含无水硫铝酸钙矿物的硅酸盐水泥熟料及其生产方法

摘要

本发明公开了一种含无水硫铝酸钙矿物的硅酸盐水泥熟料及其生产方法，其特征是熟料的矿物组成为：C3S－C2S－C4A3S，其中熟料的矿物组成重量百分比为：C3S40％－70％，C4A3S2％－10％，C2S余量，熟料的化学组成中Fe2O3＜3.5％。采用的原料为重量百分比75－86％石灰石，5－18％粘土，2.5－9％矿化剂，经配料、粉磨在窑内煅烧而成。用该方法生产的水泥熟料中含有硫铝酸钙矿物，其特性为易磨性好，强度高，抗折率高，可大幅度增加混合材尤其是粉煤灰掺量而保持水泥标号不变，或不降低混合材掺量而提高水泥标号，该熟料与粉煤灰的相容性高于矿渣的相容性，有激发粉煤灰活性的作用，这与传统理论和实践截然相反。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种水泥熟料及其生产方法，特别是一种含无水硫铝酸钙矿物的硅酸盐水泥熟料及其生产方法。

背景技术：

传统的通用水泥熟料生产，主要是由石灰石、粘土、铁质校正原料和规定量的煤粉煅烧而成，在该熟料中掺入一定比例混合材经粉磨即得通用水泥，该熟料四大矿物组成C₃S、C₂S、C₃A、C₄AF中C₃A水化硬化存在着水化热高，干缩变化大，导致该类水泥早期强度低，混合材掺量少，成本高。也有含硫铝酸盐水泥的生产，但该水泥是特种水泥，不属于通用水泥，不能在常规的建筑工程中使用。还有山东建材学院研制的阿利特-硫铝酸盐水泥熟料，由于该熟料制得含硫铝酸盐水泥中SO₃含量超过3.5％，也不属于通用水泥。实施ISO水泥新标准后，对水泥强度尤其是早期强度要求较高，为了达到新标准的这种要求，特别是要达到3天强度指标，迫使混合材的掺量大幅度减少，这就提高了水泥的生产成本而降低了企业的经济效益。

发明内容：

本发明的目的是为了在不降低混合材掺量的条件下提高水泥标号，或在保持水泥标号不变的前提下提高混合材掺量，而提出一种主要矿物组成为C₃S-C₂S-C₄A₃S的含无水硫铝酸钙矿物的硅酸盐水泥熟料。

本发明的另一目的是提出了一种生产上述含无水硫铝酸钙矿物的硅酸盐水泥熟料的方法，即在传统硅酸盐水泥熟料中引入适量的无水硫铝酸钙(C₄A₃S)矿物组成，主要是改变原料配比尤其是不使用铁质校正原料。

本发明的技术方案为：一种含无水硫铝酸钙矿物的硅酸盐水泥熟料，其特征是熟料的矿物组成为：C₃S-C₂S-C₄A₃S，其中熟料的矿物组成重量百分比为：C₃S40％-70％，C₄A₃S 2％-10％，C₂S余量，熟料的化学组成中Fe₂O₃＜3.5％。优选C₃S的重量百分比为50％-60％，C₄A₃S的重量百分比为4％-7％，C₂S余量。

一种生产上述含无水硫铝酸钙矿物的硅酸盐水泥熟料方法，其特征是：采用原料为重量百分比75-86％石灰石，5-18％粘土，2.5-9％矿化剂，经配料、粉磨，煅烧而成。

本发明中所述的矿化剂为石膏和萤石。石膏的重量百分比为2-7％，萤石重量百分比为0.5-2％。采用的窑为机立窑时，原料在入窑煅烧前，预先加入规定比例的煤粉，煤粉的规定比例为的重量百分比为4-15％。采用的窑为旋窑时，原料在进入窑内煅烧前及煅烧时，喷入煤粉或燃油。燃烧时温度控制在1200-1400℃之间，最好是控制在1300-1350℃。

本发明的有益效果为：用该方法生产的水泥熟料含有无水硫铝酸钙矿物，其特性为易磨性好，强度高，例如，其1天抗压强度为18-25Mpa，3天抗压强度为25-35Mpa，28天抗压强度为55-75Mpa，比传统硅酸盐水泥高5-15Mpa；抗折率高，该熟料的抗折率达到0.85-0.90；可大幅度增加混合材尤其是粉煤灰掺量而提高水泥标号，例如，在相同条件下，混合材的掺量可提高10-30％；该熟料与粉煤灰的相容性好于与矿渣的相容性，有激发粉煤灰活性的作用，在相同掺量的条件下，粉煤灰水泥的强度高于矿渣水泥的强度，而在水泥强度相同的情况下，粉煤灰的掺量高于矿渣的掺量，这与传统的理论和实践截然相反。

具体实施方式：

实施例一：在机立窑生产线上，将石灰石80kg，粘土10kg，石膏4kg，萤石1kg，煤5kg，配合入球磨机磨成生料，再加水成球入机立窑，在1300℃左右煅烧成熟料。用化学分析方法和X-射线衍射定量法测得熟了中C₃S重量比占60％，C₄A₃S的重量比占4％，Fe₂O₃的重量比占2.5％。

实施例二：在回转窑生产线上，将石灰石85kg，粘土6kg，石膏7kg，萤石2kg，配合入球磨机磨成生料，将生料喂入回转窑在1350℃左右煅烧成熟料。用化学分析方法和X-射线衍射定量法测得熟了中C₃S重量比占55％，C₄A₃S的重量比占6％，Fe₂O₃的重量比占1.5％。

实施例三：在机立窑生产线上，将石灰石75kg，粘土5kg，石膏5kg，萤石1kg，煤15％，配合入球磨机磨成生料，再加水成球入机立窑，在1200℃左右煅烧成熟料。用化学分析方法和X-射线衍射定量法测得熟了中C₃S重量比占50％，C₄A₃S的重量比占5％，Fe₂O₃的重量比占0.5％。

实施例四：在回转窑生产线上，将石灰石79.5kg，粘土18kg，石膏2kg，萤石0.5kg，配合入球磨机磨成生料，将生料喂入回转窑在1350℃左右煅烧成熟料。用化学分析方法和X-射线衍射定量法测得熟了中C₃S重量比占58％，C₄A₃S的重量比占6％，Fe₂O₃的重量比占1.5％。