高硫酸盐矿渣水泥、早强炉渣灰水泥及其制造方法

摘要

本发明公开了一种通过高炉水淬炉渣和煤灰的复合将化学组成改质为高氧化铝相，另外通过调节石膏和碱激发剂的添加量而改进的高硫酸盐炉渣水泥、早强炉渣灰水泥，及其制造方法。

说明书

本发明涉及通过高炉水淬炉渣和煤灰的复合将化学组成改质成高氧化铝相、另外通过增减要添加的石膏和碱激发剂而改良的高硫酸盐炉渣水泥、早强炉渣灰水泥，及其制造方法。

在现有技术领域中有利用高炉渣的潜在水硬性和煤灰的Bora-zon反应，使用石膏和碱激发剂，或者混合使用波特兰水泥的高硫酸盐炉渣水泥、高炉水泥和飞灰水泥。

以往的高硫酸盐水泥、水和热水、具有优异的耐硫酸性的反面，存在凝结硬化时间长、初期强度小、硬化体表面产生劣化的缺点。因此，本发明人如特公昭60—50738号公报中所示，通过使用有机添加剂，消除了上述缺点推进了国内外项目的实用化进程。

但是，随着原料的高炉渣的变化，作为对其物性产生很大影响的因素，存在以下问题。

(1)现有的制铁高炉作业过程是根据各事业所的原料情况、作业条件而变化，在我国高炉作业的熔剂成份，与过去相比由于较低地控制了氧化铝、钙、高炉炉渣的组成成分变化，氧化铝、钙减少，相反氧化镁增加，主要成份一般为CaO38—40％、Al₂O₃12—14％以下、MgO5—5.5％、SiO₂31—36％左右，与控制高硫酸盐炉渣水泥强度的钙钒石的生成相关联的炉渣成份中的Al₂O₃、CaO的含有率，现实中理论值下降。另外，本说明书中的％均为重量％。

又，从引起真正的硫酸盐反应的高硫酸盐炉渣水泥的强度发现性及凝结性状来看，要达到目标强度及其安定性，存在一个必要不可缺的成分范围。

另外，得到高强度及安定性的成分，在3成分系中，CaO50％、SiO₂30％、Al₂O₃20％附近，被认为存在得到最高强度的领域，CaO及Al₂O₃的减少，导致硬化热量的减少，引起硬化体的劣化，成为给一定的制品品质管理带来了障碍的原因。

(2)从限定的配合范围稍微地增减添加的碱激发剂，强度发现性显著地变化，只有在限定的领域内才能得到必要的强度。因此，碱激发剂的添加伴随强度等高线的宽度极小，制造时及储藏时的品质管理困难。

作为添加的碱激发剂，例如在使用波特兰水泥，及其灰渣的情况下，最佳混合量为2—3％，超过了这个范围，随着量的增大，强度发现性变得不安定，发现性明显劣化。

(3)有关高硫酸盐炉渣水泥的硬化体在空气中固化以及在暴露面，由于空气中的二氧化碳通过表面浸透扩散，造成中性化的行进快，表面劣化及长期材龄的弯曲强度呈明显低下倾向，碳酸盐化对策困难。

(4)前述的硬化体冻结融化的耐久性差，作为其对策使空气以泡沫状存在于混凝土中，但在硬化体安定领域里导入气体，会招致比例性强度低下，因此，不利在容易冻结、融解的寒冷地区作为构造用的结构材料使用。

(5)记述的硬化体有钢筋的情况时，因钢材有易腐蚀的倾向，覆盖层必需要厚。

上述(1)—(5)是高硫酸盐炉渣水泥本质性的问题点。

至今公知的高硫酸盐炉渣水泥中，满足适合上述的制造方法所不可缺的成分范围的高炉炉渣不易得到，因此硬化体也有劣化、脆化的倾向。

本发明的目的是，从过去以来针对实用性以国内外各项目的结果所得数据为基础，反复进行深刻地检讨，提出廉价的高硫酸盐炉渣水泥、早强炉渣煤灰水泥以及其制造方法，并解决上述(1)—(5)的问题点。

