CN103003219A

CN103003219A - 用于符合可持续发展原则的建筑的绿色水泥

Info

Publication number: CN103003219A
Application number: CN2010800681525A
Authority: CN
Inventors: 泰瓦萨哈雅姆·阿罗克伊亚多斯
Original assignee: Empire Technology Development LLC
Current assignee: Empire Technology Development LLC
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2013-03-27
Also published as: EP2595936A4; WO2012010936A1; US20120145043A1; US8317917B2; EP2595936A1

Abstract

本发明涉及“绿色”水泥，其可以是碳中性或碳负性的，可以通过使用进料组合物和作为粘合剂的具有蛋白黑素的酒糟水，在较低温(450℃-500℃)下制得，所述进料组合物包含：(i)TiO₂、TaO_xN_y、TiO_xN_y、RuO₂、Pt、TaO、带隙材料，或它们的第一混合物；(ii)Al₂O₃；和(iii)Ca₂SiO₂、MgSiO₂、MnSiO₂，或它们的第二混合物。

Description

用于符合可持续发展原则的建筑的绿色水泥

技术领域

本公开内容涉及用于制备水泥熟料的颗粒进料组合物及其应用；以及水泥和混凝土组合物。

背景

水泥是地球上最为广泛使用的物质之一。不幸的是，它也是最大的污染之一，占全部CO₂散发的约5-7％。由水泥的制备而产生的CO₂的主要来源有两个。第一个是由为了产生改变原料所需的极高(1450℃)窑温而燃烧的燃料导致的。第二个CO₂的来源是由水泥的主要粘合剂石灰石的煅烧导致的。随着对全球变暖和符合可持续发展原则的建筑方法的关注，环境友好水泥在未来将变得甚至更加重要。

新的粘合剂和加工方法可以降低在混凝土和砂浆的制备中产生的CO₂的量。如今，在大部分混凝土和砂浆中的粘合剂是普通波特兰水泥(OPC)，其是通过在极热(1450℃)的窑中加热石灰石和其它材料制得的。其它用于降低散发的通行方法包括：在窑中使用可再生燃料、改善窑的效率以及添加飞灰和炉渣作为水泥替代物。尽管所述解决方案是有利的，但它们还是具有缺点。例如，备选燃料的使用增加了成本，获得更多的窑效率将很可能受到限制，且当前的建筑规范限制了可以用于建筑工程中的OPC替代材料的量。

因为全世界的管理机构提高了它们对减少人造CO₂的关注，所以新的水泥替代物可以找到现成的市场，特别是因为水泥消费持续上升，尤其是在发展中国家中。然而，传统水泥的“绿色”替代物将需要以类似的成本具有类似于OPC的强度、操作性、耐久性和其它特性。这在发展中国家中是特别意义重大的，发展中国家将不愿或不能支付与传统产品相比额外成本太大的绿色替代物。此外，新的组合物应当至少具有波特兰水泥的类似性能。

概述

一方面，本公开内容提供了用于制备水泥熟料的颗粒进料组合物，所述组合物包含：(i)TiO₂、TaO_xN_y、TiO_xN_y、RuO₂、Pt、TaO、带隙材料或它们的第一混合物；(ii)Al₂O₃；和(iii)Ca₂SiO₂、MgSiO₂、MnSiO₂或它们的第二混合物；其中(i)、(ii)和(iii)分别以约1∶4∶5的重量比存在于颗粒进料组合物中。

本公开内容的另一个方面提供了水泥熟料，所述水泥熟料包含约40重量％的Al₂O₃、约30重量％的SiO₂、约10重量％的TiO₂和约20重量％酒糟水。

本公开内容的另一个方面提供了用于制备水泥熟料的方法以及根据本方法制备的水泥熟料，所述方法包括：将颗粒进料组合物提供至水泥窑；并将水泥窑加热至在约450℃至约550℃之间的温度历时一段适于形成水泥熟料的时间。

本公开内容的另一个方面提供了用于制备水泥的方法以及根据本方法制备的水泥，所述方法包括：向水泥窑提供颗粒进料组合物；将水泥窑加热至在约450℃至约550℃之间的温度历时一段适于水泥熟料形成的时间；冷却水泥熟料；并将水泥熟料与一种或多种附加材料研磨以形成水泥。

