一種自粉化低鈣水泥及其預(yù)制品的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種自粉化低巧水泥及其預(yù)制品的制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近幾年，預(yù)制裝配式住宅愈來愈受到人們的關(guān)注，預(yù)制裝配式住宅是用工業(yè)化的 生產(chǎn)方式來建造住宅，將住宅的部分或全部構(gòu)件在工廠預(yù)制完成，然后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，將 構(gòu)件通過可靠的連接方式組裝而建成的住宅，在歐美及日本被稱作產(chǎn)業(yè)化住宅或工業(yè)化住 宅。生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件不可避免需要使用娃酸鹽水泥，但是，目前使用的娃酸鹽水泥尚存在一些 不足，主要表現(xiàn)為：早期強(qiáng)度偏低（20-30MPa)，養(yǎng)護(hù)周期長，蒸養(yǎng)耗能高，易開裂等。此外， 普通娃酸鹽水泥燒成溫度較高，一般為1450°C甚至更高，導(dǎo)致能源消耗高；水泥堅(jiān)硬，粉磨 效率低，電耗高；水泥中CaO含量高，通常為65-70% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），對石灰石原料品質(zhì) 要求高，消耗大量的優(yōu)質(zhì)石灰石資源；由于大量的使用石灰石，產(chǎn)生大量的C〇2等廢氣，環(huán)境 污染日趨嚴(yán)重。因此，降低水泥燒成能耗，減少溫室氣體排放，提高水泥性能是未來水泥行 業(yè)發(fā)展的方向。
[0003] 專利CN 102491655 A公開了自粉化熟料礦渣娃酸鹽水泥的制備方法，但是運(yùn)種水 泥是水硬性的，礦渣是主要的膠凝材料，自粉化熟料只是外加料；專利CN 101337777 A公 布了通過降低水泥中熟料的含量來制備低碳水泥的方法；專利CN 102249576 A公布了一 種低能耗、低排放水泥及其制備方法與應(yīng)用，該水泥的主要礦物為娃酸二巧、硫侶酸巧和鐵 侶酸四巧；上述方法，雖然在一定程度上降低了水泥生產(chǎn)的C〇2排放，但是帶來的后果是水 泥的性能大大降低，表現(xiàn)在：早期強(qiáng)度低，后期增長幅度低，開裂、耐久性差，壽命短，不適于 工業(yè)應(yīng)用，更不適于做預(yù)制建材的膠凝材料。本發(fā)明WCS、C3S2、丫-CzS等低巧非水硬性娃 酸鹽礦物為主要礦物，熟料中CaO含量為40-60%，大大降低了由化C〇3分解產(chǎn)生的C02氣 體排放，同時(shí)由于降低了石灰石飽和系數(shù)，般燒溫度降低，熟料燒成能耗大大降低，大大降 低了燃料燃燒排放的0)2,熟料自粉化，降低能耗。本發(fā)明水泥沒有水硬性，需要C〇2氣體激 發(fā)其活性，主要應(yīng)用于預(yù)制品的膠凝材料，解決了傳統(tǒng)預(yù)制品膠凝材料養(yǎng)護(hù)周期長、養(yǎng)護(hù)成 本高、收縮開裂等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 綜上所述，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0005] -種自粉化低巧水泥，W重量份表示，其主要礦物相包括：
[0006]CS0-70 份
[0007]C3S20-70 份
[0008] 丫-CzS30-50 份
[0009]液相 0-20 份。
[0010] 一種自粉化低巧水泥預(yù)制品的制備方法，包括W下步驟：
[0011] 步驟1、制備自粉化低巧水泥熟料：采用普通娃酸鹽水泥生產(chǎn)過程，把石灰石、砂 巖、鐵礦經(jīng)破碎、預(yù)均化、配料、粉磨、均化、般燒等工序，其中：粉磨后生料細(xì)度控制在80um篩余小于10% ;般燒溫度為ll〇〇-1250°C，般燒后，不需要快速冷卻，也不再需要粉磨，水泥 自粉化，即得自粉化低巧水泥熟料；
[001引步驟2、W重量份數(shù)計(jì)，把步驟1制備的自粉化低巧水泥熟料30-90份、骨料0-70 份和外加劑0-5份混合，加入自粉化低碳水泥質(zhì)量的10-40%自來水，再攬拌均勻后在成型 設(shè)備上成型，得到各種形狀的自粉化低巧水泥預(yù)制品胚體；