也就是说，由制铁作业排出的副产品高炉水淬炉渣的化学成分中，即使CaO、Al₂O₃、SiO₂、MgO主要四成分的理论值不安定，上述水淬炉渣作为原料，能用作生产水泥的主原料，可得到理想的高硫酸盐炉渣水泥、早强炉渣煤灰水泥，特别是具有潜在水硬性的高炉水淬炉渣和从火力发电厂排出的副产品煤灰的的混合，使其化学性组成为高氧化铝型，改良不可缺的构成成分，扩大碱激发剂的配合范围，通过它们间的相互作用，使生成形态变化，各性状的改善及高强度的发现可能，具有实用性的高硫酸盐炉渣水泥及早强炉渣煤灰水泥没有烧成的必要，且水淬炉渣、煤灰价格低廉，预计可达到低廉的价格，实现了本发明。

根据本发明的一个实施方案，第一种高硫酸盐炉渣水泥及早强炉渣煤灰水泥在构成成分中含有SiO₂31.00—36.00％、Al₂O₃12.30—14.47％、Fe₂O₃0.03—0.26％、CaO28.30—42.42％、SO₃0.88—1.03％、MgO5.20—5.49％、MnO0.16—0.48％、TiO₂0.46—0.82％，CaO/SO₂比为1.6—1.36的高炉水淬炉渣40—80％、从火力发电厂排出的副产品煤灰3—20％、石膏4—35％、波特兰水泥或熟料2—40％，合计为100％，并在其中另外加入少量的添加剂硫酸钠、硫酸铝、碳酸钠、铝酸苏打、柠檬酸钠等中的至少一种以上，为混合细粉末。

根据本发明第二实施方案，提供了一种高硫酸盐炉渣、早强炉渣煤灰水泥，其煤灰，在构成成分中含有SiO₂ 34.18—55.06％、Al₂O₃ 17.81—30.59％、Fe₂O₃ 4.44—14.83％、CaO 0.66—14.7％、MgO 0.19—2.75％、SO₃0.35—10.05％、R₂O 1.66—4.80％，石膏为在构成成分中含有化含水＋自由水0.04—0.23％、SiO₂＋不溶成份2.00—3.00％、Al₂O₃＋Fe₂O₃2.00—2.30％、CaO40.00—42.00％、MgO0.11—2.00％、SO₃50.00—55.50％的II型无水石膏、及构成成分中含有化合水20.92—21.12％、SiO₂＋不溶成份0.20—3.66％、Al₂O₃＋Fe₂O₃0.11—2.03％、CaO23.42—35.25％、MgO0.20—0.37％、SO₃32.82—46.59％的二水石膏等。

波特兰水泥或熟料含有的构成成分中，烧失量0.3—0.8％、不溶成分0.01—0.10％、SiO₂20.00—23.00％、Al₂O₃4.90—6.00％、Fe₂O₃ 2.00—4.00％、CaO62.00—66.00％、MgO1.00—3.00％、SO₃1.00—2.50％、Na₂O 0.30—0.50％、K₂O0.30—0.60％。

本发明的第3种实施方案提供了一种高硫酸盐炉渣、早强炉渣煤灰水泥的制造方法，水泥构成成分中含有SiO₂31.00—36.00％、Al₂O₃12.30—14.47％、Fe₂O₃0.03—0.26％、CaO28.30—42.4％、MgO5.20—5.49％，SO₃0.88—1.03％、MnO0.16—0.48％、TiO₂0.46—0.82％、CaO/SiO₂比为1.6—1.36的高炉水淬炉渣40—80％(优选为50—60％)和

含有SiO₂34.18—55.06％、Al₂O₃17.81—30.59％、Fe₂O₃4.44—14.83％、CaO0.06—14.7％、MgO0.19—2.75％、SO₃0.35—10.05％、R₂O1.66—4.80％的从火力发电厂排出的副产品煤灰3—20％(优选为4—14％)和

含有化合水＋自由水0.04—0.23％、SiO₂＋不溶成份2.00—3.00％、Al₂O₃＋Fe₂O₃ 2.00—2.30％、CaO40.00—42.00％、MgO0.11—2.00％、SO₃50.00—55.50％的II型无水石膏、及含有化合水20.92—21.12％、SiO₂＋不溶成份0.20—3.66％、Al₂O₃＋Fe₂O₃0.11—2.03％、SO₃32.82—46.59％的二水石膏等一种或多种石膏4—35％和

