一種硫鋁酸鹽水泥熟料及其制備方法，硫鋁酸鹽水泥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水泥熟料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硫鋁酸鹽水泥熟料及其制備方 法，硫鋁酸鹽水泥。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著工業(yè)和民用建筑對混凝土在高強(qiáng)度、耐腐蝕、抗風(fēng)化、自密實(shí)、抗干縮、抗?jié)B透 和抑制堿-骨料反應(yīng)等諸多方面的要求日漸提高，綠色高性能混凝土(GHPC)的研究和實(shí)踐 蓬勃發(fā)展，水泥以外的活性礦物摻合料已經(jīng)成為GHPC不可缺少的組分材料之一，這類活性 礦物摻合料，已經(jīng)被稱之為混凝土的第六組分。
[0003] CN104909638A公開了一種混凝土用復(fù)合礦物摻合料，包含水泥熟料、石灰石粉、粉 煤灰、礦粉和硅灰，其重量百分比為水泥熟料15~20%，礦粉30~40%，硅灰8~15%，石灰 石粉20~30 %，粉煤灰15~25 %。上述復(fù)合礦物摻合料以20~40 %的比例摻入膠凝材料，提 高了經(jīng)濟(jì)效益。
[0004] 硅灰作為煉制硅鐵合金和金屬硅的副產(chǎn)品，來源極少，價格昂貴，且硅灰分散度 大，包裝及運(yùn)輸困難，硅灰組分作為GHPC高活性礦物摻合料使用時，操作難度大，且生產(chǎn)成 本較高。近年來也有利用偏高嶺土、煤系高嶺土通過控制脫水溫度制備在高分散度下的微 分替代硅灰，也取得了一定效果，但這類礦物的來源有限，屬于不可再生的自然資源，大量 使用該類礦物并不符合GHPC未來的發(fā)展方向。
[0005] CN101863629A公開了一種用固體工業(yè)廢渣生產(chǎn)硫鋁酸鹽水泥熟料的方法，其以脫 硫石膏、粉煤灰、電石渣、劣質(zhì)煤、鋁礬土為主要原料，以較低的成本和資源消耗生產(chǎn)硫鋁酸 鹽水泥熟料。該方法對粉煤灰、脫硫石膏等固體工業(yè)廢渣進(jìn)行了有效利用，且降低了能耗。
[0006] 上述利用固體工業(yè)廢渣生產(chǎn)硫鋁酸鹽水泥熟料的方法，燒成溫度為1200~1400 °C，與現(xiàn)有硫鋁酸鹽水泥熟料的燒成溫度相當(dāng)，并不能有效降低生產(chǎn)過程能耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種硫鋁酸鹽水泥熟料，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中，硫鋁酸鹽水 泥熟料燒成溫度高的問題。
[0008] 本發(fā)明的第二個目的是提供上述硫鋁酸鹽水泥熟料的制備方法。
[0009] 本發(fā)明的第三個目的是提供一種使用上述硫鋁酸鹽水泥熟料的硫鋁酸鹽水泥。
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0011] 一種硫鋁酸鹽水泥熟料，由外加劑和以下重量份的原料制成:石膏20~25份，粉煤 灰30~35份，高嶺土20~25份，煤矸石5~10份，錯研!土10~15份；
[0012] 所述外加劑為高錳酸鉀、二氧化錳和硫酸鋇組成的混合物;外加劑的質(zhì)量為石膏、 粉煤灰、高嶺土、煤矸石和鋁礬土組成的混合物總質(zhì)量的〇. 02~0.05%。
[0013] 以上原料中，石膏可以為來自電廠脫硫島的脫硫石膏。高嶺土可以為陶瓷廠的高 嶺土下腳料。粉煤灰可選自電廠除塵系統(tǒng)產(chǎn)生的粉煤灰。煤矸石可選自煤礦渣場。