另一方面，本公开内容提供了水泥，其包含前述水泥熟料中的任何一种或多种。

本公开内容的另一方面提供了混凝土，其包含前述水泥熟料中的任何一种或多种和骨料。

前述的概述仅仅是说明性的，并且不意图以任何形式成为限制性的。除上述说明性的方面、实施方案和特征之外，其它的方面、实施方案和特征通过参考附图和以下的详细描述将变得明显。

附图简述

图1说明了本公开内容的所提议的方法之一的制备阶段。

详细描述

在以下的详细描述中参考了附图，所述附图形成了本说明书的一部分。在附图中，除非在上下文中另有规定，否则相似的符号通常标志着相似的部分。在详细描述、附图和权利要求中描述的说明性的实施方案不意在具有限制性。可以利用其它实施方案，且在不脱离在此提出的主题的精神或范围的情况下，可以做出其它的改变。容易理解，如在此概述及在图中说明的本公开内容的各方面，可以以广泛的各种不同结构被安排、替代、组合、分离以及设计，所有这些均在此被明确地预期。

本公开内容提供了使用酒糟水(例如、酿酒厂废水)制备水泥的方法以及由此方法制备的水泥和混凝土。在提议的方法中，可以使用材料如Ca₂SiO₂、Al₂O₂、TiO₂和酒糟水制备水泥。在酒糟水中存在的蛋白黑素在水泥制备过程中可以起到粘合剂的作用。提议的方法也通过吸附CO₂而降低了大量在工艺中产生的CO₂。使用提议的方法，可以在低至450℃的温度制备水泥，从而大大地降低能量消耗量。提议的水泥制备工艺不仅仅节省成本地使用工业废物酒糟水，而且它消除了为了除去此工业废物而所需的努力。

一方面，本公开内容提供了一种用于制备水泥熟料的颗粒进料组合物，所述颗粒进料组合物包含：(i)TiO₂、TaO_xN_y、TiO_xN_y、RuO₂、Pt、TaO、带隙材料或它们的第一混合物；(ii)Al₂O₃；和(iii)Ca₂SiO₂、MgSiO₂、MnSiO₂或它们的第二混合物；其中(i)、(ii)和(iii)分别以约1∶4∶5的重量比存在于颗粒进料组合物中。

如本文所使用的术语“带隙材料”表示光电导的、光催化的和/或半导体材料。带隙材料的实例包括但不限于ZnO、Ge、GeO₂、Sn、SnO₂、Si、SiO₂及它们的合金和混合物。

在某些实施方案中，颗粒进料组合物包含(i)TiO₂、TaO_xN_y、TiO_xN_y、或它们的第一混合物。在某些实施方案中，颗粒进料组合物包含(iii)Ca₂SiO₂。在某些实施方案中，颗粒进料组合物包含(iii)MgSiO₂。

在某些其它实施方案中，颗粒进料组合物包含(i)TiO₂、(ii)Al₂O₃和(iii)Ca₂SiO₂、MgSiO₂、MnSiO₂、或它们的第二混合物。在某些其它实施方案中，颗粒进料组合物包含(i)TiO₂、(ii)Al₂O₃、和(iii)Ca₂SiO₂或MgSiO₂或它们的第二混合物。在某些其它实施方案中，颗粒进料组合物包含(i)TiO₂、(ii)Al₂O₃、和(iii)Ca₂SiO₂。在某些其它实施方案中，颗粒进料组合物包含(i)TiO₂、(ii)Al₂O₃、和(iii)MgSiO₂。

