CN107935423A - 耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料及制备方法与耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥及制备方法 - Google Patents

耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料及制备方法与耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料及制备方法与耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥及制备方法，涉及建筑材料领域，该耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料包括以下重量百分比的矿物成分：无水硫铝酸钙12％～30％、铁铝酸四钙9.04％～35％、硅酸二钙37％～49％、硫酸钙6％～26％和游离氧化钙0.5％～4.1％，该耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料用于水泥中以缓解现有用于海洋环境中的水泥耐海水侵蚀性能查和耐磨蚀性耐差等技术问题，并且具有早期强度高和便于施工的优点，可制备适用于海洋环境的高耐腐蚀性海工水泥混凝土。

Description

耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料及制备方法与耐腐蚀高贝 利特硫铝酸盐水泥及制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料，具体涉及硫铝酸盐水泥技术领域，尤其是涉及一种耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料及其制备方法与耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥及其制备方法。
背景技术
目前，用于海洋环境的水泥混凝土易受海水侵蚀，而发生开裂破坏，严重影响钢筋混凝土结构的耐久性和使用寿命。这是因为海水中含有较多的SO4 2-离子，SO4 2-离子随水迁移到混凝土内部后，会与水化产物单硫型水化硫铝酸钙反应，生成三硫型水化硫铝酸钙(即钙矾石)，且伴随着固相体积的显著增大，导致内部膨胀，引起混凝土开裂破坏。另外，海水涨潮落潮引起的潮汐会携带大量的泥沙冲刷水下的混凝土，造成混凝土表面的磨蚀，导致混凝土保护层的减少，加速钢筋锈蚀以及混凝土结构的破坏。因此，水泥的抗硫酸钙离子侵蚀和耐磨蚀性能是海洋建筑工程中需要重点考虑的两种重要指标。
水泥矿物铁铝酸四钙C4AF水化生成铁胶Fe(OH)3(FH3)，FH3可以显著提高水泥混凝土抗海水侵蚀和耐磨蚀性能。因此，提高高贝利特硫铝酸盐水泥中的铁铝酸四钙含量会改善水泥混凝土的耐海水侵蚀性能。但是由于铁铝酸四钙的熔点低，在熟料煅烧过程中常为液相，过多的铁铝酸四钙会导致熟料高温下液相过多，改变高温下熟料的粘度，引起熟料成球困难和结窑皮等生产问题；此外，铁铝酸四钙含量增加后，无水硫铝酸钙含量随之降低，会引起水泥水化速度慢、早期强度低的问题。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料，用于水泥中以缓解现有的用于海洋环境中的水泥耐海水侵蚀性能差和耐磨蚀性能差的技术问题。
本发明的第二目的在于提供一种耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的制备方法，该制备方法具有工艺流程简单且适合工业化生产的优点。
本发明的第三目的在于提供一种耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥，利用该高贝利特硫铝酸盐水泥可以有效抵抗海水的侵蚀，并且具有早期强度高和便于施工的优点。
本发明的第四目的在于提供一种耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥的制备方法，该制备方法具有工艺流程简单且适合工业化生产的优点。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料，包括以下重量百分比的矿物成分：无水硫铝酸钙12％～30％、铁铝酸四钙9.04％～35％、硅酸二钙37％～49％、硫酸钙6％～26％和游离氧化钙0.5％～4.1％。
进一步的，所述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料包括以下重量百分比的矿物成分：无水硫铝酸钙15％～30％、铁铝酸四钙9.5％～ 35％、硅酸二钙39％～45％、硫酸钙10％～22％和游离氧化钙0.65％～ 4.0％。
进一步的，所述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料包括以下重量百分比的矿物成分：无水硫铝酸钙15％～28％、铁铝酸四钙10％～ 35％、硅酸二钙40％～42％、硫酸钙8％～20％和游离氧化钙1.0％～ 4.0％。
进一步的，所述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料包括以下重量百分比的化学成分：二氧化硅12.9％～17.0％、三氧化二铝13.8％～ 20.0％、氧化铁3.0％～11.4％、氧化钙49.2％～52.3％和三氧化硫 6.1％～18.4％。
一种上述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的制备方法，包括以下步骤：
根据权利要求1-3任一项中所述的矿物成分的含量将含有硅、铝、硫、钙和铁元素的原料混合，经高温反应后得到所述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料。
进一步的，所述原料经混合、粉磨和均化处理后再经过高温反应，得到所述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料。可选地，高温反应为高温煅烧；可选地，高温煅烧的温度为1250℃±100℃；优选为， 1250℃±50℃；可选地，所述原材料选自石灰石、碱渣、钢渣、电石渣、铝矾土、高铁铝矾土、铝矾土尾矿、煤矸石、高岭土、沸腾炉渣、粘土、天然无水石膏、天然二水石膏、脱硫石膏、半水石膏、磷石膏、氟石膏、硫酸铝、富含石膏成分的工业废弃物、铁矿石、精选铁矿粉、粉煤灰或粒化高炉矿渣中多种的组合。
