CN1049880C

CN1049880C - 超高铁铝酸钙的硅酸盐水泥熟料及制造方法

Info

Publication number: CN1049880C
Application number: CN95105309A
Authority: CN
Inventors: 陈益民; 史立萍; 苏慕珍
Original assignee: China Building Materials Academy CBMA
Current assignee: China Building Materials Academy CBMA
Priority date: 1995-05-22
Filing date: 1995-05-22
Publication date: 2000-03-01
Anticipated expiration: 2015-05-22
Also published as: CN1122313A

Abstract

本发明为一种超高铁铝酸钙的硅酸盐水泥熟料及制造方法，此种熟料的矿物组成以重量百分数表示为C₃S＝40%～62%，C₂A_xF_(1-x)＝21%～42%，MgO＝0～8%，游离CaO＜3%，余为C₂S及其他矿相。其生产方法用熟料率值配料，Kh＝0.84～1.0，P≤0.60，掺加含氟矿化剂和含硫矿化剂，烧成温度1150℃～1320℃，可比一般硅酸盐水泥增产10%～20%(重量)，并可以降低煤耗，生产工艺也容易掌握。

Description

超高铁铝酸钙的硅酸盐水泥熟料及制造方法

本发明为一种特种硅酸盐水泥熟料及制造方法，属于水泥工业的特种水泥领域。

与本发明相关的技术有以下几个：

<1>属于硫铝酸盐系统的铁铝酸盐水泥，其熟料组成为C₄A₃S-C₄AF-C₂S-CaSO₄，不含C₃S，其特点是快硬、高强，可制成自应力水泥，但是所用原料Al₂O₃含量很高，需要用铝矾土作原料，其烧成温度较低，但温度范围窄(1300℃～1350℃)，烧成工艺不好控制，该水泥的耐久性问题，尚未有肯定的结论。

<2>国外有种菲拉瑞水泥，其熟料组成为C₃S-C₄AF-C₂S，其中的C₄AF含量约可达20％(重量)，烧成温度范围与通常的硅酸盐水泥相当，为1350℃～1450℃，其特点是早期强度略低，后期强度正常。

<3>国内尚有一种道路硅酸盐水泥熟料，熟料组成为C₃S-C₂S-C₃A-C₄AF，属于高铁水泥，其中的C₄AF含量国家标准要求为16％(重量)以上，罗马尼亚标准为18％(重量)以上，实际上不会超过20％(重量)，否则烧成很困难。该水泥强度正常，耐磨性好，烧成温度正常，但范围偏窄，不好控制。

<4>另有国内的加复合矿化剂煅烧的水泥，熟料组成为C₃S-C₂S-C₃A-C₄AF系统，其中C₄AF含量12％～20％(重量)，烧成时掺入萤石和石膏(或其他含氟和硫酸根的物质)作为矿化剂，促使熟料烧成温度降低至1250℃～1350℃。

以上几种水泥熟料及生产技术各具特色，代表了近年来的高铁水泥技术方面的成果，但尚有以下几方面有待改进：

1.在硅酸盐水泥熟料系统中，当铁铝酸钙的含量提高到20％(重量)以上时，烧成制度不易控制，煅烧温度范围窄，为1300℃～1350℃或1250℃～1350℃，在生产中难以掌握。

2.现有的高铁水泥在使用性能方面尚不能满足一些特殊需要，如硫铝酸盐水泥虽能产生膨胀性，但其水化热高，制作大体积混凝土不适合，而且其耐久性未经受长期考验；硅酸盐水泥耐久性好，但无膨胀性，无补偿收缩作用，用于大体积混凝土工程，往往产生开裂。

用含有超高铁铝酸钙成分的硅酸盐水泥熟料制造的水泥，作大体积混凝土工程等用途，人们作过大量实验研究，均持肯定态度，但是在工厂中实际生产这种熟料却存在困难。

本发明的目的是设计一种具有高铁铝酸钙相的硅酸盐水泥熟料组成，其中的铁铝酸钙含量占熟料组成的20％(重量)以上，可以用此熟料配制出有特殊性能水泥。如：用于有特殊要求的大坝工程中，如利用其膨胀性以补偿收缩；用于海洋工程中，可以耐腐蚀；利用其抗磨性用于筑路工程和飞机场工程等。并且此种水泥烧成温度低，烧成温度范围宽，易于掌握，节省煤耗，可降低成本。

