一種適用于貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥煅燒的復(fù)合礦化劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥熟料生產(chǎn)中的礦化劑，具體地說是一種 用于貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥煅燒的復(fù)合礦化劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)硅酸鹽水泥具有能耗高、消耗優(yōu)質(zhì)石灰石資源、C02排放量大等缺點，而且其 體積穩(wěn)定性和耐久性還需進(jìn)一步提高。隨著國家對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)質(zhì)量要求的提高，以及社 會對節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)急切關(guān)注程度的不斷增加，高貝利特水泥的研究引起了廣大水泥 科技工作者的重視，該水泥水化Ca(0H) 2形成量低，抗侵蝕、抗凍、抗?jié)B等耐久性好;體積穩(wěn) 定性好;長期強(qiáng)度高并穩(wěn)定增長;水泥水化熱較低，不易引起熱致裂紋，特別適合于大體積 混凝土;水泥工作性能好;同時該水泥燒成溫度低，能耗較低，可使用熱值低的燃料;水泥熟 料中石灰飽和系數(shù)要求低，C0 2排放量低;并可使用低品質(zhì)石灰石且消耗量少。但是，高貝利 特水泥的突出缺點就是早期強(qiáng)度低，難于滿足實際工程施工的要求，成為制約該水泥生產(chǎn) 和應(yīng)用的關(guān)鍵。
[0003] -批研究學(xué)者將具有高水化活性的硫鋁酸鹽礦物引入到高貝利特水泥中，得到了 貝利特-硫鋁酸鹽水泥，解決了高貝利特水泥早起強(qiáng)度偏低的問題。貝利特-硫鋁酸鋇鈣水 泥就其中的代表，它環(huán)境友好、長期力學(xué)性優(yōu)異，是一種具有良好應(yīng)用前景的低鈣硅酸鹽水 泥，其生產(chǎn)可使用低品位石灰石，使⑶ 2減少排放量35%左右。同時，其燒成溫度比傳統(tǒng)硅酸 鹽水泥低100_150°C左右，并可使用低熱值的劣質(zhì)煤。該水泥的抗侵蝕性、抗凍性、抗?jié)B性及 耐久性良好，長期強(qiáng)度高并穩(wěn)定增長，而且其水化熱較低，不易引起熱致裂紋，特別適合于 大體積混凝土工程。但該水泥早期力學(xué)性距離高標(biāo)號水泥尚有差距，限制了其大面積推廣 應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種適用于貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥 煅燒的復(fù)合礦化劑。本發(fā)明通過引入復(fù)合礦化劑可在低溫煅燒條件下促進(jìn)水泥熟料形成并 礦相穩(wěn)定高溫晶型，顯著提高貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥的早期力學(xué)性能，且煅燒溫度降低 100-150。。。
[0005] 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種適用于貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥煅燒的復(fù)合礦化劑，其特征在于，其主要化學(xué)成分 及所占重量百分比為： BaO:10-23% SrO:5-22% MgO:24-60% S03:10-22% Na20 :3-10% K20 :6-10%; 其在貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥生料中摻入的質(zhì)量百分比為3-10%。
[0006] 所述BaO來自于鋇渣，鋇渣中BaO的質(zhì)量百分含量為20-60%;所述SrO來自于鍶渣， 鍶渣中SrO的質(zhì)量百分含量為20-60%;所述MgO來自于高鎂石灰石，高鎂石灰石灼烷基中MgO 含量為1.0-10. 〇%;所述Na20來自于高鎂石灰石，其含量為0.05%-1.5%;所述K20來自于高鎂 石灰石，其含量為〇 . 〇5%-1.5%; S03來自于磷石膏、鋇渣和鍶渣，磷石膏中硫含量胃35 % -40 %，鋇渣中硫含量中為12%-17%，鍶渣中硫含量為15%-20%。
[0007] 本發(fā)明的復(fù)合礦化劑中的主要元素為8&0、3抑、1%0、他20、1( 20和303的組合，不同元 素所發(fā)揮的礦化作用如下:BaO和SrO在高溫固相反應(yīng)中能夠固溶到硅酸鹽相中，促使硅酸 鹽礦相發(fā)生晶格畸變，以高水化活性的阿利特和貝利特礦物存在，提高該水泥的早期強(qiáng)度； Na20和K20能夠進(jìn)一步降低水泥熟料煅燒溫度;MgO與S03復(fù)合能穩(wěn)定Ml型的高活性阿利特礦 相;單獨S0 3有利于高水化活性貝利特礦物的形成，并能顯著降低水泥熟料液相出現(xiàn)溫度。 因此復(fù)合礦化劑能夠穩(wěn)定貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥高溫晶型，提高其早期強(qiáng)度，且降低熟料 煅燒溫度。