一种耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥，包括上述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料。
进一步的，一种快凝快硬耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥包括以下原料：
耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料26％～97％
任选地，
石膏 0.1％～19％
任选地，
水泥混合材 0.1％～55％
任选地，
调凝促强组分 0.1％～1.5％；
优选为：
耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料 30％～90％
任选地，
石膏 1％～17％
任选地，
水泥混合材 1％～52％
任选地，
调凝促强组分 0.2％～1.3％；
进一步优选为：
耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料 35％～85％
任选地，
石膏 2％～15％
任选地，
水泥混合材 2％～48％
任选地，
调凝促强组分 0.3％～1％。
进一步的，一种低热耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥包括以下原料：
耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料 0.5％～26％
石膏 10％～32％
水泥混合材 65％～85％
任选地，
调凝促强组分 0.1％～2％；
优选为：
耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料 1％～24％
石膏 12％～30％
水泥混合材 67％～82％
任选地，
调凝促强组分 0.2％～1.7％；
进一步优选为：
耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料 3％～21％
石膏 15％～30％
水泥混合材 70％～80％
任选地，
调凝促强组分 0.5％～1.5％。
进一步的，所述石膏为天然二水石膏、天然硬石膏、半水石膏、α型高强石膏、脱硫石膏、磷石膏或氟石膏中的任一种或至少两种的组合；可选地，所述水泥混合材为粒化高炉矿渣、粉煤灰、钢渣、铁尾矿砂、石灰石、白云石或砂岩中的任一种或至少两种的组合；可选地，所述调凝促强组分为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铝、碳酸锂、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、硅酸钠、氯化锂、柠檬酸、柠檬酸钠或葡萄糖酸钠中的任一种或至少两种的组合；可选地，所述调凝促强组分还包括硅酸盐水泥、硅酸盐水泥熟料、钙矾石类膨胀剂或氧化钙类膨胀剂中的任一种或至少两种的组合。
一种上述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥的制备方法，将所述原料混合后共同粉磨得到所述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥；
或，将原料分别粉磨后再混合得到所述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料中，通过提高铁铝酸四钙含量优化水化产物组成，大大提高了水泥基材料的耐海水侵蚀性能和耐磨蚀性能。此外，在提高铁铝酸四钙含量和降低无水硫铝酸钙含量的同时，通过提高游离氧化钙和硫酸钙的含量，从而激活硅酸二钙的活性，并有效调控无水硫铝酸钙的水化进程，从而使利用该耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料制备得到的水泥具有早期强度高且早期水化速度可控的优点。该耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的研发颠覆了行业内对于水泥内不可过度提高铁铝酸四钙含量的认识，使制备得到的水泥在兼具耐海水腐蚀的情况下还具有早期强度高和早期水化速度可控的优点，可制备适用于海洋环境的高耐腐蚀性海工水泥混凝土，特别适用于海洋建筑工程中。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明的一个方面提供了一种耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料，包括以下重量百分比的矿物成分：无水硫铝酸钙12％～30％、铁铝酸四钙9.04％～35％、硅酸二钙37％～49％、硫酸钙6％～26％和游离氧化钙0.5％～4.1％。
本发明提供的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料中，在提高铁铝酸四钙含量和降低无水硫铝酸钙含量的同时，通过提高游离氧化钙和硫酸钙的含量，从而激活硅酸二钙的活性，并有效调控无水硫铝酸钙的水化进程，从而使利用该耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料制备得到的水泥具有早期强度高且早期水化速度可控的优点。该耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的研发颠覆了行业内对于水泥内不可过度提高铁铝酸四钙含量的认识，使制备得到的水泥在兼具优异的耐海水腐蚀性以及早期强度高和早期水化速度可控的优点，特别适用于海洋建筑工程中。