含有烧失量0.3—0.8％、不溶成分0.01—0.10％、SiO₂20.00—23.00％、Al₂O₃4.90—6.00％、Fe₂O₃ 2.00—4.00％、CaO62.00—66.00％、MgO1.00—3.00％、SO₃1.00—2.50％、Na₂O0.30—0.50％、K₂O0.30—0.60％的波特兰水泥或熟料2—40％(优选为5—40％)，共计为100％，

在其中另加入作为添加剂的硫酸钠、硫酸铝、碳酸钠、铝酸苏打、柠檬酸钠等中的至少一种0.5—1.0％以上，混合粉碎或粉碎混合，表面积比为4000cm²/g—6000cm²/g。

本发明第4实施方案提供的另一种方法是，在上述高硫酸盐炉渣水泥的制造方法中，石膏是使用了II型无水石膏4—18％(优选为7—15％)，另作为添加剂加入硫酸铝0.5—5％、或者与其同时加入硫酸钠0.5—5％、碳酸钠0.5—5％、铝酸苏打0.5—5％、柠檬酸钠0.5—5％中的一种。

本发明的第5实施方案是在第3实施方案中的早强炉渣煤灰水泥的制造方法中，石膏是使用二水石膏4—35％(优选为6—10％)，另作为添加剂加入硫酸钠0.5—5％。

本发明第一实施方案的高硫酸盐炉渣水泥及早强炉渣煤灰水泥，由以钢铁生产排出的副产品高炉炉渣的水淬物，即高炉水淬炉渣为主，在其中混合由火力发电厂排出的副产品煤灰，再在其中添加石膏及作为碱激发剂的波特兰水泥和另作为理想的添加剂使用硫酸钠、硫酸铝、碳酸钠、铝酸苏打、柠檬酸钠等中的至少一种以上，这些添加剂起水和或促进凝结硬化的作用。

上述煤灰含有活性度很强的可溶性氧化钠，稳定，经济性强，容易得到，可使用煤灰、炉渣、熟料。另，高炉水淬炉渣如果碱度在1.4以上，无论化学性组成范围在理论上可否，使用可能，石膏无论是天然、化学、排脱石膏，无水、二水、半水石膏均可使用。

本发明的第1实施方案的高硫酸盐炉渣水泥及早强炉渣煤灰水泥，与过去众知的高硫酸盐炉渣水泥、高炉水泥，煤炭水泥相比，具有急速硬化、早强性及耐中性化的优点，其理由、机理的详细说明等，尚未作充分的解明，考虑有以下几项。

也就是说，碱度及化学成分稳定的水淬炉渣是强度发现性及安定性的必要条件，不安定的炉渣，有由强度低下所引起的硬度不足导致耐磨耗性低下以及干燥空气中的固定化时快速中性化产生性质劣化的缺陷。为改善这些，在第一实施方案的发明中作为主原料使用的高炉水淬炉渣及煤灰是控制潜在水硬性和Borazon反应的玻璃相，水淬炉渣里高石灰型铝酸硅酸盐玻璃70％以上。尚且，由于固溶在上述玻璃相中的Al₂O₃，分布均匀，不会发生局部多重反应，所以安定。

上述水淬炉渣的可溶性氧化铝及硅的总含量为49％左右，可溶性钙为45％左右，煤灰的可溶性氧化铝及硅的总含量为60％左右。向它们中混合石膏和波特兰水泥及作为添加剂的硫酸钠、硫酸铝、碳酸钠、铝酸苏打、柠檬酸钠等中的一种或数种，并加入适量的水，将其混炼水和，水和初期，通过由硫酸钠、硫酸铝、碳酸钠等上述添加剂分解产生的具弱酸性，吸附性强的氢氧化铝Al(OH₃)，及强碱性的NaOH的水和作用，促进无水石膏的溶解，加半水石膏和二水石膏时也一样，阻止钙铝酸盐的剧烈水和，使之正常凝结。

