本發(fā)明涉及一種水泥熟料及其制備方法，屬于水泥熟料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，世界各國(guó)都十分重視海洋資源的開(kāi)發(fā)，我國(guó)港口、海塘、海岸防護(hù)、跨海大橋、海上加油站等海上工程建設(shè)發(fā)展很快。眾所周知，海洋工程砼構(gòu)筑物長(zhǎng)期受海水中鹽類的化學(xué)腐蝕，特別是Cl-腐蝕，還受海浪沖刷等，環(huán)境非常惡劣，因此海工砼的耐久性問(wèn)題越來(lái)越受到重視。目前我國(guó)在港口、碼頭、海洋工程上主要使用的是普通水泥和少量抗硫酸鹽水泥。這類水泥的抗?jié)B性、耐磨性較差，其抗海水侵蝕、耐海水沖刷和抗凍融性不能完全滿足海洋工程的特殊要求，以至于造成工程質(zhì)量不高、使用壽命較短，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)了較大的損失。
現(xiàn)有技術(shù)中，如公開(kāi)號(hào)為CN101343150、CN101659535、CN101445351等發(fā)明專利公開(kāi)的海工水泥，主要是以硅酸鹽水泥為主，高摻量礦渣和粉煤灰，雖具備后期強(qiáng)度高，耐腐蝕性好的特點(diǎn)，但缺點(diǎn)是早期強(qiáng)度低，雖然后期研究通過(guò)采用組成材料的細(xì)微化技術(shù)和復(fù)合技術(shù)，內(nèi)摻特定的無(wú)機(jī)膠凝材料，激發(fā)了膠凝料中的“潛在活性”，克服了高摻量水泥早期強(qiáng)度低的缺點(diǎn)，保留后期強(qiáng)度高、耐腐蝕性好的優(yōu)點(diǎn)，但目前的海工硅酸鹽水泥的抗氯離子滲透性及抗硫酸鹽侵蝕性，還是無(wú)法達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間使用的要求。
如公開(kāi)號(hào)為CN101224968，名稱為“海工耐久水泥混凝土”的發(fā)明專利，該專利公開(kāi)的混凝土由水與膠凝材料、骨料、減水劑、外加劑拌合而成，所述外加劑包括松香或石蠟的一種以上，以及阻銹劑和松香熱聚物，其中松香、石蠟或其混合物的摻量以所述膠凝材料的總重量計(jì)為2～8%，阻銹劑為1～5%，松香熱聚物為0.01～0.04%。所述膠凝材料由水泥和摻合料組成，其中摻合料包括礦粉和粉煤灰，水泥的摻量以所述膠凝材料的總重量計(jì)為25～35%，礦粉為45～55%，粉煤灰為15～20%。
又如公開(kāi)號(hào)為CN102584044A，名稱為“硫鋁酸鹽海工水泥及其制備方法”的發(fā)明專利，該專利公開(kāi)的水泥包括水泥熟料50～80份，硬石膏8.0～20份，石灰石0～30份，礦渣0～30份，減水劑0.1～0.5份，引氣劑0.001～0.005份，緩凝劑0.1～0.5份，硅粉2～5份。
該專利是以硫鋁酸鹽熟料為基礎(chǔ)的海工水泥，其凝結(jié)時(shí)間快，需要借助大量外加劑來(lái)解決與外摻料的相容性的問(wèn)題，增加了額外的成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中海工水泥存在的生產(chǎn)成本高、抗氯離子滲透性及抗硫酸鹽侵蝕性不夠好、高摻混合材解決一些抗腐蝕性能，但膠凝材料用量少，耐久性差，導(dǎo)致維修成本高等技術(shù)問(wèn)題，提供一種新的水泥熟料，尤其適用于海洋工程的水泥熟料，通過(guò)原料的選擇以及原料特定的配比設(shè)計(jì)，大大降低水泥熟料的生產(chǎn)成本，提高海洋用水泥熟料的使用性能。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
水泥熟料，其特征在于：包括以下按質(zhì)量百分比計(jì)的原料：鈣質(zhì)材料30～60%，硅質(zhì)材料0～25%，鋁質(zhì)材料10～40%，鐵質(zhì)材料0～10%，石膏類材料5～20%；熟料的礦物組成為C4AS:10%～40%，C2S：25%～40%，C4AF：10%～30%。
為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述鈣質(zhì)材料為石灰石。
所述硅質(zhì)材料低品位石灰石、低品位鋁礬土、砂巖、頁(yè)巖中的至少一種，所述低品位石灰石中含硅量≥3%，所述低品位鋁礬土中含硅量≥17%。
所述鋁質(zhì)材料位低品位鋁礬土、煉鋁廢渣、鋁尾礦、粉煤灰中的至少一種。
所述鐵質(zhì)材料為高鐵鋁礬土、鐵渣、鋼渣、硫酸渣中的一種。
所述石膏類材料為二水石膏、硬石膏、脫硫石膏、磷石膏、脫硫灰渣中的至少一種。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供水泥熟料的制備方法，其特征在于：包括配料和煅燒兩個(gè)步驟，所述配料是指將各原料破碎、粉磨后，進(jìn)行混合；所述煅燒是指將混合的生料于1100～1350℃的溫度下，煅燒10～90min，冷卻后即制得所述熟料。