本发明中，无水硫铝酸钙典型但非限制性的重量百分比例如为： 12％、15％、17％、20％、22％、25％、27％或30％；铁铝酸四钙典型但非限制性的重量百分比例如为：9.04％、9.5％、10％、12％、13％、 15％、17％、19％、21％、23％、25％、27％、29％、30％、31％、32％、 33％或35％；硅酸二钙典型但非限制性的重量百分比例如为：37％、 39％、41％、43％、45％、47％或49％；硫酸钙典型但非限制性的重量百分比例如为：6％、10％、13％、15％、18％、20％、22％、25％或26％；游离氧化钙典型但非限制性的重量百分比例如为：0.5％、 0.6％、0.8％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％或4.1％。
作为本发明优选的实施方式，上述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料包括以下重量百分比的矿物成分：无水硫铝酸钙15％～30％、铁铝酸四钙9.5％～35％、硅酸二钙39％～45％、硫酸钙10％～22％和游离氧化钙0.65％～4.0％；进一步优选地，上述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料包括以下重量百分比的矿物成分：无水硫铝酸钙15％～28％、铁铝酸四钙10％～35％、硅酸二钙40％～42％、硫酸钙8％～ 20％和游离氧化钙1.0％～4.0％。
通过优化矿物组成的配比，可以进一步提耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的各项性能。
作为本发明优选的实施方式，上述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料包括以下重量百分比的化学成分：二氧化硅12.9％～17.0％、三氧化二铝13.8％～20.0％、氧化铁3.0％～11.4％、氧化钙49.2％～52.3％和三氧化硫6.1％～18.4％。
在上述优选实施方式中，二氧化硅典型但非限制性的重量百分比例如为：12.9％、13％、13.2％、13.4％、13.5％、13.7％、14％、14.2％、 14.4％、14.6％、14.8％、15％、15.3％、15.6％、15.9％、16.2％、16.5％、 16.8或17％；三氧化二铝典型但非限制性的重量百分比例如为： 13.8％、14％、14.5％、15％、15.5％、16％、16.5％、17％、17.5％、 18％、18.5％、19％、19.5％或20％；氧化铁典型但非限制性的重量百分比例如为：3％、3.2％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、 7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％或11.4％；氧化钙典型但非限制性的重量百分比例如为：49.2％、49.5％、50％、 50.2％、50.5％、50.7％、51％、51.2％、51.5％、51.7％、52％或52.3％；氧化硫典型但非限制性的重量百分比例如为：6.1％、6.5％、6.8％、 7％、6.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％、11％、12％、13％、14％、 15％、16％、17％、18％或18.4％。
本发明的另一个方面提供了一种上述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的制备方法，包括以下步骤：
根据上述矿物成分的含量将含有硅、铝、硫、钙和铁元素的原料混合，经高温反应后得到所述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料。
这里含有硅、铝、硫、钙和铁的原料优选是指硅的氧化物、铝的氧化物、硫的氧化物、钙的氧化物和铁的氧化物。
通过优化原料中的化学成分，以使其反应后得到的各矿物组成的含量更精准，从而提耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的性能。
作为本发明优选的实施方式，所述原料经混合、粉磨和均化处理后再经过高温反应，得到所述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料。可选地，高温反应为高温煅烧；可选地，高温煅烧的温度为1250℃±100℃；优选为，1250℃±50℃；可选地，所述原材料选自石灰石、碱渣、钢渣、电石渣、铝矾土、高铁铝矾土、铝矾土尾矿、煤矸石、高岭土、沸腾炉渣、粘土、天然无水石膏、天然二水石膏、脱硫石膏、半水石膏、磷石膏、氟石膏、硫酸铝、富含石膏成分的工业废弃物、铁矿石、精选铁矿粉、粉煤灰或粒化高炉矿渣中多种的组合。需要说明的是，进行原料选择时，先要根据最终耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的矿物成分的含量计算所需原料中的化学成分的含量，再根据各个原料中所含的化学成分计算所需原料的重量。选定原料的组合后，原料组合后的所有的化学成分的含量要与矿物成分相匹配。
本发明的第三个方面提供了一种耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥，包括上述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料。
作为本发明优选的实施方式，快凝快硬耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥包括以下原料：
耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料 26％～97％
任选地，
石膏 0.1％～19％
任选地，
水泥混合材 0.1％～55％
任选地，
调凝促强组分 0.1％～1.5％；
优选为，
耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料 30％～90％
任选地，
石膏 1％～17％
任选地，
水泥混合材 1％～52％
任选地，
调凝促强组分 0.2％～1.3％；
进一步优选为：
耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料 35％～85％
任选地，
石膏 2％～15％
任选地，
水泥混合材 2％～48％
任选地，
调凝促强组分 0.3％～1％。