并且，熟料或石膏溶解同时，硫酸盐和碱会刺激水淬炉渣的潜在水硬性，对水淬炉渣、煤灰的铝起作用，使之加水分解生成Ca(OH)₂在溶相中生成Al₂O₃、SiO₂、CaO及硅酸钙水和物C—S—H及C₄AH₁₃，铝酸钙水和物，C₃A或C₁₂A₇，C₃A·H₆，3(CA)·CaSO₄的水和生成物的析出变得旺盛，液相浓度增大，为过饱和状态，急速反应，加上支配初期强度的C₃A—CaSO₄—H₂O系的高硫酸盐型3CaO·Al₂O₃·3CaSO₄·23H₂O钙钒石的快速生成，通过NaOH的水和促进作用促进2CaO·SiO·H₂O，3CaO·SiO₂·H₂O硅酸钙水和物的生成，有助于其单独或错综水和凝结硬化。

如上所述，在水和初期促进大量的钙钒石及一硫酸盐型，3CaO·Al₂O₃·CaSO₄·12H₂O的复合生成，同时不断地生成硅酸钙水和物，C—S—H凝胶填满粗大的钙钒石柱状晶的间隙及微细孔，早期开始水和物和未水和物为一体，形成细密的水和组织。

为此，发现初期强度，随着水和的进行石膏被消耗，随时间的经过，钙矾石转位反应为稳定的C₃A·CaSO₄·12H₂O，其后，C—S—H凝胶继续在水和物的间隙及毛细管空隙中生成，且组织更细密化，长期性通过煤灰、水淬炉渣、熟料的水和所放出的剩余酸性成分外1及外2在毛细管孔内相互扩散的发展阶段，引起制造不溶性化合物的Borazon反应，C—S—H及C₄AH₁₃沉淀，可得到填满了毛细管的稳定的有化学抵抗性的硬化体。外1Al₂O₄^2-外2SiO₃^2-

上述的一系列的水和反应为，使水泥主原料的化学组成为高氧化铝型，增加混合的石膏量，作为硫酸铝或羧酸的碱金属盐的柠檬酸，通过由其它添加剂加水分解时所产生的凝结作用和水和作用，由溶质急速分解导致迅速饱和，促进水和，时间顺序的凝结硬化成为可能。

上述过程中，以往公知的高硫酸盐炉渣水泥，由碱激发剂的过剩添加导致的强度低下是，液相的高石灰条件中的铝酸硫酸钙系水和物的微晶在未反应粒子的表面沉淀，形成细密的生成物层，为防止水的浸透，中断水和，防止物质的移动，针对反应迟缓，产生强度发现不能的现象，在第一实施方案中，通过对在水和初期促进粗大的钙矾石生成的组成进行改质，阻止铝酸硫酸钙水和物的微晶的生成，同时，为取得C—S—H水和物的复合生成，可得到速硬性的初期强度高的硬化体。

另外，由于波特兰水泥或熟料的水和，大量的Ca(OH)₂长期间处于碱性状态，抑制由CO₂的浸透扩散导致的中性化，防止脆弱质部分的发生，可得到稳定的高硫酸盐炉渣水泥的硬化体。

对于早强炉渣煤灰水泥，通过上述水淬炉渣和炉渣的复合，使SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO四成分体系安定，化学组成为高碱相，增加石膏的混合量，使用硫酸钠等前述添加剂，可以使其具有速硬性。

过去公知的高炉水泥及煤灰水泥，对以硅酸钙水和物的生成反应为主体，有关第一实施方案的发明，早强炉渣煤灰水泥改质为硅酸钙水和物的生成反应和水和初期钙矾石及单硫酸盐的复合生成并存的化学组成，配合的石膏的混合量比高硫酸盐炉渣水泥少，比高炉水泥多。另外，上述早强炉渣煤灰水泥的硬化作用的说明以前述高硫酸盐水泥的说明为准。

由于煤灰、石膏及波特兰水泥或熟料构成成分，分别根据第二实施方案固定在特定范围内，所以得到比第一实施方案的产品更安定的高硫酸盐炉渣水泥和早强炉渣煤灰水泥。

且，上述煤灰最好使用符合亚甲基兰比色法及JIS的标准的。另外，前述使用的无水石膏4—18％，二水石膏4—35％，所加入的石膏量要根据水泥的配合量及硫酸钠等上述碱激发剂的添加量的相关关系而变化。