对于每种前述颗粒进料组合物的来源，例如，(i)、(ii)和(iii)，中值粒径可以小于约5μm。同样，颗粒进料组合物本身可以具有小于约5μm的中值粒径。

在一个实施方案中，颗粒进料组合物还包含酒糟水。如本文所使用的术语“酒糟水”表示由醇的制备(例如，谷物发酵和蒸馏，或糖蜜发酵和蒸馏)和/或糖的加工(例如，甘蔗或甜菜的加工)所以产生的废物。适合的谷物蒸馏可以使用的谷物包括但不限于：稻米、大麦、玉米、黑麦、发芽大麦、发芽黑麦和小麦。当用于本文所述的组合物和方法中时，无论是以水溶液的形式或是以水已经基本上被除去了的干燥的废组合物的形式使用酒糟水，酒糟水的重量是基于干基计算的。在酒糟水溶液中存在的其它元素(及它们的化合物)可以包括但不限于：取决于酒糟水来源的工艺参数和地理而变量的C、H、O、K、Ca、Mg、S、N、P、Fe、Mn、Zn、Cu、和Si。例如，由在印度的甘蔗处理得到的酒糟水可以具有与由在德国的大麦发酵和蒸馏得到的酒糟水不同的组成。

在某些实施方案中，酒糟水包含蛋白黑素。如本文所使用的术语“蛋白黑素”表示高分子量非均相聚合物，其是当糖类和氨基酸类在高温和低水分活度下(通过梅拉德反应)化合而形成的；典型地在经历一些形式的非酶褐变(non-enzymatic browning)的食物加工中形成。不限于任何作业理论，蛋白黑素是金属螯合物质，其可以辅助聚合。在某些其它实施方案中，酒糟水包含酿酒厂酒糟水和/或糖蜜。在某些其它实施方案中，酒糟水包含糖蜜。

颗粒进料组合物可以包含，例如，约95重量％至约98重量％的组合的(i)、(ii)和(iii)；和约2重量％至约5重量％的酒糟水。在某些实施方案中，颗粒进料组合物可以包含约95重量％至约97重量％的组合的(i)、(ii)和(iii)，和约3重量％至约5重量％的酒糟水。在某些其它实施方案中，颗粒进料组合物可以包含约95重量％至约96重量％的组合的(i)、(ii)和(iii)，和约4重量％至约5重量％的酒糟水。在某些实施方案中，颗粒进料组合物可以包含约96重量％至约98重量％的组合的(i)、(ii)和(iii)，和约2重量％至约4重量％的酒糟水。在某些实施方案中，颗粒进料组合物可以包含约96重量％至约97重量％的组合的(i)、(ii)和(iii)，和约3重量％至约4重量％的酒糟水。在某些实施方案中，颗粒进料组合物可以包含约97重量％至约98重量％的组合的(i)、(ii)和(iii)，和约2重量％至约4重量％的酒糟水。在某些实施方案中，颗粒进料组合物可以包含约95重量％的组合的(i)、(ii)和(iii)，和约5重量％的酒糟水。在某些实施方案中，颗粒进料组合物可以包含约96重量％的组合的(i)、(ii)和(iii)，和约4重量％的酒糟水。在某些实施方案中，颗粒进料组合物可以包含约97重量％的组合的(i)、(ii)和(iii)，和约3重量％的酒糟水。在某些实施方案中，颗粒进料组合物可以包含约98重量％的组合的(i)、(ii)和(iii)，和约2重量％的酒糟水。

少于约15％的颗粒进料组合物应当具有大于约90μm的直径。

另一方面，可以使用任何前述的颗粒进料组合物制备水泥熟料，包括：将如以上任意实施方案所述的颗粒进料组合物提供至水泥窑；并将水泥窑加热至在约450℃至约550℃之间的温度历时一段适于形成水泥熟料的时间。在此方法的升高的温度下，颗粒进料组合物的原料可以经历煅烧和/或退火，而形成水泥熟料。

在某些实施方案中，加热历时约5小时至约7小时。在其它实施方案中，加热历时约5小时至约6小时。备选地，温度可以在约450℃至500℃之间；或在约500℃至550℃之间。

当根据本方法制备时，熟料可以具有多孔结构。例如，熟料可以具有约100nm至约500nm的平均孔径。

另一方面，本公开内容提供一种水泥熟料，其包含约40重量％的Al₂O₃、约30重量％的SiO₂、约10重量％的TiO₂和约20重量％来自如上所述的酒糟水的组分，所述组分包括酵母、蛋白黑素、以及C、K、Ca、Mg、S、N、P、Fe、Mn、Zn和Cu的元素形态或是它们各自的化合物或它们的组合。在某些实施方案中，酒糟水包含蛋白黑素。在某些其它实施方案中，酒糟水包含糖蜜。