作为本发明优选的实施方式，低热耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥包括以下原料：
耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料 0.5％～26％
石膏 10％～32％
水泥混合材 65％～85％
任选地，
调凝促强组分 0.1％～2％；
优选为：
耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料 1％～24％
石膏 12％～30％
水泥混合材 67％～82％
任选地，
调凝促强组分 0.2％～1.7％；
进一步优选为：
耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料 3％～21％
石膏 15％～30％
水泥混合材 70％～80％
任选地，
调凝促强组分 0.5％～1.5％。
作为本发明进一步优选的实施方式，上述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥中可以只包括耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料，但是为了进一步优化耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥的使用性能，可选择性地添加一些石膏、水泥混合材或调凝促强组分，还可以同时添加石膏、水泥混合材和调凝促强组分。例如，耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥为耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料和石膏的组合物，或者为耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料和水泥混合材的组合物，或者为耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料和调凝促强组分的混合物，或者为耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料、石膏和水泥混合材的混合物，或者为耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料、石膏和调凝促强组分的混合物，或者为耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料、水泥混合材和调凝促强组分的混合物，或者为耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料、石膏、水泥混合材和调凝促强组分的混合物。
在上述优选实施方式中，当耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的重量百分比为26％～97％时，制备出的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥为快凝快硬水泥；当耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的重量百分比为0.5％～26％时，制备出的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥具有水化放热低的特性。
通过使用调凝促强组分可以与耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料中的铁铝酸四钙相互作用，调节熟料煅烧过程中的液相，进一步改善铁铝酸四钙引起的烧结问题。
作为本发明优选的实施方式，所述石膏为天然二水石膏、天然硬石膏、半水石膏、α型高强石膏、脱硫石膏、磷石膏或氟石膏中的任一种或至少两种的组合；可选地，所述水泥混合材为粒化高炉矿渣、粉煤灰、钢渣、铁尾矿砂、石灰石、白云石或砂岩中的任一种或至少两种的组合；可选地，所述调凝促强组分为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铝、碳酸锂、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、硅酸钠、氯化锂、柠檬酸、柠檬酸钠或葡萄糖酸钠中的任一种或至少两种的组合；可选地，所述调凝促强组分还包括硅酸盐水泥、硅酸盐水泥熟料、钙矾石类膨胀剂或氧化钙类膨胀剂中的任一种或至少两种的组合。
本发明的第四个方面提供了一种上述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥的制备方法，将所述原料混合后共同粉磨得到所述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥；或，将原料分别粉磨后再混合得到所述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥。
下面将结合实施例和对比例对本发明做进一步详细的说明。
根据耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的矿物成分计算原料的化学成分，并根据原料中包括的化学成分和生产熟料所需原材料的化学组成计算所需原材料的用量。其中，生产熟料所需原材料的化学组成见表1。表2列出了实施例1-9的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的原料配比，表3列出了实施例1-9的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的化学成分和矿物成分，根据实施例1-9确定的配比，计量所需的原材料，经粉磨、均化得到规定细度的生料，将所得生料在回转窑中经1300℃下煅烧得到耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料。
表1生产耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料所需原材料化学成分
表2：实施例1-9的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料用原材料配比
