CN106277864B - 海工低热硅酸盐水泥熟料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种海工低热硅酸盐水泥熟料的制备方法，其包括以下步骤:1)按质量百分含量，将70％‑84％石灰石、10％‑20％粘土、5％‑10％硫酸渣和1％‑5％铁尾矿混合磨成粉末，得到水泥生料；2)将所述的水泥生料在分解炉中分解，然后在1350℃‑1400℃煅烧30min‑45min，冷却，得到水泥熟料；其中，所述水泥生料的煅烧过程参数在同样产量的现有水泥生料的分解、煅烧生产过程参数的基础上，按水泥熟料产量500‑10000吨/天，分别将以下参数进行调整：窑高温风机转速下降3％‑5％；头煤用量减少2％‑5％；尾煤用量增加2％‑5％；分解炉出口温度下降10℃‑30℃；C5下料管温度下降2％‑5％；篦冷机电机转速提高20％‑30％。本发明的水泥熟料制备的水泥水热低，干缩率低。
Description
技术领域
本发明涉及一种硅酸盐水泥熟料，特别是涉及一种海工低热硅酸盐水泥熟料及其制备方法。
背景技术
近年来，世界各国都十分重视海洋资源的开发。在国外，海洋工程使用的结构材料主要有钢结构和水泥混凝土结构，就使用效果而言，水泥混凝土材料是一种较好的结构材料。国外混凝土工程主要使用中热或低热波特兰水泥并掺加适量的化学外加剂和矿物掺和料，使水泥混凝土的性能满足海洋工程的特殊要求。我国海洋资源十分丰富，海洋资源的开发和利用具有广阔的前景。今后无论是海上、海中还是海底工程，其结构材料仍将以水泥混凝土材料为主。
由于混凝土结构损坏后不易修复，因此要求海洋工程混凝土具有良好的抗裂耐久性。目前我国在港口、码头等海洋工程上主要使用的还是普通硅酸盐水泥和少量抗硫酸盐水泥，这类水泥水化放热高、干缩率较高，其7d大于300kJ/kg，28d干缩率大于0.1，不能完全满足海洋工程的特殊要求。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种新型海工低热硅酸盐水泥熟料及其制备方法，所要解决的技术问题是使其水热化低，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种海工低热硅酸盐水泥熟料的制备方法，其包括以下步骤:
1)按质量百分含量，将70％-84％石灰石、10％-20％粘土、5％-10％硫酸渣和1％-5％铁尾矿混合磨成粉末，得到水泥生料；
2)将所述的水泥生料在分解炉中分解，然后在1350℃-1400℃煅烧30min-45min，冷却，得到水泥熟料；其中，所述水泥生料的煅烧过程参数在同样产量的现有水泥生料的分解、煅烧生产过程参数的基础上，按水泥熟料产量500-10000吨/天，分别将以下参数进行调整：窑高温风机转速下降3％-5％；头煤用量减少2％-5％；尾煤用量增加2％-5％；分解炉出口温度下降10℃-30℃；C5下料管温度下降2％-5％；篦冷机电机转速提高20％-30％。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的海工低热硅酸盐水泥熟料的制备方法，其中所述的参数进行调整：窑高温风机转速下降4％；头煤用量增加3％；尾煤用量减少3％；分解炉出口温度下降20℃；C5下料管温度下降3％；篦冷机电机转速提高25％。
优选的，前述的海工低热硅酸盐水泥熟料的制备方法，其中对于水泥熟料产量5000吨/天的所述水泥生料的煅烧过程参数为：窑高温风机转速为1767-1804rpm；头煤用量为10.0-10.3t/h；尾煤用量为11.4-11.8t/h；分解炉出口温度为860-880℃；C5下料管温度为817-843℃；篦冷机电机转速为4.08-4.42rpm。
优选的，前述的海工低热硅酸盐水泥熟料的制备方法，其中对于水泥熟料产量5000吨/天的所述水泥生料的煅烧过程参数为：窑高温风机转速为1785.6rpm；头煤用量为10.1t/h；尾煤用量为11.64t/h；分解炉出口温度为870℃；C5下料管温度为834℃；篦冷机电机转速为4.25rpm。
优选的，前述的海工低热硅酸盐水泥熟料的制备方法，其中所述的水泥生料在分解炉中的分解率为85％-88％。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种海工低热硅酸盐水泥熟料，由本发明的方法制备而成；其其矿物成分为(按质量百分比)：
硅酸三钙：30％-45％；
硅酸二钙：35％-48％；
铝酸三钙：1％-8％；
铁铝酸四钙：10％-15％；
以上各组分之和为100％。
借由上述技术方案，本发明新型海工低热硅酸盐水泥熟料及其制备方法至少具有下列优点：
本发明的制备方法通过分解炉温度控制，风、煤、料的优化匹配，烧成带温度控制、提高熟料冷却速度等可解决海工低热硅酸盐水泥熟料在煅烧过程中液相量少、液相粘度低和烧成温度范围窄等技术难题，促进各矿物成核和长大，减少中间过渡相产物，最终实现熟料预期的高强度、低水化热。通过本发明的水泥熟料制备的水泥水热化低，其三天水热化为197-209kj/kg，七天水热化为228-240kj/kg；通过本发明的方法制备的水泥干缩率低，28天干缩率为0.03-0.06。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的海工低热硅酸盐水泥熟料及其制备方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征或特点可由任何合适形式组合。
本发明的一个实施例提出的一种海工低热硅酸盐水泥熟料的制备方法，其包括以下步骤:
1)按质量百分含量，将70％-84％石灰石、10％-20％粘土、5％-10％硫酸渣和1％-5％铁尾矿混合磨成粉末，得到水泥生料；