另一方面，本公开内容提供了用于制备水泥的方法，包括：将如以上任意实施方案所述的颗粒进料组合物提供至水泥窑；并将水泥窑加热至在约450℃至约550℃之间的温度历时一段适于形成水泥熟料的时间；冷却水泥熟料；并将水泥熟料与一种或多种附加材料研磨以形成水泥。在某些实施方案中，加热历时约5小时至约7小时。在其它实施方案，加热历时约5小时至约6小时。备选地，温度可以在约450℃至500℃之间；或在约500℃至550℃之间。

在研磨之前，可以将熟料冷却至约10℃至约400℃之间的温度。在某些实施方案中，可以在研磨前将熟料冷却至环境温度(例如，在约10℃至50℃之间)。

可以按照本领域技术人员熟悉的任何方法研磨熟料。例如，可以用水泥磨，包括掺和机、球磨振动器或两者的组合影响研磨，以形成水泥。可以控制研磨工艺，以获得具有如下粒径范围的粉末，其中约15重量％由低于5μm直径的粒子构成，且约5重量％粒子大于45μm。可以用输送带或粉末泵将绿色水泥输送至贮存筒仓。

所述用于与熟料研磨的一种或多种附加材料可以包括石膏、飞灰、高炉炉渣、火山灰、硅灰、或它们的混合物。在某些实施方案中，所述一种或多种附加材料可以包含石膏。在某些实施方案中，所述一种或多种附加材料可以包含飞灰。在某些实施方案中，所述一种或多种附加材料可以包含高炉炉渣。在某些实施方案中，所述一种或多种附加材料可以包含火山灰。在某些实施方案中，所述一种或多种附加材料可以包含硅灰。

在再另一个方面，本公开提供了一种水泥，其包含根据前述的方面和它们的实施方案中任一项所述的水泥熟料。

另一方面，本公开提供了一种水泥，其是如根据本文前述方面和实施方案中任一项所述制备的。

当在本组合物和方法中使用TiO₂时，制得的水泥可以自净(self-cleaning)。二氧化钛可以吸收紫外光，并因此变成对于来接触水泥和/或混凝土表面的污染物如氮和碳的氧化物而言高度反应性的，并分解污染物。如果不存在TiO₂，污染物可能使水泥表面褪色。例如，向本文提议的组合物中加入锐钛矿相TiO₂可以提供自净性能。显著地，对于TiO₂，在从450℃至500℃的范围的温度煅烧之后，可以在室温观察到在约480nm的光波长处的强的光响应。相反，当在低于400℃或高于550℃的温度煅烧时，TiO₂表现出弱的光响应。热重-差示扫描量热计-质谱(TG-DSC-MS)测量显示了归因于TiO₂中的残余杂质的氧化的在400℃至470℃的温度范围内煅烧的TiO₂前体的显著重量损失(约18重量％)。释出的气体主要由H₂O和CO₂组成。在可见光下TiO₂的强的光响应可以归因于与TiO₂混合或附着在TiO₂上的和/或在TiO₂中的微孔结构中的杂质，如碳或烃化合物。

另一方面，本公开内容提供了一种混凝土，其包含任何以上描述或制备的水泥以及骨料。如本文所使用的术语“骨料”表示与粘合介质(如水、沥青、波特兰水泥、石灰等)一起使用而形成复合材料(如水泥混凝土)的粗大颗粒材料如砂、砾石、破碎石块和炉渣(例如，由铁和钢的制备产生的废炉渣)。本领域技术人员可以容易地如适于所需应用来确定颗粒的合适级别和含量。骨料可以是天然的或是人造的。通常，天然骨料是通过明挖(采石场)从较大的岩层取得的。典型地，取得的岩石通过机械破碎被减小至可用的尺寸。火成岩、沉积岩和变质岩可以用于骨料中，包括但不限于：花岗岩、正长岩、闪长岩、玄武岩、辉绿岩、辉长岩、石灰石、砂岩、燧石、页岩、片麻岩、片岩、板岩、石英岩、大理石、蛇纹石和它们的混合物。人造骨料通常是其它制备工业例如混凝土的再循环的副产物。

