CN101717210A - 硅酸盐水泥熟料中阿利特晶型调控工艺 - Google Patents

硅酸盐水泥熟料中阿利特晶型调控工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种硅酸盐水泥熟料中阿利特晶型调控工艺，通过对硅酸盐水泥熟料进行热处理，使熟料中阿利特的晶型发生改变，从而达到提高硅酸盐水泥熟料性能的目的。本发明工艺简单可行。

Description

硅酸盐水泥熟料中阿利特晶型调控工艺
技术领域
本发明涉及一种硅酸盐水泥熟料中阿利特晶型调控工艺，尤其涉及了一种提高硅酸盐水泥熟料性能的方法。
背景技术
我国水泥工业发展迅速，2008年我国水泥产量近14.5亿吨，占世界水泥总产量的50％，连续24年居世界首位。由于我国经济正处于快速发展时期，据预测，我国水泥产量仍将以10％的速度增长。虽然我国是水泥生产大国，但并非是强国，水泥整体质量不高，从而影响了我国混凝土工程的寿命，因此，必须提高水泥的性能。硅酸盐水泥主要是由硅酸盐水泥熟料、石膏和混合材复合而成的。要提高硅酸盐水泥的性能，主要提高硅酸盐水泥熟料的性能。硅酸盐水泥熟料中主要矿物为阿利特、贝利特、铝酸三钙(3CaO·Al2O3，C3A)和铁铝酸四钙(4CaO·3Al2O3·Fe2O3，C4AF)。阿利特是硅酸盐水泥熟料胶凝性的主要提供者，但同时也是能源消耗的主要者。因此，要提高硅酸盐水泥熟料的胶凝性，必须要提高熟料中C3S的含量或者提高其活性，但是，提高熟料中C3S的含量，会增加能源的消耗，因此，在面临国家节能减排的重大需求下，要提高水泥熟料的性能，有效措施之一是提高硅酸盐水泥熟料中阿利特的活性。目前对提高阿利特活性的方法，国内外大多数都是通过掺杂的技术手段，改变阿利特的晶型以得到较高活性的阿利特。
发明内容
本发明的目的是为了提高硅酸盐水泥熟料性能，提出了一种硅酸盐水泥熟料中阿利特晶型的调控工艺，使硅酸盐水泥熟料中阿利特晶型得到改变，从而提高硅酸盐水泥熟料的性能。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种硅酸盐水泥熟料中阿利特晶型晶型调控工艺，其具体步骤如下：
(1)将配好的硅酸盐水泥生料进行煅烧；
(2)以每分钟1～35℃的速率升温，升至1400℃-1600℃时保温，然后进行自然冷却；
(3)将冷却的熟料在600℃～800℃下开始升温，以每分钟1～35℃的速率升温，温度升至700℃～1300℃时，保温，然后进行自然冷却；
(4)将冷却的熟料经球磨机研磨成粉末；
或者其步骤如下：
(1B)将配好的硅酸盐水泥生料进行煅烧；
(2B)以每分钟1～35℃的速率升温，升至1400℃-1600℃时保温，然后进入冷却机以每分钟40℃～80℃的速率进行冷却；
(3B)当温度冷却到700℃～1300℃时，保温；
(4B)然后继续自然冷却；将冷却的熟料经球磨机研磨成比粉末。
优选步骤(2)、(3)、(2B)和(3B)中的保温时间分别为5～120分钟。优选步骤(4)和(4B)中将熟料研磨成比表面积为340～360m2/kg的粉末。
步骤(1)和(1B)中将配好的硅酸盐水泥生料进行煅烧，是按常规工艺参数将水泥生料煅烧成熟料，也可以直接取煅烧好的熟料进行以下步骤的热处理。
有益效果：
本发明中涉及的一种对硅酸盐水泥熟料中阿利特晶型的调控，通过对硅酸盐水泥熟料进行热处理，使熟料中阿利特的晶型发生改变，从而提高硅酸盐水泥熟料性能。本工艺简单可行。
附图说明
图1为淮海水泥厂生产的水泥熟料中阿利特矿物在不同2θ角间的XRD图；其中图1-1为未经热处理的水泥熟料中Alite在2θ为32～33°间的XRD图，图1-2未经热处理的水泥熟料中Alite在2θ为51.5～52.7°间的XRD图；
图2为淮海水泥厂生产的水泥熟料经热处理中阿利特矿物在不同2θ角间的XRD图；其中图2-1经热处理的水泥熟料中Alite在2θ为32～33°间的XRD图，图2-2经热处理的水泥熟料中Alite在2θ为51.0～52.5°间的XRD图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
(1)将配好的硅酸盐水泥生料升温至1450℃煅烧1小时进行煅烧；冷却；
(2)以每分钟5℃的速率升温，当温度升至1450℃时保温30分钟，然后进行自然冷却；
(3)将冷却的熟料在800℃下开始升温，以每分钟10℃的速率升温，温度升至1100℃时，保温60分钟，然后进行自然冷却；