2)将所述的水泥生料在分解炉中分解，然后在1350℃-1400℃煅烧30min-45min，冷却，得到水泥熟料；其中，所述水泥生料的煅烧过程参数在同样产量的现有水泥生料的分解、煅烧生产过程参数的基础上，按水泥熟料产量500-10000吨/天，分别将以下参数进行调整：窑高温风机转速下降3％-5％；头煤用量减少2％-5％；尾煤用量增加2％-5％；分解炉出口温度下降10℃-30℃；C5下料管温度下降2％-5％；篦冷机电机转速提高20％-30％。各实施例的煅烧参数见表1。其中生料在分解炉中分解，继续通过C5下料管进入水泥窑。通过分解炉温度控制，风、煤、料的优化匹配，烧成带温度控制、提高熟料冷却速度等可解决海工低热硅酸盐水泥熟料在煅烧过程中液相量少、液相粘度低和烧成温度范围窄等技术难题，促进各矿物成核和长大，减少中间过渡相产物，最终实现熟料预期的高强度、低水化热。
较佳的，本实施例所述水泥生料的煅烧过程参数在同样产量的现有水泥生料的分解、煅烧生产过程参数的基础上，按水泥熟料产量500-10000吨/天，分别将以下参数进行调整：窑高温风机转速下降4％；头煤用量增加3％；尾煤用量减少3％；分解炉出口温度下降20℃；C5下料管温度下降3％；篦冷机电机转速提高25％。
较佳的，本实施例中对于水泥熟料产量5000吨/天的所述水泥生料的煅烧过程参数为：窑高温风机转速为1767-1804rpm；头煤用量为10.0-10.3t/h；尾煤用量为11.4-11.8t/h；分解炉出口温度为860-880℃；C5下料管温度为817-843℃；篦冷机电机转速为4.08-4.42rpm。较佳的，本实施例中对于水泥熟料产量5000吨/天的所述水泥生料的煅烧过程参数为：窑高温风机转速为1785.6rpm；头煤用量为10.1t/h；尾煤用量为11.64t/h；分解炉出口温度为870℃；C5下料管温度为834℃；篦冷机电机转速为4.25rpm。
较佳的，本实施例中水泥生料在分解炉中的分解率为85％-88％，未分解的生料进入水泥窑后可以诱导硅酸三钙成核，使硅酸三钙成形较好；各实施例的水泥生料在分解炉中的分解率见表1。
本发明的另一个实施例提出一种海工低热硅酸盐水泥熟料，其矿物成分为(按质量百分比)：
硅酸三钙：30％-45％；
硅酸二钙：35％-48％；
铝酸三钙：1％-8％；
铁铝酸四钙：10％-15％；
以上各组分之和为100％。具体各实施例的水泥熟料矿物成分见表2。
较佳的，本实施例中水泥熟料的原料按质量百分比计包括：石灰石70％-84％，粘土10％-20％，硫酸渣5％-10％，铁尾矿1％-5％。具体的各实施例的水泥熟料的原料配比见表3。
将发明的水泥熟料和石膏混合，粉磨，得到海工低热硅酸盐水泥，其中按质量百分含量计，水泥熟料为93％-98％，石膏为2％-7％。具体各实施例的水泥熟料和石膏的配比见表3。
较佳的，本实施例的石膏为二水石膏、硬石膏或工业副产石膏中的一种。
较佳的，本实施例的海工低热硅酸盐水泥的比表面积为300-330m2/kg；各实施例的水泥的比表面积见表3。
表1煅烧过程中参数调整、水泥表面积及生料在分解炉中的分解率
表2实施例1-5水泥熟料的矿物成分
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| CS3/％ | 30 | 45 | 33 | 44 | 43 |
| CS2/％ | 47 | 44 | 48 | 35 | 40 |
| C3A/％ | 8 | 1 | 7 | 7 | 6 |
| C4AF/％ | 15 | 10 | 12 | 14 | 11 |
表3实施例1-5水泥熟料的原料配比、熟料与石膏重量比及水泥的比表面积
参照GB/T 17671-1999水泥胶砂强度检验方法(ISO法)、GB/T 12959-2008水泥水化热测定方法、JC/T603-2004水泥胶砂干缩试验方法，对实施例1-5的水泥进行物理性能试验，测试结果见表4。
表4实施例1-5水泥的物理性能
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种海工低热硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤:
1)按质量百分含量，将70％-84％石灰石、10％-20％粘土、5％-10％硫酸渣和1％-5％铁尾矿混合磨成粉末，得到水泥生料；
2)将所述的水泥生料在分解炉中分解，然后在1350℃-1400℃煅烧30min-45min，冷却，得到水泥熟料；对于水泥熟料产量5000吨/天的所述水泥生料的煅烧过程参数为：窑高温风机转速为1767-1804rpm；头煤用量为10.0-10.3t/h；尾煤用量为11.4-11.8t/h；分解炉出口温度为860-880℃；C5下料管温度为817-843℃；篦冷机电机转速为4.08-4.42rpm。
2.根据权利要求1所述的海工低热硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，对于水泥熟料产量5000吨/天的所述水泥生料的煅烧过程参数为：窑高温风机转速为1785.6rpm；头煤用量为10.1t/h；尾煤用量为11.64t/h；分解炉出口温度为870℃；C5下料管温度为834℃；篦冷机电机转速为4.25rpm。
3.根据权利要求1所述的海工低热硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述的水泥生料在分解炉中的分解率为85％-88％。
4.根据权利要求1所述的海工低热硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述的水泥熟料，其矿物成分为(按质量百分比)：
硅酸三钙：30％-45％；
硅酸二钙：35％-48％；
铝酸三钙：1％-8％；
铁铝酸四钙：10％-15％；
以上各组分之和为100％。
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