[0014] 本發(fā)明提供的硫鋁酸鹽水泥熟料，可以以固體工業(yè)廢渣為原料制備硫鋁酸鹽水泥 熟料，實(shí)現(xiàn)了固體工業(yè)廢渣的資源化、減量化和無害化利用。以高錳酸鉀、二氧化錳和硫酸 鋇組成的外加劑，起到固體化學(xué)增氧作用，一方面可以降低化學(xué)反應(yīng)溫度、節(jié)約煅燒煤耗， 另一方面消除硫鋁酸鹽形成過程所產(chǎn)生的H 2S氣體，使其形成H20和S03并固化到熟料中去， 從而克服了 H2s氣體對環(huán)境的污染;硫酸鋇可以引進(jìn)重金屬氧化物，生成低熔點(diǎn)礦物硫鋁酸 鋇鈣，能夠促進(jìn)硫鋁酸鹽在更低溫度下生成。硫鋁酸鹽水泥熟料同時包含礦物摻合料成分， 可作為GHPC活性礦物摻合料使用，降低混凝土的生產(chǎn)成本和能源消耗，提高混凝土的抗侵 蝕、耐久性等綜合性能。
[0015] 優(yōu)選的，外加劑的質(zhì)量為石膏、粉煤灰、高嶺土、煤矸石和鋁礬土組成的混合物總 質(zhì)量的0.03%。
[0016] 所述外加劑中，各組分的重量百分比為：高錳酸鉀15~25%，二氧化錳3~8%，硫 酸鋇70~80%。優(yōu)選的，所述外加劑中，各組分的重量百分比為：高錳酸鉀20%，二氧化錳 5%，硫酸鋇75%。
[0017] 上述硫鋁酸鹽水泥熟料的制備方法，包括:將石膏、粉煤灰、高嶺土、煤矸石、鋁礬 土和外加劑組成的混合物進(jìn)行粉磨，均化，850~950°C燒成，即得。
[0018] 粉磨前，可將石膏、煤矸石、高嶺土和鋁礬土進(jìn)行烘干，控制水分均小于2wt %。 [0019]所述粉磨中，控制0.045mm方孔篩篩余物< 4wt%。為使粉磨過程效率更高，可先將 石膏、粉煤灰、高嶺土、煤矸石和鋁礬土組成的混合物進(jìn)行粉磨，在粉磨的過程中加入外加 劑。
[0020] 所述均化中，均化系數(shù)2 4。均化過程是采用均化設(shè)備使生料充分混合，起到穩(wěn)定 生料成分的作用，為后續(xù)的燒成，制備性能穩(wěn)定的水泥熟料做好準(zhǔn)備。
[0021] 燒成溫度優(yōu)選為950°C。所述燒成的時間為20min。
[0022] 燒成后冷卻，冷卻過程控制20min內(nèi)產(chǎn)物降溫至比環(huán)境溫度高60°C。
[0023] 本發(fā)明提供的硫鋁酸鹽水泥熟料的制備方法，燒成溫度低至850~950°C，資源和 能源消耗少，實(shí)現(xiàn)了固體工業(yè)廢渣資源化、減量化和無害化的目標(biāo)，符合低碳經(jīng)濟(jì)的原則。
[0024] -種使用上述硫鋁酸鹽水泥熟料的硫鋁酸鹽水泥，由硫鋁酸鹽水泥熟料和水泥混 合材組成，硫鋁酸鹽水泥熟料的質(zhì)量百分含量為10~25%。
[0025] 優(yōu)選的，所述水泥混合材為粉煤灰和/或煤矸石。將硫鋁酸鹽水泥熟料和水泥混合 材混合后粉磨，即得硫鋁酸鹽水泥。
[0026] 本發(fā)明提供的硫鋁酸鹽水泥，具有低碳、耐腐蝕、強(qiáng)度高的特點(diǎn)，可大大減少高性 能水泥中水泥熟料的摻入比例，經(jīng)濟(jì)效益顯著;在應(yīng)用于GHPC時，還能起到激發(fā)劑的功能， 從而進(jìn)一步提尚GHPC的綜合性能。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。以下實(shí)施例中，各原料的來源及 物理性質(zhì)如表1所示。
[0028]表1各原料的來源及物理性質(zhì)
[0029]
[0030] 實(shí)施例1
[0031] 本實(shí)施例的硫鋁酸鹽水泥熟料，由外加劑和以下重量份的原料制成:脫硫石膏20 份，粉煤灰35份，高嶺土20份，煤矸石10份，錯研^土 15份;外加劑由20wt %高猛酸鉀、5wt %二 氧化錳和75wt%硫酸鋇組成，外加劑的質(zhì)量為脫硫石膏、粉煤灰、高嶺土、煤矸石和鋁礬土 總質(zhì)量的0.03 %。
[0032] 本實(shí)施例的硫鋁酸鹽水泥熟料的制備方法，包括以下步驟：
[0033] 1)將脫硫石膏、煤矸石和高嶺土的水分干燥至水分均小于2wt% ;將脫硫石膏、粉 煤灰、高嶺土、煤矸石和鋁礬土組成的混合物進(jìn)行粉磨，在粉磨過程中加入外加劑，粉磨至 用0.45mm方孔篩測得的篩余物為4wt % ;后攪拌均化，使均化系數(shù)為4，得到均化產(chǎn)物；