[001引步驟3、把步驟2制備的自粉化低巧水泥預(yù)制品胚體放入養(yǎng)護(hù)蓋中，通入高濃度C02工業(yè)廢氣，控制養(yǎng)護(hù)蓋內(nèi)壓力在0. 3-0. 5MPa，溫度20°C-60°C，養(yǎng)護(hù)8-2地，即得自粉化 低巧水泥預(yù)制品。
[0014]進(jìn)一步，所述的自粉化低巧水泥熟料，CaO含量為40-60%，主要礦物相為CSX3S2、 丫-CzS和液相。
[0015]進(jìn)一步，所述的自粉化低巧水泥預(yù)制品可W是板材、擱塊、磚、瓦等，可W為實(shí)屯、、 空屯、和多孔等形式。
[0016] 本發(fā)明的有益效果：
[0017] 1.本發(fā)明水泥燒成溫度低，可大量使用低品位石灰石和低熱值煤粉；相比普通娃 酸鹽水泥，該水泥生產(chǎn)過程節(jié)約石灰石10-20 %，燒成煤耗降低20-30%，C〇2減排30 %W 上。
[0018] 2.本發(fā)明水泥不需快速冷卻，熱損失大大降低；水泥自粉化，無需粉磨，水泥電耗 降低40%。
[0019] 3.本發(fā)明的水泥不與水反應(yīng)，不需要防水儲存；凝結(jié)硬化過程不消耗水，節(jié)約水 資源；使用過程中吸收C〇2,每噸水泥能吸收0. 2-0. 3噸C〇2,可實(shí)現(xiàn)溫室氣體的安全、永久封 存。
[0020] 4.本發(fā)明水泥生產(chǎn)的預(yù)制品的養(yǎng)護(hù)采取的是C〇2養(yǎng)護(hù)，而不是蒸壓養(yǎng)護(hù)。預(yù)制品 的生產(chǎn)周期短，反應(yīng)條件溫和，物理力學(xué)性能優(yōu)異（如化抗壓強(qiáng)度達(dá)到70MPaW上，抗折強(qiáng) 度大于8MPa)，后期強(qiáng)度緩慢增長，耐久性好，防火、耐腐蝕，制品裝飾性能好，可二次加工。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 為了更好地理解本發(fā)明，W下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：
[0022] 實(shí)施例1 :
[0023] 一種自粉化低巧水泥預(yù)制品的制備方法如下：
[0024]步驟1、把石灰石70份、砂巖20份和鐵礦10份混合，原料的化學(xué)組成見表1，經(jīng)破 碎、粉磨后，在回轉(zhuǎn)害中般燒，般燒溫度1250°C，自然冷卻，即得自粉化低巧水泥熟料，水泥 中CaO含量為52%，其中粉磨后生料細(xì)度控制在10%W下；
[002引步驟2、把步驟1制備的自粉化低巧水泥熟料90份，加入10份自來水，攬拌均勻后 在成型設(shè)備上通過擠壓成型得到40X40X40的試塊；
[0026] 步驟3、把步驟2制備的試塊放入養(yǎng)護(hù)蓋中，通入高濃度C〇2工業(yè)廢氣，控制養(yǎng)護(hù)蓋 內(nèi)壓力在0. 5MPa，室溫，養(yǎng)護(hù)她，即得水泥預(yù)制品，試塊抗壓強(qiáng)度75MPa，吸水率2 %，增重率 18. 9%。
[0027] 表1原料的化學(xué)組成（％ )
[0028]
[002引實(shí)施例2:
[0030] 一種自粉化低巧水泥預(yù)制品的制備方法如下：
[003。 步驟1、把石灰石70份、砂巖20份和鐵礦10份混合，原料的化學(xué)組成見表2,經(jīng)破 碎、粉磨后，在回轉(zhuǎn)害中般燒，般燒溫度1250°C，自然冷卻，即得自粉化低巧水泥熟料，水泥 中CaO含量為52%，其中粉磨后生料細(xì)度控制在10%W下；
[003引步驟2、把步驟1制備的自粉化低巧水泥熟料90份，加入10份自來水，攬拌均勻后 在成型設(shè)備上通過擠壓成型得到100X100X10的薄板；
[003引步驟3、把步驟2制備的薄板放入養(yǎng)護(hù)蓋中，通入高濃度％工業(yè)廢氣，控制養(yǎng)護(hù)蓋 內(nèi)壓力在0. 5MPa，室溫，養(yǎng)護(hù)5h，即得水泥預(yù)制品，試塊抗壓強(qiáng)度90MPa，吸水率1. 5 %，增重 率 20. 2%。
[0034] 表2原料的化學(xué)組成（％ )
[0035]
[0037]實(shí)施例3 :
[003引一種自粉化低巧水泥預(yù)制品的制備方法如下：
[0039] 步驟1、把石灰石60份、砂巖35份和鐵礦5份混合，原料的化學(xué)組成見表3,經(jīng)破 碎、粉磨后，在回轉(zhuǎn)害中般燒，般燒溫度1200°C，自然冷卻，即得自粉化低巧水泥熟料，水泥 中CaO含量為42%，其中粉磨后生料細(xì)度控制在10%W下；