本发明的具体内容如下：

超高铁铝酸钙的硅酸盐水泥熟料的矿物组成以重量百分数表示如下：

C₃S＝40％～62％；

C₂A_xF_(1-x)＝21％～42％，其中的x为0.25～0.46；

MgO＝0～8％，游离CaO在3％以下，余为C₂S及其它矿相。

其制造方法如下：

<1>配料按熟料率值要求计算

控制Kh＝0.84～1.0，P≤0.60

Kh＝(CaO-1.1Al₂O₃-0.7Fe₂O₃-fCaO)/2.8SiO₂

其中的游离CaO控制在3％(重量)以下。

原料有石灰石、粘土、铁粉或其代用及校正原料(如矾土、页岩、硫酸渣、电石渣、煤矸石、粉煤灰等)在回转窑或机立窑上按一般的硅酸盐水泥熟料的生产方法与控制方法生产，入窑生料化验结果CaCO₃或CaO合格率控制在60％(重量)以上，Fe₂O₃合格率达到50％(重量)以上。生料中掺加矿化剂，包括含氟矿化剂(如萤石)和含硫矿化剂(如石膏、硫精矿等)，掺量以CaF₂和CaSO₄计，分别为(占生料重量百分数)：CaF₂ 1％～2％，CaSO₄ 0～3％。

<2>控制工艺参数：

可用回转窑或立窑煅烧。

烧成温度(物料温度)1150℃～1320℃，窑内要求通风好，保持氧化气氛，以避免结皮或结圈，控制窑产量比煅烧一般硅酸盐熟料高10％～20％(重量)，立窑黑生料配煤量低，用此方法生产的熟料28天抗压强度为50～65MPa。

本发明的优点和效果：

本发明所设计的水泥熟料矿物组成中铁铝酸钙含量超过20％(重量)以上，而且属于硅酸盐水泥系统，可以配制具有特殊性能的水泥，用于专门的工程中，如利用其膨胀性来补偿收缩，可用于大体积的混凝土施工；具有优良的耐腐蚀性，可用于海水工程中；具有优良的耐磨性，可用于路面和飞机场施工等等。而且本发明的制造方法，烧成温度可大幅度降低，并具有足够宽的烧成温度范围，可以增产20％(重量)，此工艺具有增产节能的直接效果，其熟料强度可达50～65MPa。

以下为本发明的实施例：

例1，在回转窑上煅烧，按熟料率值Kh＝0.90，n＝1.38，P＝0.59，用石灰石、煤矸石、铁粉配料，生料中外掺1.5％(重量)萤石(萤石中含CaF₂量为87.8％(重量))，用低热值煤作燃料(仅为4000大卡/kg煤)，烧成温度1200℃～1300℃，产量增加20％(重量)，熟料的游离CaO为2％(重量)，烧成熟料的矿物组成以重量百分数表示为：C₃S＝49.6％，C₂S＝17.2％，铁铝酸钙25.6％，MgO＝2.9％。熟料掺5％(重量)石膏后的安定性合格，凝结时间正常，28天抗压强度63MPa，抗折强度8.8MPa。

例2，按熟料率值Kh＝0.91，n＝1.20，P＝0.51，用石灰石、粘土、铁粉配料，萤石、石膏作矿化剂，生料中外掺CaF₂1.1％(重量)、CaSO₄ 0.8％(重量)，在回转窑上煅烧，温度1200℃～1300℃，熟料中游离CaO＝1.2％±0.3％(重量)，熟料矿物组成以重量百分数表示为：C₃S＝52.4％，C₂S＝15.7％，MgO＝0.9％，铁铝酸钙29.3％。熟料掺5％(重量)石膏后，28天抗压强度59.4MPa，抗折强度8.3MPa。

例3，按熟料率值Kh＝0.95，n＝0.72，P＝0.33，用石灰石、粘土、铁粉配料，萤石和石膏作矿化剂，生料中掺量为CaF₂ 1.5％(重量)、CaSO₄ 1.2％(重量)，烧成温度1180℃～1280℃，在回转窑上煅烧，游离CaO＝1.0％(重量)，烧成熟料的矿物组成以重量百分数表示为：C₃S＝48.8％，C₂S＝7.2％，MgO＝6.0％，铁铝酸钙＝38.9％。熟料掺5％(重量)石膏后，28天抗压强度54.8MPa，抗折强度8.1MPa。

Claims

1.一种超高铁铝酸钙的硅酸盐水泥熟料，其特征是：熟料的矿物组成以重量百分数表示为C₃S＝40％～62％，C₂A_xF_(1-x)＝21％～42％，其中的x为0.25～0.46，MgO＝0～8％，游离CaO＜3％，余为C₂S及其它矿相。

2.一种超高铁铝酸钙的硅酸盐水泥熟料的制造方法，其特征是：<1>按熟料率值计算配料，Kh＝0.84～1.0，P≤0.60，游离CaO控制在3％(重量)以下；<2>生料中掺含氟矿化剂和含硫矿化剂，掺量按CaF₂和CaSO₄计，分别为CaF₂1％～2％、CaSO₄ 0～3％(占生料重量百分数)；<3>用回转窑或立窑生产；<4>煅烧温度1150℃～1320℃，窑内要求氧化气氛。