表3：实施例1-9的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料化学成分和矿物成分
实施例1-9中的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料除表3中所列矿物成分外还包括混杂矿物成分，其中，混杂矿物成分包括MgO、 CaTiO3、Na2SO4、K2SO4中的任一种或至少两种的组合。上述混杂矿物成分的重量百分比≤7％，此处混杂矿物成分的计量标准与矿物成分的计量标准一致。
同理，实施例1-9中的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料除表3 中所列化学成分外还包括混杂化学成分，混杂化学成分的重量百分比≤4％。混杂化学成分包括MgO、TiO2、Na2O或K2O中的任一种或至少两种的组合，此处混杂化学成分的计量标准与矿物成分的计量标准一致。
对比例1
本对比例是一种传统的高铁硫铝酸盐水泥熟料，也被称为铁铝酸盐水泥熟料，其组成为：无水硫铝酸钙40.5％、铁铝酸四钙27.3％、硅酸二钙25.5％、硫酸钙2.3％和游离氧化钙0.2％。
实施例10-18和对比例2是分别利用实施例1-9所提供的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料和对比例1提供的高铁硫铝酸盐水泥熟料制备而成的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥和高铁硫铝酸盐水泥，其中，实施例10-18和对比例2中除了熟料的具体成分不同之外，其余原料及配比均相同，以重量百分比计的水泥配比为：熟料66％、硬石膏15％、粒化高炉矿渣19％，且粉磨至相同的比表面积500m2/kg±5m2/kg。按照GB 20472-2006《硫铝酸盐水泥》对实施例10-18中耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥和对比例2中高铁硫铝酸盐水泥的凝结时间、抗折强度和抗压强度等性能指标进行了检验，测试结果列于表 4中。
表4实施例10-18中耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥和和对比例2中高铁硫铝酸盐水泥的物理和力学性能
实施例19-35是利用实施例4中提供的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料，与不同比例成分的石膏、水泥混合材和/或调凝促强组分制备的快凝快硬耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥，具体组成见表5。
表5实施例19-35中各原料的配比
试验说明：按照GB 20472-2006《硫铝酸盐水泥》对实施例19-35 中的快凝快硬耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥的细度、凝结时间、抗折强度和抗压强度等性能指标进行了检验，测试结果见表6。
表6实施例19-35中的快凝快硬耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥的物理和力学性能
实施例36-39是利用实施例4中提供的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料，并与不同比例成分的石膏、水泥混合材和/或调凝促强组分制备低热耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥，其具体组成列于表7中。按照GB 20472-2006《硫铝酸盐水泥》对实施例36-39中低热耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥的细度、抗折强度和抗压强度等性能指标进行了检验，测试结果见表8。
表7实施例36-39中各原料的配比
表8实施例36-39的低热耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥的物理和力学性能
对比例3
本对比例是一种普通硅酸盐水泥，其组成为：硅酸盐水泥熟料 85％、二水石膏5％和粒化高炉矿渣10％，上述硅酸盐水泥熟料的矿物组成为：硅酸三钙60％、硅酸二钙16％、铝酸三钙9％和铁铝酸四钙10％。
对比例4
本对比例是一种海工硅酸盐水泥，其组成为：硅酸盐水泥熟料 38％、粒化高炉矿渣42％、粉煤灰14％、硅灰2％和二水石膏4％，上述硅酸盐水泥熟料的矿物组成为：硅酸三钙50％、硅酸二钙26％、铝酸三钙7.5％和铁铝酸四钙10.5％。
对比例5
本对比例是一种硫铝酸盐水泥，其组成为：硫铝酸盐水泥熟料 65％、粒化高炉矿渣20％和硬石膏15％，上述硫铝酸盐水泥熟料的矿物组成为：无水硫铝酸钙63％、硅酸二钙26％、铁铝酸四钙8％、硫酸钙2％和游离钙0.2％。
对比例6
本对比例是一种高贝利特硫铝酸盐水泥，其组成为：高贝利特硫铝酸盐水泥熟料65％、粒化高炉矿渣20％和硬石膏15％，上述硫铝酸盐水泥熟料的矿物组成为：无水硫铝酸钙30％、硅酸二钙45％、铁铝酸四钙7％、硫酸钙12％和游离钙4％。
按照GB/T 12959-2008《水泥水化热测定方法》、GB/T 749-2008 《水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法》和JC/T 421-2004《水泥胶砂耐磨性试验方法》对实施例22中的快凝快硬耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥、实施例37中的低热耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥和对比例2中的高铁硫铝酸盐水泥、对比例3普通硅酸盐水泥、对比例4中海工硅酸盐水泥、对比例5中硫铝酸盐水泥、对比例6中高贝利特硫铝酸盐水泥的水化热、抗硫酸盐侵蚀性能和耐磨性能进行了测试，试验结果见表 9。
表9实施例22、37以及对比例2-6的水泥的水化热、抗硫酸盐侵蚀性能和耐磨性能