实施例

制备绿色水泥的方法包括：制备原料混合物、制备熟料和制备绿色水泥。用于提议的方法的所有这些阶段在图1中图示，并在以下实施例中更详细地描述。提供以下实施例是为了说明性的目的，且不意在以任何方式限制本公开内容。本领域技术人员将容易认识到各种可以被改变或修正以得到基本相同结果的非关键性参数。

实施例1绿色水泥的制备

将从本地岩石采掘的原料如Ca₂SiO₂、Al₂O₃和TiO₂分别破碎(典型地低于50mm)，并存储在筒仓中。粉碎的原料以适当的比例(在这种情况下5∶4∶1)被通过称重喂料器递送至输送带上，随后被进料至生料磨。而且，将酒糟水以基本进料组合物的重量百分数(2％-5％)的比例从独立的筒仓向此生料磨进料。酒糟水可以包含石灰和CaCO₃。酒糟水的另一种组分蛋白黑素，在绿色水泥的制备中用作粘合剂。酒糟水可以容易地从市场和糖蜜的工厂排水口和/或工业酿酒场获得。

在生料磨中，粉碎的原料和酒糟水被以适合的比例引入并磨碎而形成原料混合物。当TiO₂为自净剂时，在生料磨中将TiO₂与Ca₂SiO₂、Al₂O₃和酒糟水混合。换言之，TiO₂防止了建筑物的墙壁褪色。

将如此获得的原料混合物储藏在原料混合物筒仓中。按最大颗粒的尺寸规定原料混合物的细度，并且通常控制细度，使得少于5重量％至15重量％的颗粒超过90μm直径，以能够完成窑中的化学反应并且确保原料混合物是化学均相的。

在一个实施方案中，在干法中，通常通过将来自窑的热废气通过生料磨来在生料磨中将原料干燥，从而使原料混合物成为细粉末。

在另一个实施方案中，在湿法中，将水添加至生料磨原料中，且磨的产物是浆料，具有通常在25重量％至45重量％范围内的水分含量。在这种情况下，通过流体泵输送浆料。

绿色水泥中的酒糟水具有90,000mg/Kg的存储CO₂的能力。这是通过水泥中的在制备过程中形成的纳米孔达到的。关于通过在酒糟水中的有机材料吸收CO₂的讨论参见例如，Res.J.Agr.Biol.Sci.2005，1，166-169；和WorldAppl.Sci.J.2009，6，1270-1273。在水泥窑的缓慢旋转并倾斜的圆筒中，在500℃的固定温度加热原料混合物5-7小时。酒糟水吸附碳和氮的氧化物(例如CO₂、NO、NO₂等)。当暴露在日光中时，在原料混合物中的TiO₂将碳和氮的氧化物分解成它们的元素组成。因此，酒糟水提高了酒糟水的CO₂吸附能力。在加热5-7小时之后，获得的产出物质为熟料。将熟料冷却，并且通过输送带输送至仓库如熟料筒仓。

使用附加材料如石膏、飞灰等在包括掺和机、球磨振动器或两者的组合的水泥磨中将熟料细磨，以形成用于符合可持续发展原则的建筑的绿色水泥。控制研磨过程，以得到具有宽粒度范围的粉末，其中，典型地，15重量％由小于5μm直径的粒子构成，且5重量％由大于45μm直径的粒子构成。通过输送带或粉末泵，将绿色水泥输送至用于储存的筒仓。

实施例2制备实施例

在生料磨中，将Ca₂SiO₂、Al₂O₃、TiO₂和酒糟水研磨并混合在一起，以形成原料混合物。Ca₂SiO₂、Al₂O₃、TiO₂与酒糟水的比率按重量％为5∶4∶1。随后将原料混合物储存在原料混合物筒仓中。随后在水泥窑中将原料混合物在500℃加热5-7小时，以形成熟料。随后将加热的熟料储存在熟料筒仓中，并通过自然冷却冷却至室温。随后在水泥磨中粉碎冷却的熟料，以制备绿色水泥组合物。