在本发明第3实施方案中所述的高硫酸盐炉渣水泥、早强炉渣煤灰水泥的制造方法，与第一实施方案相同，高炉水淬炉渣40—80％，及与第2实施方案相同，煤灰3—20％、石膏4—35％、波特兰水泥或熟料2—40％合计100％，然后向其中加入作为添加剂的硫酸钠、硫酸铝、碳酸钠、铝酸苏打、柠檬酸钠中的一种或多种，每种0.5—5％，混合粉碎或粉碎混合，因比表面积为4000cm²/g—6000cm²/g，可得到安定的优质水泥。

上述石膏中，II型无水石膏不溶于水，二水、半水石膏可溶于水，由硫酸钠的添加促进II型无水石膏的溶解，与使用二水、半水石膏时同样可促进溶解，另外由于硫酸钠的添加，促进二水石膏的凝结硬化。

如本发明的实施方案所示，在II型无水石膏中，由于单独加入硫酸铝或与其同时加入硫酸钠、碳酸钠、铝酸苏打、柠檬酸钠中的一种作为添加剂，后述实施例1—5所示，可得到理想的高硫酸盐炉渣水泥。

另，如本发明的实施方案所示，在二水石膏中，由于作为添加剂加入硫酸钠，后述实施例6—8所示，可得到理想的早强炉渣煤灰水泥。

以下，就本发明的实施例1—8作说明。

实施例1—5为高硫酸盐炉渣水泥及其制造法，实施例6—8是速强炉渣灰水泥及其制造法。    实施例1

SiO₂    31.00—36.00％

Fe₂O₃  0.03—0.26％

MgO      5.20—5.49％

MnO      0.16—0.48％

Al₂O₃  12.30—14.47％

CaO      28.30—42.42％

SO₃     0.88—1.03％

TiO₂    0.46—0.82％

含有以上构成成分，CaO与SiO₂的比例为1.6—1.36的高炉水淬炉渣66％。

SiO₂    34.18—55.06％

Fe₂O₃  4.44—14.84％

MgO      0.19—2.75％

R₂O     1.66—4.80％

Al₂O₃  17.81—30.59％

CaO      0.66—14.70％

SO₃     0.35—10.05％

含有以上构成成分，从火力发电厂排出的副产品煤灰14％。而且，此煤灰要符合亚甲基兰比色法及JIS规格。

化合水＋自由水    0.04—0.23％

Al₂O₃＋Fe₂O₃ 2.00—2.30％

MgO               0.11—2.00％

SiO₂＋不溶成分   2.00—3.00％

CaO               40.00—42.00％

SO₃              50.00—55.50％

含有以上构成成分，II型无水石膏15％。

烧失量            0.33—0.80％

SiO₂             20.00—23.00％

Fe₂O₃           2.00—4.00％

MgO         1.00—3.00％

Na₂O       0.30—0.50％

不溶成分    0.01—0.10％

Al₂O₃     4.90—6.00％

CaO         62.00—66.00％

SO₃        1.00—2.50％

K₂O        0.30—0.60％

含有以上构成成分，波特兰水泥5％为原料，外加

硫酸铝    Al₂(SO₄)₃ 0.5—5％(最好为2—4％)

硫酸钠    Na₂SO₄     0.5—5％(最好为0.5—3％)

进行混合，为提高凝硬活性度将上述的煤灰与其他原料分别粉碎，所有原料用试验用球磨机粉碎，制造出布莱恩比表面积为5500cm²/g的高硫酸盐炉渣水泥。

实施例1的高硫酸盐炉渣水泥的化学成分如下：

烧失量      0.17％

不溶成分    0.10％

SiO₂       28.05％

Al₂O₃     14.21％(可溶成分12.38％)