[0040] 步驟2、把步驟1制備的自粉化低巧水泥熟料90份，加入10份自來水，攬拌均勻后 在成型設(shè)備上通過擠壓成型得到40X40X40的試塊；
[00川步驟3、把步驟2制備的試塊放入養(yǎng)護(hù)蓋中，通入高濃度％工業(yè)廢氣，控制養(yǎng)護(hù)蓋 內(nèi)壓力在0. 6MPa，室溫，養(yǎng)護(hù)她，即得水泥預(yù)制品，試塊抗壓強(qiáng)度82MPa，吸水率2. 2%，增重 率 15. 7%。
[0042] 表3原料的化學(xué)組成（％ )
[0043]
[0044] 雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在 本發(fā)明基礎(chǔ)上，可W對之作一些修改或改進(jìn)，運(yùn)對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因 此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的運(yùn)些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種自粉化低鈣水泥，其特征在于：以重量份表示，其主要礦物相包括： CS 0-70 份 C3s2 0-70 份 y-C2S 30-50 份 液相 0-20份。2. -種自粉化低鈣水泥預(yù)制品的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1、制備自粉化低鈣水泥熟料：采用普通硅酸鹽水泥生產(chǎn)過程，把石灰石、砂巖、鐵 礦經(jīng)破碎、預(yù)均化、配料、粉磨、均化、煅燒等工序，其中：粉磨后生料細(xì)度控制在80um篩余 小于10% ;煅燒溫度為1100-1250°C，煅燒后，不需要快速冷卻，也不再需要粉磨，水泥自粉 化，即得自粉化低鈣水泥熟料； 步驟2、以重量份數(shù)計(jì)，把步驟1制備的自粉化低鈣水泥熟料30-90份、骨料0-70份和 外加劑0-5份混合，加入自粉化低碳水泥質(zhì)量的10-40%自來水，再攪拌均勻后在成型設(shè)備 上成型，得到各種形狀的自粉化低鈣水泥預(yù)制品胚體； 步驟3、把步驟2制備的自粉化低鈣水泥預(yù)制品胚體放入養(yǎng)護(hù)釜中，通入高濃度0)2工 業(yè)廢氣，控制養(yǎng)護(hù)釜內(nèi)壓力在〇. 3-0. 5MPa，溫度20°C_60°C，養(yǎng)護(hù)8-24h，即得自粉化低鈣水 泥預(yù)制品。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自粉化低鈣水泥預(yù)制品的制備方法，其特征在于所述的 自粉化低碳水泥，CaO含量為40-60%，主要礦物相為CS、C3S2、γ-C2S和液相。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自粉化低鈣水泥預(yù)制品的制備方法，其特征在于：所述 的自粉化低鈣水泥預(yù)制品可以是板材、砌塊、磚、瓦等，可以為實(shí)心、空心和多孔等形式。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自粉化低鈣水泥及其預(yù)制品的制備方法。本發(fā)明的自粉化低鈣水泥以石灰石、砂巖、鐵礦為原料制成，制成的自粉化低鈣水泥CaO含量為40-60%，主要礦物相為CS、C3S2、γ-C2S和液相。自粉化低鈣水泥預(yù)制品利用高濃度的CO2氣體短期（8h）激發(fā)此水泥的活性，可以制成板材、砌塊、磚、瓦等，也可以為實(shí)心、空心和多孔等多種高強(qiáng)度的預(yù)制品。本發(fā)明解決了普通硅酸鹽水泥預(yù)制品養(yǎng)護(hù)周期長，能耗高、收縮開裂等問題，此外，自粉化低鈣水泥燒成能耗低，CO2排放量少，早期強(qiáng)度高，后期強(qiáng)度緩慢增長，其制品物理力學(xué)性能優(yōu)異，耐久性好，防火、耐腐蝕，裝飾性、加工性好，綠色環(huán)保，節(jié)能減排，具有很好的社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
【IPC分類】C04B28/04, C04B7/02
【公開號】CN105347706
【申請?zhí)枴緾N201510718970
【發(fā)明人】管學(xué)茂, 劉松輝, 張海波, 馮春花, 勾密峰, 李海燕, 邱滿, 張建成
【申請人】河南理工大學(xué)
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月29日