[0008] 該復(fù)合礦化劑的主要原料來自于鋇渣、鍶渣、高鎂石灰石、磷石膏等低品位原料和 工業(yè)廢棄物，所述的鋇、鍶渣為生產(chǎn)碳酸鋇、鍶產(chǎn)生的廢渣。在使用低品位原料和工業(yè)廢棄 物作為復(fù)合礦化劑時，應(yīng)考慮帶入的CaO和Si0 2量，在貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥原料配料計 算時要扣除。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明原料來源于低品位原燃料和工業(yè)固體廢棄物，充分 利用資源，降低生產(chǎn)成本，具有重要的環(huán)保意義。本發(fā)明復(fù)合礦化劑引入Mg0、Na 20和K20,與 其他元素共同作用有利于水泥熟料中礦相的活化，改善水泥性能，顯著提高水泥早期強(qiáng)度 并且降低熟料煅燒溫度，節(jié)約能耗，具有廣泛的應(yīng)用推廣價值。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明例1#水泥試樣巖相分析結(jié)果圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。 實施例
[0012] 將本發(fā)明的復(fù)合礦化劑用于貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥的制備過程，具體實施情況 如下所述。
[0013] 復(fù)合礦化劑主要成分來自于低品位原料和工業(yè)固體廢棄物，它們的主要化學(xué)組成 如表1所示。礦化劑主要來源不限于表1中所示原料。
[0014] 表1配置復(fù)合礦化劑的基本原料組成％
根據(jù)本發(fā)明要求，按表2所示比例組成要求進(jìn)行復(fù)合礦化劑配料，原料采用表1中所示 原料;如果無法按要求配料，不足組分采用化學(xué)試劑進(jìn)行校正。貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥生 料中硫鋁酸鋇鈣礦相設(shè)計含量為9%，硅酸鹽相為91%，其三率值頂、SM、KH分別為1.1、3.1和 0.81，該設(shè)計組成中不含礦化劑，且要扣除有低品位原料和工業(yè)廢棄物配置多元素復(fù)合礦 化劑時帶入的〇&、5;[、41、？6等元素量。
[0015] 表2不同組成配比的復(fù)合礦化劑
按以上五種組成配置本發(fā)明的復(fù)合礦化劑，加入空白貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥生料中， 混合均勻，置于硅鉬棒高溫爐中，以5°C/min升溫速率升至設(shè)定溫度并保溫相應(yīng)時間，取出 后用風(fēng)扇急冷，獲得貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥熟料，其物理性能如表3所示。
[0016] 表3摻加復(fù)合礦化劑后水泥的物理性能
注："一"含義為幾乎沒有f-CaO可以檢測出。
[0017]通過表3中數(shù)據(jù)可以看出，與不摻假礦化劑的對照組水泥相比，本發(fā)明復(fù)合礦化劑 加入后，貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥的早期抗壓強(qiáng)度得到大幅提高，水泥煅燒溫度也明顯降 低，其節(jié)能增產(chǎn)效果顯著。
[0018]對例1#水泥試樣進(jìn)行巖相分析，如圖1所示，可以在水泥熟料煅燒過程中添加本發(fā) 明的復(fù)合礦化劑，貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥熟料礦相發(fā)育良好，阿利特礦相形成較多，保證 了水泥的早期力學(xué)性能。
【主權(quán)項】
1. 一種適用于貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥煅燒的復(fù)合礦化劑，其特征在于，其主要化學(xué)成 分及所占重量百分比為： BaO:10-23% SrO:5-22% MgO:24-60% S03:10-22% Na20 :3-10% K20 ：6-10%； 其在貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥生料中摻入的質(zhì)量百分比為3-10%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合礦化劑，其特征在于，所述BaO來自于鋇渣，鋇渣中BaO的 質(zhì)量百分含量為20-60%;所述SrO來自于鍶渣，鍶渣中SrO的質(zhì)量百分含量為20-60%;所述 MgO來自于高鎂石灰石，高鎂石灰石灼烷基中MgO含量為1.0-10.0%;所述Na20來自于高鎂石 灰石，其含量為〇. 〇5%-1.5%;所述K20來自于高鎂石灰石，其含量為0.05%-1.5%; S03來自于 磷石膏、鋇渣和鍶渣，磷石膏中硫含量為35 %-40 %，鋇渣中硫含量中為12%-17%，鍶渣中硫 含量為15%-20%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥煅燒的復(fù)合礦化劑。該礦化劑主要化學(xué)成分及所占重量百分比為：BaO10-23%、SrO5-22%、MgO24-60%、SO310-22%、Na2O3-10%、K2O6-10%；其在貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥生料中摻入的質(zhì)量百分比為3-10%。該復(fù)合礦化劑能夠穩(wěn)定貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥高溫晶型，提高其早期強(qiáng)度，且降低熟料煅燒溫度。
【IPC分類】C04B7/42
【公開號】CN105502978
【申請?zhí)枴緾N201510966151
【發(fā)明人】王守德, 黃永波, 趙艷婷, 蘆令超, 宮晨琛, 程新
【申請人】濟(jì)南大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月22日