本發(fā)明的有益效果：
（1）本發(fā)明通過(guò)選擇的鈣質(zhì)材料，硅質(zhì)材料，鋁質(zhì)材料，鐵質(zhì)材料，石膏類材料為原料，并設(shè)計(jì)特定比例，制得的熟料具有以下礦物組成：C4AS:10%～40%，C2S：25%～40%，C4AF：10%～30%，該熟料中其中含有一定量的早強(qiáng)礦物硫鋁酸鈣，不含有鋁酸三鈣，可大大減少水泥的收縮；并且能夠在水化過(guò)程中形成鈣礬石，不僅產(chǎn)生早期強(qiáng)度，而且還可以彌補(bǔ)水化過(guò)程中整體體積膨脹以及普通硅酸鹽水泥體系硬化后造成的干縮現(xiàn)象，本發(fā)明的熟料在失去層間水后呈現(xiàn)低收縮，對(duì)工程應(yīng)用沒(méi)有破壞性；同時(shí)含有較高量的硅酸二鈣，使后期強(qiáng)度穩(wěn)定增長(zhǎng)，水化漿體致密，抗?jié)B性好；相比其他水泥熟料，鐵含量低，增加了其抗海水侵蝕能力。
（2）本發(fā)明通過(guò)對(duì)原料：硅質(zhì)材料，鋁質(zhì)材料，鐵質(zhì)材料，石膏類材料的進(jìn)一步優(yōu)選，可有效解決大量低品位鈣質(zhì)、鋁質(zhì)材料以及工業(yè)廢棄物的堆放，減輕填埋的環(huán)境壓力以及現(xiàn)在建材行業(yè)出現(xiàn)的資源短缺、高消耗的技術(shù)問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)降低生產(chǎn)成本、提高資源利用率的有益效果，實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益三位一體的統(tǒng)一，符合國(guó)家國(guó)情。
（3）本發(fā)明的配方中，原料來(lái)源廣泛，可充分利用廢物，降低石灰石的消耗量，減少二氧化碳的排放，適應(yīng)性更廣。
（4）本發(fā)明的制備方法中，煅燒的溫度為1100～1350℃，比普通硅酸鹽水泥的煅燒溫度低，水泥的易燒性好，且煅燒后的熟料易磨性好，可大大降低能耗，并縮短生產(chǎn)時(shí)間，提高經(jīng)濟(jì)效益。
（5）采用本發(fā)明的熟料制得的水泥，不僅具有低收縮性，還具有早強(qiáng)、低堿度、快硬、抗凍、抗?jié)B、耐蝕、低熱、后期強(qiáng)度增長(zhǎng)穩(wěn)定、耐久性好等良好的性能，其低收縮性可以減少工程中出現(xiàn)的開(kāi)裂造成的破壞；本發(fā)明的熟料廣泛用于修補(bǔ)工程、防水建筑工程等，具有良好的建筑施工性能，尤其適用于海洋建筑工程。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例1
一種水泥熟料，由以下按質(zhì)量百分比計(jì)的原料組成：低品位石灰石50%，砂巖9%，高鐵鋁礬土34%，脫硫石膏7%。
本實(shí)施例的熟料制備方法如下：
將前述各原料破碎、粉磨后，進(jìn)行混合，然后再將混合后的生料于1100～1350℃的溫度下，煅燒10min，冷卻后制得所述熟料。
實(shí)施例2
一種水泥熟料的制備方法，包括以下步驟：
a、配料：將低品位石灰石49%，頁(yè)巖11%，煉鋁廢渣32%，脫硫石膏8%；所述配料是指將各原料破碎、粉磨后，進(jìn)行混合。
b、煅燒：將混合的生料于1100～1350℃的溫度下，煅燒90min，冷卻后即制得所述熟料。
實(shí)施例3
一種水泥熟料的制備方法，包括以下步驟：
a、配料：將低品位石灰石50%，頁(yè)巖7%，高鐵鋁礬土25%，脫硫灰渣18%；所述配料是指將各原料破碎、粉磨后，進(jìn)行混合。
b、煅燒：將混合的生料于1100～1350℃的溫度下，煅燒50min，冷卻后即制得所述熟料。
實(shí)施例4
一種水泥熟料的制備方法，包括以下步驟：
a、配料：將低品位石灰石50%，頁(yè)巖5%，高鐵鋁礬土28%，硬石膏7%；所述配料是指將各原料破碎、粉磨后，進(jìn)行混合。
b、煅燒：將混合的生料于1100～1350℃的溫度下，煅燒40min，冷卻后即制得所述熟料。
實(shí)施例5
一種水泥熟料的制備方法，包括以下步驟：
a、配料：將低品位石灰石51%，頁(yè)巖5%，煉鋁廢渣31%，鋼渣2%，脫硫石膏8%；所述配料是指將各原料破碎、粉磨后，進(jìn)行混合。
b、煅燒：將混合的生料于1100～1350℃的溫度下，煅燒80min，冷卻后即制得所述熟料。
實(shí)施例6～14
實(shí)施例15
將實(shí)施例5制得的熟料，摻入一定量的二水石膏，進(jìn)行粉磨，然后檢測(cè)器物理性能，其抗壓強(qiáng)度性能指標(biāo)如下：
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。