專利名稱：一種鋁酸鈣－硫鋁酸鈣水泥熟料及其膨脹劑的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水泥熟料的生產(chǎn)技術(shù)和混凝土膨脹劑的生產(chǎn)技術(shù)。
一般高鋁水泥熟料中，不可避免要帶入5～10％SiO2，SiO2被視為有害礦物。由于它形成鈣黃長石C2AS是惰性礦物，難以水化。SiO2含量越高，熟料煅燒溫度范圍越狹窄，燒成不易掌握。根據(jù)礦物組成計(jì)算公式，在CA-CA2-C2AS相區(qū)中全部形成C2AS，C2AS＝4.56×SiO2(％)，我國高鋁水泥熟料一般含有SiO2＝5～8％，由此形成C2AS約有22.8～36.5％，這種惰性礦物占總礦物的25～35％，制約了高鋁水泥的活性。
國內(nèi)外混凝土膨脹劑主要有日本的硫鋁酸鈣(CSA)膨脹劑，石灰系膨脹劑；我國有U型膨脹劑、鋁酸鈣膨脹劑、復(fù)合膨脹劑、硅鋁酸鹽膨脹劑和明礬石膨脹劑等。它們分別以高鋁水泥熟料、硫鋁酸鹽水泥熟料、石灰系熟料、煅燒明礬石、煅燒高嶺土和高鋁煤矸石作為膨脹熟料，并摻入其它輔助原料磨制而成，這些膨脹劑以10％～15％摻入水泥中，經(jīng)水化形成鈣礬石或氫氧化鈣產(chǎn)生體積膨脹。本發(fā)明中的低堿高效膨脹劑就是用本發(fā)明的鋁酸鈣—硫鋁酸鈣水泥熟料與石膏磨制而成的，其膨脹源為鈣礬石，堿含量≤0.3％，摻量6～8％，是一種新型低堿高性能膨脹劑，在國內(nèi)外文獻(xiàn)中尚無記載。
本發(fā)明的目的在于提供一種鋁酸鈣—硫鋁酸鈣水泥熟料的化學(xué)組分和生產(chǎn)工藝，以達(dá)到提高其水泥熟料活性的目的，并用該水泥熟料制造高性能混凝土膨脹劑。
本發(fā)明是涉及一種新型的水泥熟料，它是一種以鋁酸一鈣(CA)、鋁酸二鈣(CA2)和無水硫鋁酸鈣(C3A·CaSO4)為主的鋁酸鈣—硫鋁酸鈣水泥熟料(以下簡稱ASC熟料)。
本發(fā)明是在高鋁水泥生料中摻入適量石膏礦化劑，CaSO4可以阻止C2AS的生成，使C2AS分解為CA和C2S，與此同時(shí)，CaSO4與CA結(jié)合成無水硫鋁酸鈣(C4A3S)，從而大大增加高鋁水泥的活性。同時(shí)，CaSO4礦化劑可以使高鋁水泥熟料的煅燒溫度降低至1320～1380C，擴(kuò)大其燒成范圍，在旋窯中更易燒成熟料。
本發(fā)明的ASC熟料的化學(xué)成分與一般高鋁水泥的不同之處是根據(jù)水泥熟料中SiO2的含量，加入適量的石膏礦化劑，并調(diào)整CA和CA2的礦物比例，這是本發(fā)明的核心技術(shù)，另外則是該熟料在旋窯中的燒成技術(shù)，如何控制石膏不被分解，在阻止形成C2AS的同時(shí)，使CaSO4與CaO、Al2O3結(jié)合成C4A3S。
ASC熟料粉磨至比表面積300～400m2/kg成為早強(qiáng)快硬水泥，在常溫下水化，主要形成水化鋁酸鈣CAH10、C2AH8和鋁膠AH3。
本發(fā)明的膨脹劑是以ASC熟料與石膏共同粉磨可以制成低堿低摻的高性能混凝土膨脹劑，堿含量≤0.3％。它以6～8％摻入硅酸鹽水泥中水化生成鈣礬石(C3A·3CaSO4·32H2O)，使混凝土產(chǎn)生適度體積膨脹，達(dá)到抗裂防滲的補(bǔ)償收縮目的。
本發(fā)明的ASC熟料是用鋁礬土、石灰石和石膏制成水泥生料，在回轉(zhuǎn)窯中經(jīng)1320℃-1380℃煅燒而成。ASC熟料對原材料品質(zhì)要求為鋁礬土——Al2O3＞70％、SiO2＜10％；石灰石——CaO＞54％、SiO2＜10％；石膏——SO3＞45％；煙煤——灰份＜10％、揮發(fā)份25-32％、發(fā)熱量＞26000KJ/kg。ASC熟料的原料配合比為鋁礬土——50-65％、石灰石——30-40％、石膏——5-15％。本發(fā)明的鋁酸鈣—硫鋁酸鈣熟料的主要礦物組成范圍為CA30～37％ C4A3S20～25％CA225～30％ C2S5～10％本發(fā)明所述的高性能混凝土膨脹劑的工藝配方鋁酸鈣—硫鋁酸鈣熟料35～40％；硬石膏60～65％膨脹劑中SO330～35％膨脹劑的細(xì)度(0.8mm篩余)10～12％
表2 ASC水泥熟料的化學(xué)成分(％)