Fe₂O₃     1.20％

CaO         40.89％

MgO         3.74％

SO₃        10.56％

MnO     0.12％

TiO₂   0.37％

R₂O    0.56％

按40％的W/C比将前述高硫酸盐炉渣水泥加水混练，制成符合JISR5201的灰浆，往4cm×4cm×16cm的模子注型，在室温为±30℃，湿度80％以上的条件下制成试件，在温度20℃±3℃，湿度80％以上的湿气箱里养护，24小时后除去模子，并且在水温20℃±2℃中进行了水中养护。

试件49分开始凝结，到1小时40分结束。试件的强度试验结果如下：

弯曲强度(kg/cm²)

材龄    3日    58.45

        7日    70.54

        28日   76.70压缩强度(kg/cm²)材龄        3日    263.38

        7日    385.60

        28日   443.00安定试验    良

作好垫子，把在湿汽箱里养护了24小时的试件连同玻璃板一起放入煮沸容器里的水中加热，沸腾90分钟后慢慢冷却，未发现裂纹和弯曲。实施例2

与实施例1所使用的材料一样，以水淬炉渣63％，煤灰13％，II型无水石膏15％，及波特兰水泥10％为原料，外加硫酸铝0.5—5％(优选为2—4％)，碳酸钠0.5—5％(优选为1—2％)进行混合，与实施例1—样用试验球磨机粉碎，制成布莱恩比表面积为4600cm²/g的高硫酸盐炉渣水泥。

实施例2的高硫酸盐炉渣水泥的化学成分如下：

烧失量      0.20％

不溶成分    0.10％

SiO₂       29.35％

Al₂O₃     12.44％(可溶成分11.66％)

Fe₂O₃     1.31％

CaO         42.47％

MgO         3.89％

SO₃        9.10％

MnO         0.13％

TiO₂       0.38％

R₂O        0.59％

把按实施例2制成的水泥以42％的W/C比加水混练，制成和实施例1尺寸相同的，符合JISR5201的试件，潮湿空气中和水中养护与实施例1相同。

试件41分开始凝结，到1小时38分结束。试件的强度试验结果如下：

弯曲强度(kg/cm²)

材龄    3日    54.56

        7日    68.52

        28日   70.30

压缩强度(kg/cm²)

材龄    3日    215.36

        7日    321.60

        28日   430.10

安定试验    良

试验条件同实施例1。实施例3

与实施例1所使用的材料一样，以水淬炉渣65％，煤灰10％，II型无水石膏10％，及波特兰水泥15％为原料，外加硫酸铝0.5—5％(优选为2—4％)铝酸苏打0.5—5％(优选为2—3％)进行混合，与实施例1一样用试验球磨机粉碎，制成布莱恩比表面积为5000cm²/g的高硫酸盐炉渣水泥。

实施例3的高硫酸盐炉渣水泥的化学成分如下：

烧失量      0.10％

不溶成分    0.10％

SiO₂       29.56％

Al₂O₃     12.09％(可溶成分11.45％)

Fe₂O₃     1.27％

CaO    44.99％

MgO    3.97％

SO₃   6.88％

MnO    0.13％

TiO₂  0.39％

R₂O   0.53％

把按实施例3制成的水泥以46％的W/C比加水混练，制成和实施例1尺寸相同的，符合JISR5201的试件，潮湿空气中和水中养护与实施例1相同。

试件1小时05分开始凝结，到2小时05分结束。试件的强度试验结果如下：

弯曲强度(kg/cm²)

材龄    3日    56.25

        7日    68.42

        28日   71.00

压缩强度(kg/cm²)

材龄    3日    220.13

        7日    325.60

        28日   429.10

安定试验    良

试验条件同实施例1。实施例4

与实施例1所使用的材料一样，以水淬炉渣60％，煤灰10％，II型无水石膏10％，及波特兰水泥20％为原料，外加硫酸铝0.5—5％(优选为1—2％)进行混合，与实施例1一样用试验球磨机粉碎，制成布莱恩比表面积为4550cm²/g的高硫酸盐炉渣水泥。

实施例4的高硫酸盐炉渣水泥的化学成分如下：

烧失量      0.17％

不溶成分    0.03％

SiO₂       29.53％

Al₂O₃     11.67％(可溶成分11.08％)

