們作了大量的工作，現(xiàn)行的主要措施是在水泥生料中加入礦化劑，以改善C3S的形成條件。在所摻入的礦化劑中，尤以CaF2和SO3復(fù)合礦化劑的效果最為突出。發(fā)明專利申請(qǐng)86106022公開(kāi)的“早期和終期高強(qiáng)度波特蘭水泥及其配料方法”，就是在生料配料時(shí)加入了0.45-0.90%的礦化劑CaF2，使得C3S的含量提高到56.00-58.50%。摻入礦化劑后，C3S雖能較多地形成，但是，礦化劑的摻入勢(shì)必會(huì)改變水泥熟料中各礦物的形成情況和最終的礦物組成。
本發(fā)明的目的旨在發(fā)明一種節(jié)能超高強(qiáng)硅酸鹽水泥熟料，采用的原料與普通硅酸鹽水泥熟料類(lèi)同，無(wú)特殊要求，燒成溫度低。燒成的水泥熟料中的C3S含量高，早期、中期強(qiáng)度高，后期強(qiáng)度穩(wěn)定增加，不出現(xiàn)后期強(qiáng)度倒縮現(xiàn)象。
節(jié)能超高強(qiáng)硅酸鹽水泥熟料的礦物成分中不含C3A和C4AF。它所含礦物成分(重量%)為C3S≥70，C2S≤4，C4A3S3-10，高溫石膏(按SO3計(jì)，不超過(guò)3.5%)0-6，游離CaO≤1.5。
本熟料的化學(xué)成分(重量%)為CaO60-65，SiO217-21，Al2O33-6.5，F(xiàn)e2O30-3，CaF21-1.9，SO33.5-9。
燒制本水泥熟料不用鐵質(zhì)原料(如鐵礦石、鐵粉、硫鐵渣等)。其原料為石灰石、粘土、石膏、螢石、煤。各種原料的化學(xué)成分如表1所示。
燃煤的工業(yè)分析為V＝5.86%，A＝40.34%，C＝50.41%，W＝3.75。Q＝4329Kcal/kg。
將上述原料按比例混合粉磨后入窯，在1300±50℃的高溫下煅燒，冷卻后得本水泥熟料。水泥熟料不外摻石膏，單獨(dú)粉磨即制得快硬超高強(qiáng)硅酸鹽水泥。水泥的各項(xiàng)性能技術(shù)指標(biāo)與傳統(tǒng)硅酸鹽水泥的對(duì)照見(jiàn)表2。此種水泥在凝固后，無(wú)體積干縮的不良性能。
從圖片中可見(jiàn)熟料中大量存在硅酸三鈣，且其分布均勻，顆粒大小均齊，晶體發(fā)育良好，硅酸二鈣含量極少，僅在個(gè)別視域中偶有發(fā)現(xiàn)，此外還可看到少量的細(xì)鱗狀的C4A3S晶體。水泥熟料中的含鋁相不象以往那樣以鋁酸三鈣的形式存在，而是以無(wú)水硫鋁酸鈣(C4A3S)形式存在。C4A3S的早期強(qiáng)度高，后期強(qiáng)度穩(wěn)定，克服了C3A的諸多不足之處。本水泥體系中C3S、C4AS及高溫石膏(CaSO4)之間的合理匹配更使本水泥熟料產(chǎn)生了最優(yōu)強(qiáng)度值。
對(duì)水泥的水化產(chǎn)物研究發(fā)現(xiàn)，水泥石中針狀的鈣釩石晶體與C-S-H凝膠相互交織，結(jié)合牢固，具有類(lèi)似纖維增強(qiáng)的功效。又由于C4A3S水化時(shí)生成鈣釩石晶體，固相體積增加，填充早期水泥中的孔隙，從而整個(gè)水泥石結(jié)構(gòu)致密，孔隙少，使水泥石的強(qiáng)度得到很大的提高。在本體系的水泥水化產(chǎn)物中沒(méi)有不穩(wěn)定的成分和有害成分，使得水泥的長(zhǎng)期強(qiáng)度穩(wěn)定增加，不會(huì)象有些水泥出現(xiàn)后期強(qiáng)度倒縮現(xiàn)象。
本水泥熟料和傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥熟料相比，可節(jié)煤20-25%，熟料產(chǎn)量增產(chǎn)5-10%。可向本水泥熟料摻入大量粉煤灰，共同磨制出粉煤灰水泥，該水泥不存在傳統(tǒng)粉煤灰水泥早期強(qiáng)度低，凝結(jié)硬化太慢的缺憾，且水泥產(chǎn)量可增產(chǎn)80%左右。
實(shí)施例例1將重量%為石灰石70、粘土5.3、石膏9.7、煤15、螢石1.60進(jìn)行配料，混合粉磨至細(xì)度為篩余小于12%(4900孔篩)，再在立窯中煅燒，煅燒溫度1300±50℃，冷卻得水泥熟料，將水泥熟料單獨(dú)粉磨到細(xì)度為10%(+4900孔)后得快硬超高強(qiáng)水泥，水泥熟料的化學(xué)成分見(jiàn)表3，水泥的物理性能見(jiàn)表4。
例2將重量%為石灰石66.12、粘土4.45、石膏13.28、煤15.0、螢石1.10進(jìn)行配料，工藝過(guò)程如例1。其水泥熟料的化學(xué)成分見(jiàn)表3。
水泥的物理性能見(jiàn)表4。
例3將重量%為石灰石70、粘土6.76、石膏7.38、煤14.9、螢石1.01進(jìn)行配料，工藝過(guò)程如例1。其水泥熟料的化學(xué)成分見(jiàn)表3，水泥的物理性能見(jiàn)表4。
權(quán)利要求
1.一種節(jié)能快硬超高強(qiáng)硅酸鹽水泥熟料，其特征在于熟料的礦物成分不含C3A、C4AF、其所含礦物成分(重量%)為C3S≥70、C2S≤4、C4A3S3-10、高溫石膏(按SO3)，不超過(guò)3.5%)0-6，游離CaO≤1.5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥熟料，其特征在于熟料的化學(xué)成分(重量%)為CaO60-65、SiO217-21、Al2O33-6.5、Fe2O30-3、CaF21-1.9、SO33.5-9。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥熟料，其特征在于燒制本水泥熟料不用鐵質(zhì)原料(如鐵礦石、鐵粉、硫鐵渣等)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的水泥熟料，其特征在于熟料的燒成溫度范圍為1300±50℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥熟料，其特征在于水泥熟料磨制水泥時(shí)不外摻石膏作為緩凝劑。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種節(jié)能超高強(qiáng)硅酸鹽水泥熟料，熟料中的C
文檔編號(hào)C04B7/02GK1042530SQ8810784
公開(kāi)日1990年5月30日 申請(qǐng)日期1988年11月11日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月11日
發(fā)明者葉瑞倫, 朱教群 申請(qǐng)人:武漢工業(yè)大學(xué)