抗压强度数据：对用如上所述的方法和成分制备的水泥进行抗压强度试验，结果与波特兰水泥比较，详述于下。结果由用水泥砂浆制成的立方体测得，其面的面积为50cm²，所述水泥砂浆具有一重量份水泥和三重量份标准砂(符合IS 650∶1966)，以及水。水泥砂浆立方体为25重量％标准稠度水泥、3重量％砂、且其余的72重量％是水和碎石。

本公开内容并不限于在本申请中描述的特定的实施方案的各方面，所述实施方案意在说明各个方面。可以在不脱离它的精神和范围的前提下做出许多修改和变化，这对于本领域技术人员是显而易见的。通过前文描述，除了本文列举的那些以外，在本公开内容的范围内的功能上等价的方法和设备将对于本领域技术人员是显而易见的。这些修改和变化意图落在附带的权利要求的范围内。本公开内容仅仅受到附带的权利要求的术语以及与这些权利要求所得到的授权等价的全部范围的限制。应当理解，本公开内容不受限于特定的方法、试剂、化合物组合物或生物体系，这些当然可以变化。还应当理解，本文所使用的术语仅仅是为了描述特定实施方案的目的，而且并非意在受到限制。

关于本文中大部分复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以从复数翻译为单数和/或从单数翻译为复数，使之适合于上下文和/或应用。各种单数/复数的置换可以出于清晰的缘故而被明确地阐明。

本领域人员应当理解，通常，本文所使用的术语，特别是在附带的权利要求(例如，附带的权利要求的正文)中的术语，通常意图作为“开放”的术语(例如，术语“包括(inculding)”应当被解释为“包括但不限于”，术语“具有”应当被解释为“至少具有”，术语“包括(includes)”应当被解释为“包括但不限于”等)。本领域人员还应当理解，如果意图在于在提出的权利要求被提及物(recitation)的具体数值，这样的意图将在权利要求中明确地被提及，并且在缺少这样的提及时不存在这样的意图。例如，为了帮助理解，下文附带的权利要求可以包含使用引入性的短语“至少一种”和“一种或多种”，以引出权利要求被提及物。然而，使用这样的短语不应被解释为暗示着借助不定冠词“一(a)”或“一(an)”引出的权利要求被提及物将任何含有这样引出的权利要求被提及物的特定的权利要求限制于那些含有仅仅一种这样的被提及物的实施方案，即使当同一的权利要求包含引入性的短语“一种或多种”或“至少一种”以及不定冠词如“一(a)”或“一(an)”的时候(例如，“一(a)”和/或“一(an)”应当被解释为表示“至少一种”或“一种或多种”)；对于用于引出权利要求被提及物的定冠词的使用也同样适用。此外，即使明确提及了提出的权利要求被提及物的具体的数值，本领域技术人员将认识到，这种被提及物应被解释为至少表示所提及的数值(例如，无修饰的被提及物“两个被提及物”，没有其它修饰语，表示至少两个被提及物或两个以上被提及物)。此外，当使用类似于“A、B和C等中的至少一种”的惯例的情况下，通常这样一种句式意图在于本领域技术人员将理解所述惯例(例如，“具有A、B和C中的至少一种的体系将包括但不限于：单独具有A，单独具有B，单独具有C，具有A和B，具有A和C，具有B和C，和/或具有A、B和C的体系等)。当使用类似于“A、B或C等的至少一种”的惯例的情况下，通常这样一种句式意图在于本领域技术人员将理解所述惯例(例如，“具有A、B或C的至少一种的体系”将包括但不限于：单独具有A，单独具有B，单独具有C，具有A和B，具有A和C，具有B和C，和/或具有A、B和C的体系等)。本领域人员还将理解，实际上任何表述两个以上选择性的术语的分离性的单词和/或短语，无论是在说明书中、权利要求中还是附图中，都应被理解为企图设想如下的可能性：包括术语之一、包括术语中任一、或同时包括两术语。例如，短语“A或B”将被理解为包括可能性“A”或“B”或“A和B”。