Fe₂O₃     1.74％

CaO         46.62％

MgO         4.00％

SO₃        5.20％

MnO         0.12％

TiO₂       0.35％

R₂O        0.64％

把按实施例4制成的水泥以50％的W/C比加水混练，制成和实施例1尺寸相同的，符合JISR5201的试件，进行了上述的潮湿空气中养护和水中养护。

试件1小时20分开始凝结，到2小时30分结束。试件的强度试验结果如下：

弯曲强度(kg/cm²)

材龄    3日    55.32

        7日    64.00

        28日   69.56

压缩强度(kg/cm²)

材龄    3日    235.43

        7日    318.00

        28日   433.15

安定试验    良

试验条件同实施例1。实施例5

与实施例1所使用的材料一样，以水淬炉渣58％，煤灰10％，II型无水石膏7％，及波特兰水泥25％为原料，外加硫酸铝0.5—5％(优选为1—2％)进行混合，与实施例1一样用试验球磨机粉碎，制成布莱恩比表面积为4900cm²/g的高硫酸盐炉渣水泥。

实施例5的高硫酸盐炉渣水泥的化学成分如下：

烧失量      0.17％

不溶成分    0.03％

SiO₂       29.53％

Al₂O₃     11.67％(可溶成分11.08％)

Fe₂O₃     1.74％

CaO         46.62％

MgO         4.00％

SO₃   5.29％

MnO    0.12％

TiO₂  0.35％

R₂O   0.64％

把按实施例5制成的水泥以50％的W/C比加水混练，制成和实施例1尺寸相同的，符合JISR5201的试件，进行了所定的潮湿空气中养生和水中养生。

试件59分开始凝结，到1小时40分结束。试件的强度试验结果如下：

弯曲强度(kg/cm²)

材龄    3日    48.93

        7日    64.28

        28日   71.60

压缩强度(kg/cm²)

材龄    3日    225.40

        7日    338.10

        28日   442.30

安定试验    良

试验条件同实施例1。实施例6

与实施例1所使用的材料一样，以水淬炉渣60％，煤灰10％，及波特兰水泥20％和后述二水石膏10％为原料，外加硫酸钠0.5—5％(优选为1—2％)进行混合，与实施例1一样用试验球磨机粉碎，制成布莱恩比表面积为4800cm²/g的早强炉渣煤灰水泥。

上述二水石膏的构成成分如下：

化合水            20.92—21.12％

SiO₂＋不溶成分   0.20—3.66％

Al₂O₃＋Fe₂O₃ 0.11—2.03％

CaO               23.42—35.35％

MgO               0.20—0.37％

SO₃              32.82—46.59％

实施例6的早强炉渣煤灰水泥的化学成分如下：

烧失量      2.15％

不溶成分    0.02％

SiO₂       29.12％

Al₂O₃     11.61％(可溶成分11.07％)

Fe₂O₃     1.43％

CaO         44.83％    

MgO         3.73％

SO₃        5.80％

MnO         0.12％

TiO₂       0.36％

R₂O        0.59％

把按实施例6制成的水泥以50％的W/C比加水混练，制成和实施例1尺寸相同的，符合JISR5201的试件，进行了所定的潮湿空气中养护和水中养护。

试件1小时08分开始凝结，到2小时00分结束。试件的强度试验结果如下：

弯曲强度(kg/cm²)

材龄    3日    48.75

        7日    65.39

        28日   70.58

压缩强度(kg/cm²)

材龄    3日    224.90

        7日    340.00

        28日   450.23

安定试验    良

试验条件同实施例1。实施例7

与实施例1所使用的材料一样，以水淬炉渣60％，煤灰4％，及波特兰水泥30％和与实施例6同样的二水石膏6％为原料，外加硫酸钠0.5—5％(优选为1—2％)进行混合，与实施例1一样用试验球磨机粉碎，制成布莱恩比表面积为4600cm²/g的早强炉渣煤灰水泥。

实施例7的早强炉渣煤灰水泥的化学成分如下：

烧失量      1.54％

不溶成分    0.03％

SiO₂       28.49％

Al₂O₃     10.46％(可溶成分10.00％)