表3 ASC熟料礦物組成(％)

表4 ASC水泥的物理性

(2)高性能混凝土膨脹劑制造用上述制造的ASC熟料與硬石膏共同粉磨成膨脹劑，其工藝參數(shù)見表5。
表5 高性能混凝土膨脹劑生產(chǎn)工藝

在42.5號普通水泥中分別摻入6％和8％膨脹劑，按從《混凝土膨脹劑》建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC476-2001進(jìn)行檢驗(yàn)，其物理性能見表6。
表6 高性能混凝土膨脹劑的物理性能

本發(fā)明的ASC水泥熟料，磨制成改性高鋁水泥，具有快硬早強(qiáng)特性，1d抗壓強(qiáng)度為28d的70％以上，安定性良好。用該熟料磨制的高性能混凝土膨脹劑，以6％和8％摻入水泥中，7d膨脹率達(dá)0.040～0.048％，14d膨脹率為0.05～0.06％，比目前市售膨脹劑(一般摻量為10～12％)的膨脹效能更高，與空白水泥砂漿相比，強(qiáng)度有所提高，28d強(qiáng)度持續(xù)增長?？梢哉f，它是目前國內(nèi)最先進(jìn)一種混凝土膨脹劑。
權(quán)利要求
1.一種鋁酸鈣—硫鋁酸鈣水泥熟料，其特征在于所述熟料的原料配合比為鋁礬土——50-65％、石灰石——30-40％、石膏——5-15％，對原材料品質(zhì)要求為鋁礬土——Al2O3＞70％、SiO2＜10％；石灰石——CaO＞54％、SiO2＜10％；石膏——SO3＞45％；煙煤——灰份＜10％、揮發(fā)份25-32％、發(fā)熱量＞26000KJ/kg，所述熟料的礦物組成范圍為CA30～37％、C4A3S20～25％、CA225～30％、C2S5～10％。
2.一種制造權(quán)利要求1所述熟料的方法，其特征在于將所述原料在回轉(zhuǎn)窯中經(jīng)1320℃-1380℃煅燒而成。
3.一種用權(quán)利要求1所述熟料制造的高性能膨脹劑，其特征在于鋁酸鈣—硫鋁酸鈣水泥熟料35～40％，硬石膏60～65％，膨脹劑中SO330～35％，該膨脹劑的細(xì)度(0.8mm篩余)10～12％
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水泥熟料的生產(chǎn)技術(shù)和混凝土膨脹劑的生產(chǎn)技術(shù)。所述熟料的原料配合比為:鋁礬土50－65%、石灰石30－40%、石膏5－15%,對原材料品質(zhì)要求為:鋁礬土——Al
文檔編號C04B40/00GK1374266SQ02103899
公開日2002年10月16日 申請日期2002年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月10日
發(fā)明者游寶坤, 李光明, 陳旭峰, 黃春江, 馬麗媛, 韓立林, 何丹, 侯維紅 申請人:中國建筑材料科學(xué)研究院