此外，当按照马库什群组(Markush groups)描述本公开内容的特征或方面时，本领域技术人员将认识到，也因此马库什群组的成员的子群组或任何单独的成员的公开也被描述。

本领域技术人员将理解，对于任何和所有目的，例如在提供书面描述方面，在此公开的所有范围也包括任何和所有可能的子范围以及其子范围的组合。任何列举的范围可以简单地被认作充足的描述以及使得该范围能够至少被分成二等份、三等份、四等份、五等份、十等份等。作为非限定性实例，本文讨论的任何范围可以容易地分成下三分之一，中三分之一和上三分之一等。本领域技术人员还将理解，所有如“高达，”“至少，”等语言包括提及的数值并指代随后可以被分成子范围的范围，如上文所讨论。最后，本领域技术人员还将理解，范围包括每个单独的成员。因此，例如，一个具有1-3个单元的群组指的是一个具有1个、2个或3个单元的群组。类似地，一个具有1-5个单元的群组指的是一个具有1个、2个、3个、4个或5个单元的群组。

尽管已经在此公开了多个方面和实施方案，但是其他方面和实施方案对本领域技术人员将是显然的。这里所公开的多个方面和实施方案是出于说明性的目的，而不是意在限制，本公开内容的真实范围和精神由所附权利要求指出。

Claims

1.一种用于制备水泥熟料的颗粒进料组合物，所述颗粒进料组合物包含：

(i)TiO₂、TaO_xN_y、TiO_xN_y、RuO₂、Pt、TaO、带隙材料，或它们的第一混合物；

(ii)Al₂O₃；和

(iii)Ca₂SiO₂、MgSiO₂、MnSiO₂，或它们的第二混合物；

其中(i)、(ii)和(iii)以约1∶4∶5的重量比分别存在于所述颗粒进料组合物中。

2.根据权利要求1所述的颗粒进料组合物，所述颗粒进料组合物还包含酒糟水。

3.根据权利要求2所述的颗粒进料组合物，其中所述酒糟水包含蛋白黑素。

4.根据权利要求2所述的颗粒进料组合物，其中所述酒糟水包括酿酒厂酒糟水和/或来自糖的加工的酒糟水。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的颗粒进料组合物，其中所述进料组合物包含约95重量％至约98重量％的混合的(i)、(ii)和(iii)以及约2重量％至约5重量％的酒糟水。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的颗粒进料组合物，其中少于约15重量％的所述颗粒进料组合物具有大于约90μm的直径。

7.一种水泥熟料，所述水泥熟料包含约40重量％的Al₂O₃、约30重量％的SiO₂、约10重量％的TiO₂和约20重量％的酒糟水。

8.一种用于制备水泥熟料的方法，所述方法包括：

将根据权利要求1-6中任一项所述的颗粒进料组合物提供至水泥窑；

并将所述水泥窑加热至约450℃至约550℃之间的温度历时一段适于形成所述水泥熟料的时间。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述加热历时约5至约6小时。

10.一种水泥熟料，所述水泥熟料是根据权利要求8-9中任一项所述的方法制备的。

11.根据权利要求7或10所述的水泥熟料，其中所述熟料具有约100nm至约500nm的孔径大小。

12.一种用于制备水泥的方法，所述方法包括：

将所述水泥窑加热至约450℃至约550℃之间的温度历时一段适于形成水泥熟料的时间；

冷却所述水泥熟料；和

将所述水泥熟料与一种或多种附加材料研磨，以形成所述水泥。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述一种或多种附加材料包含石膏、飞灰、高炉炉渣、火山灰、硅灰，或它们的混合物。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述加热历时约5至约6小时。

15.根据权利要求12-14中任一项所述的方法，其中少于约5重量％的所述水泥具有大于约45μm的粒径。

16.根据权利要求15所述的方法，其中少于约15重量％的所述水泥具有小于5μm的粒径。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，其中所述水泥具有约100nm至约500nm的孔径大小。

18.一种水泥，所述水泥是根据权利要求12-17中任一项制备的。

19.一种水泥，所述水泥包含根据权利要求7、10或11所述的水泥熟料。

20.一种混凝土，所述混凝土包含根据权利要求18或19所述的水泥以及骨料。