Fe₂O₃     1.37％

CaO         49.33％

MgO         3.70％

SO₃        3.93％

MnO         0.12％

TiO₂       0.36％

R₂O        0.45％

把按实施例7制成的水泥以50％的W/C比加水混练，制成和实施例1尺寸相同的，符合JIS R5201的试件，进行了所定的潮湿空气中养护和水中养护。

试件1小时08分开始凝结，到2小时15分结束。试件的强度试验结果如下：

弯曲强度(kg/cm²)

材龄    3日    50.07

        7日    63.62

        28日   72.29

压缩强度(kg/cm²)

材龄    3日    225.32

        7日    341.00

28日    452.18

安定试验    良

试验条件同实施例1。实施例8

与实施例1所使用的材料一样，以水淬炉渣50％，煤灰4％，及波特兰水泥40％和与实施例6同样的二水石膏6％为原料，外加硫酸钠0.5—5％(优选为1—2％)进行混合，与实施例1一样用试验球磨机粉碎，制成布莱恩比表面积为4480cm²/g的早强炉渣煤灰水泥。

实施例8的早强炉渣煤灰水泥的化学成分如下：

烧失量      1.06％

不溶成分    0.04％

SiO₂       18.64％

Al₂O₃     9.68％(可溶成分9.22％)

Fe₂O₃     1.67％

CaO         60.18％

TiO₂       0.30％

R₂O        0.56％

把按实施例8制成的水泥以50％的W/C比加水混练，制成和实施例1尺寸相同的，符合JIS R5201的试件，进行了所定的潮湿空气中养护和水中养护。

试件1小时10分开始凝结，到1小时50分结束。试件的强度试验结果如下：

弯曲强度(kg/cm²)

材龄    3日    48.24

        7日    64.35

        28日   70.18

压缩强度(kg/cm²)

材龄    3日    226.26

        7日    360.33

        28日   461.51

安定试验    良

试验条件同实施例1。

并且，本发明不局限于上述实施例，在不脱离说明书记载的范围，例如用半水石膏作石膏，用柠檬酸钠作添加剂等，可以适当变更。

如上所述，本发明是由制铁过程中排出的副产品的高炉水淬沪渣，火力发电厂排出的副产品煤灰，石膏，波特兰水泥或熟料，外加硫酸铝等添加剂添后的微粉末构成，化学成分为高氧化铝，高石灰型，前述添加剂的水和作用，随着由煤灰的微粉化而引起玻璃质比表面积增大，硅、氧化铝的溶解度就加大，混练后该微粒子进入成为块状的水泥的块构造中，分散水泥的粒子，增大可析出水和物的空间，促进水泥的水和，可获得以下效果。

也就是说，与途今为止周知的高硫酸盐炉渣水泥，高炉水泥及煤灰水泥相比，硬化速度快，初期强度和长期强度高，抑制氧化，能获得化学性更稳定的高硫酸盐炉渣水泥·早强炉渣煤灰水泥。

并且，前述水淬炉渣、煤灰几乎不受任何限制，收集和搬运上简单容易，加上制造过程中不用烧成，作为省资源，省能源型的水泥能广泛使用，价格低廉。

并且，本发明由于对煤灰，石膏，波特兰水泥或熟料的构成成分限制在特定范围内、能获得更安定的高质量的水泥。

本发明，在与权利要求2相同的水淬炉渣、煤灰、石膏、波特兰水泥或熟料之上，外加，硫酸铝、硫酸钠等添加剂、把这些混合粉碎＋或粉碎混合，在4000cm²/g—6000cm²/g比表面积时，能获得更安定的高质量的水泥。

本发明由于特定了石膏和添加剂，能获得非常理想的高硫酸盐炉渣水泥·早强炉渣煤灰水泥。

在本说明书中使用的符号对应关系如下：

R₂O          Na₂O·K₂O

C—S—H           CaO·SiO₂·H₂O

C₄AH₁₃    4CaO·Al₂O₃·13H₂O

C₃A              3CaO·Al₂O₃

C₁₂A₇     12CaO·7Al₂O₃

C₃A·H₆         3CaO·Al₂O₃·6H₂O

3(CA)·CaSO₄       3(CaO·Al₂O₃)·CaSO₄