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料，其特征在于，包括以下重量百分比的矿物成分：无水硫铝酸钙12％～30％、铁铝酸四钙9.04％～35％、硅酸二钙37％～49％、硫酸钙6％～26％和游离氧化钙0.5％～4.1％。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料，其特征在于，包括以下重量百分比的矿物成分：无水硫铝酸钙15％～30％、铁铝酸四钙9.5％～35％、硅酸二钙39％～45％、硫酸钙10％～22％和游离氧化钙0.65％～4.0％；
优选地，包括以下重量百分比的矿物成分：无水硫铝酸钙15％～28％、铁铝酸四钙10％～35％、硅酸二钙40％～42％、硫酸钙8％～20％和游离氧化钙1.0％～4.0％。
3.根据权利要求1或2所述的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分：二氧化硅12.9％～17.0％、三氧化二铝13.8％～20.0％、氧化铁3.0％～11.4％、氧化钙49.2％～52.3％和三氧化硫6.1％～18.4％。
4.一种权利要求1-3任一项所述的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据权利要求1-3任一项中所述的矿物成分的含量将含有硅、铝、硫、钙和铁元素的原料混合，经高温反应后得到所述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料。
5.根据权利要求4所述的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述原料经混合、粉磨和均化处理后再经过高温反应，得到所述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料；
优选地，高温反应为高温煅烧；
优选地，高温煅烧的温度为1250℃±100℃；优选为1250℃±50℃；
优选地，所述原料包括石灰石、碱渣、钢渣、电石渣、铝矾土、高铁铝矾土、铝矾土尾矿、煤矸石、高岭土、沸腾炉渣、粘土、天然无水石膏、天然二水石膏、脱硫石膏、半水石膏、磷石膏、氟石膏、硫酸铝、富含石膏成分的工业废弃物、铁矿石、精选铁矿粉、粉煤灰或粒化高炉矿渣中多种的组合。
6.一种耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料。
7.根据权利要求6所述的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥，其特征在于是一种快凝快硬耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥，包括以下原料：
耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料 26％～97％
任选地，
石膏 0.1％～19％
任选地，
水泥混合材 0.1％～55％
任选地，
调凝促强组分 0.1％～1.5％；
优选为：
耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料 30％～90％
任选地，
石膏 1％～17％
任选地，
水泥混合材 1％～52％
任选地，
调凝促强组分 0.2％～1.3％；
进一步优选为：
耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料 35％～85％
任选地，
石膏 2％～15％
任选地，
水泥混合材 2％～48％
任选地，
调凝促强组分 0.3％～1％。
8.根据权利要求6所述的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥，其特征在于是一种低热耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥，包括以下原料：
耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料 0.5％～26％
石膏 10％～32％
水泥混合材 65％～85％
任选地，
调凝促强组分 0.1％～2％；
优选为：
耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料 1％～24％
石膏 12％～30％
水泥混合材 67％～82％
任选地，
调凝促强组分 0.2％～1.7％；
进一步优选为：
耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料 3％～21％
石膏 15％～30％
水泥混合材 70％～80％
任选地，
调凝促强组分 0.5％～1.5％。
9.根据权利要求7或8所述的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥，其特征在于，所述石膏为天然二水石膏、天然硬石膏、半水石膏、α型高强石膏、脱硫石膏、磷石膏或氟石膏中的任一种或至少两种的组合；
优选地，所述水泥混合材为粒化高炉矿渣、粉煤灰、钢渣、铁尾矿砂、石灰石、白云石或砂岩中的任一种或至少两种的组合；
优选地，所述调凝促强组分包括氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铝、碳酸锂、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、硅酸钠、氯化锂、柠檬酸、柠檬酸钠或葡萄糖酸钠中的任一种或至少两种的组合；
优选地，所述调凝促强组分还包括硅酸盐水泥、硅酸盐水泥熟料、钙矾石类膨胀剂或氧化钙类膨胀剂中的任一种或至少两种的组合。
10.一种权利要求6-9任一项所述的耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥的制备方法，其特征在于，将所述原料混合后共同粉磨得到所述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥；
或，将原料分别粉磨后再混合得到所述耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥。
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