(4)将冷却的熟料经球磨机研磨成比表面积为340m2/kg的粉末；熟料中阿利特矿物的XRD图与未经热处理的徐州淮海水泥厂熟料中阿利特矿物的XRD图如图1、图2所示；从图中可以看出，淮海水泥厂的硅酸盐水泥熟料经1100℃煅烧60分钟热处理后，阿利特晶型由M3型向M1型转变。
(5)称取96g最终产物熟料，加入4g石膏，混匀，加入29ml水(水灰比w/c＝0.29)搅拌、成型，试块大小20×20×20mm，测定3d和28d抗压强度。试块首先在相对湿度为90％，温度为20±2℃的养护箱中养护24h，然后将脱模的试块放入20±1℃的水养护箱中养护。强度对比见表1。
表1硅酸盐水泥熟料的净浆强度(MPa)
Figure G2009102126465D0000031
实施例2：
(1)将配好的硅酸盐水泥生料升温至1480℃煅烧0.5小时进行煅烧；冷却；
(2)以每分钟10℃的速率升温，当温度升至1500℃时保温60分钟，然后进行自然冷却；
(3)将冷却的熟料在700℃下开始升温，以每分钟15℃的速率升温，温度升至1000℃时，保温90分钟，然后进行自然冷却；经球磨机研磨成比表面积为350m2/kg的粉末；
(4)称取96g最终产物熟料，加入4g石膏，混匀，加入29ml水(水灰比w/c＝0.29)搅拌、成型，试块大小20×20×20mm，测定3d和28d抗压强度。试块首先在相对湿度为90％，温度为20±2℃的养护箱中养护24h，然后将脱模的试块放入20±1℃的水养护箱中养护。强度对比见表2。
表2硅酸盐水泥熟料的净浆强度(MPa)
Figure G2009102126465D0000041
实施例3：
(1)将配好的硅酸盐水泥生料升温至1450℃煅烧1小时进行煅烧；冷却，
(2)以每分钟5℃的速率升温，当温度升至1450℃时保温60分钟，然后进入冷却机，以每分钟55℃的速率进行降温；
(3)当温度冷却到1000℃时，保温60分钟；
(4)然后自然冷却；将冷却的熟料经球磨机研磨成比表面积为360m2/kg的粉末；
(5)称取96g最终产物熟料，加入4g石膏，混匀，加入29ml水(水灰比w/c＝0.29)搅拌、成型，试块大小20×20×20mm，测定3d和28d抗压强度。试块首先在相对湿度为90％，温度为20±2℃的养护箱中养护24h，然后将脱模的试块放入20±1℃的水养护箱中养护。强度对比见表3。
表3硅酸盐水泥熟料的净浆强度(MPa)
Figure G2009102126465D0000042
实施例4：
(1)将配好的硅酸盐水泥生料升温至1450℃煅烧1小时进行煅烧；冷却；
(2)以每分钟15℃的速率升温，温度升至1500℃时保温30分钟；然后进入冷却机，以每分钟50℃的速率进行降温；
(3)当温度冷却到1100℃时，保温30分钟；
(4)然后自然冷却；将冷却的熟料经球磨机研磨成比表面积为350m2/kg的粉末；
(5)称取96g最终产物熟料，加入4g石膏，混匀，加入29ml水(水灰比w/c＝0.29)搅拌、成型，试块大小20×20×20mm，测定3d和28d抗压强度。试块首先在相对湿度为90％，温度为20±2℃的养护箱中养护24h，然后将脱模的试块放入20±1℃的水养护箱中养护。强度对比见表4。
表4硅酸盐水泥熟料的净浆强度(MPa)
Figure G2009102126465D0000051

Claims (3)

1.一种硅酸盐水泥熟料中阿利特晶型晶型调控工艺，其具体步骤如下：
(1)将配好的硅酸盐水泥生料进行煅烧；
(2)以每分钟1～35℃的速率升温，升至1400℃-1600℃时保温，然后进行自然冷却；
(3)将冷却的熟料在600℃～800℃下开始升温，以每分钟1～35℃的速率升温，温度升至700℃～1300℃时，保温，然后进行自然冷却；
(4)将冷却的熟料经球磨机研磨成粉末；
或者其步骤如下：
(1B)将配好的硅酸盐水泥生料进行煅烧；
(2B)以每分钟1～35℃的速率升温，升至1400℃-1600℃时保温，然后进入冷却机以每分钟40℃～80℃的速率进行冷却；
(3B)当温度冷却到700℃～1300℃时，保温；
(4B)然后继续自然冷却；将冷却的熟料经球磨机研磨成粉末。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤(2)、(3)、(2B)和(3B)中的保温时间分别为5～120分钟。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤(4)和(4B)中将熟料研磨成比表面积为340～360m2/kg的粉末。
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