CN111732352B - 一种低碱水泥熟料、低碱高强度水泥及其制备方法 - Google Patents

一种低碱水泥熟料、低碱高强度水泥及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111732352B
CN111732352B CN202010421252.7A CN202010421252A CN111732352B CN 111732352 B CN111732352 B CN 111732352B CN 202010421252 A CN202010421252 A CN 202010421252A CN 111732352 B CN111732352 B CN 111732352B
Authority
CN
China
Prior art keywords
limestone
mass fraction
low
alkali
percent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010421252.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111732352A (zh
Inventor
宋秀玲
李春杰
王景震
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cucc Nanyang Wolong Cement Co ltd
Original Assignee
Cucc Nanyang Wolong Cement Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cucc Nanyang Wolong Cement Co ltd filed Critical Cucc Nanyang Wolong Cement Co ltd
Priority to CN202010421252.7A priority Critical patent/CN111732352B/zh
Publication of CN111732352A publication Critical patent/CN111732352A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111732352B publication Critical patent/CN111732352B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/24—Cements from oil shales, residues or waste other than slag
    • C04B7/26—Cements from oil shales, residues or waste other than slag from raw materials containing flue dust, i.e. fly ash
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/22—Iron ore cements ; Iron rich cements, e.g. Ferrari cements, Kühl cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/24—Cements from oil shales, residues or waste other than slag
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/38—Preparing or treating the raw materials individually or as batches, e.g. mixing with fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/38—Preparing or treating the raw materials individually or as batches, e.g. mixing with fuel
    • C04B7/42—Active ingredients added before, or during, the burning process
    • C04B7/421—Inorganic materials
    • C04B7/425—Acids or salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/38—Preparing or treating the raw materials individually or as batches, e.g. mixing with fuel
    • C04B7/42—Active ingredients added before, or during, the burning process
    • C04B7/421—Inorganic materials
    • C04B7/427—Silicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/43—Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Abstract

本发明公开了一种低碱水泥熟料、低碱高强度水泥及其制备方法，属于水泥制造技术领域。本发明的低碱水泥熟料主要由如下重量份数的原料制成：石灰石810‑840份、低碱砂岩50‑70份、硫酸渣25‑35份、湿粉煤灰80‑100份、含氟铁矿石12‑16份；所述石灰石中CaO的质量分数不小于50%。本发明的低碱高强度水泥，包括重量比为55‑75:25‑45的上述低碱水泥熟料、混合材。本发明的低碱水泥熟料碱度低、后期强度高，适合于桥梁类工程施工使用，减少了由该水泥熟料制得的水泥在使用过程中出现裂缝的几率，提高了工程的使用寿命。

Description

一种低碱水泥熟料、低碱高强度水泥及其制备方法
技术领域
本发明涉及水泥制造技术领域，更具体地说，涉及一种低碱水泥熟料、低碱高强度水泥及其制备方法。
背景技术
随着国内基础建设的加快，公路和铁路的建设数量大幅度增加。很多公路和铁路建设时，都要架设桥梁，桥梁施工时采用的硅酸盐水泥中，碱(Na2O、K2O等)含量较高，在施工后，水泥中的碱会与混凝土中的集料中的某些成分发生反应，生成硅酸盐凝胶，容易造成混凝土体积增大，产生膨胀应力，严重时还会导致混凝土出现裂缝，使工程出现安全隐患。为了避免此类安全隐患的出现，在桥梁建设时，会大量采用低碱水泥，以减少混凝土体上的裂缝。
申请公布号为CN109399972A的中国发明专利公开了一种低碱水泥熟料，包括如下质量份数的组分：高硫石灰石尾矿0-20份、高品位石灰石66-89份、页岩3-7份、硅土6-10份和硫酸渣0.5-2.4份；其中所述高硫石灰石尾矿和高品位石灰石中的硫含量大于0.48％。该低碱水泥熟料的抗压强度较高，但是其碱含量仍然较高，在使用时仍然会导致工程存在一定的隐患。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种低碱水泥熟料，该水泥熟料碱度低、强度高。
本发明的第二个目的在于提供一种低碱高强度水泥，该低碱高强度水泥初凝时间短、强度较高。
本发明的第三个目的在于提供一种低碱高强度水泥的制备方法，该方法工艺简单，容易操作。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种低碱水泥熟料，主要由如下重量份数的原料制成：石灰石810-840份、低碱砂岩50-70份、硫酸渣25-35份、湿粉煤灰80-100份、含氟铁矿石12-16份；所述石灰石中CaO的质量分数不小于50％。
通过采用上述技术方案，本发明的低碱水泥熟料的原料中，加入了湿粉煤灰，使生料的易磨性增加，生料细度能够得到控制，在后期烧结过程中，有利于C3S相快速生成，改善熟料的矿物结构。加入湿粉煤灰后，制得的水泥熟料与采用煤矸石的水泥熟料相比，晶体形貌发生了变化，晶体尺寸明显增大，熟料的后期强度发育较快，具有非常高的后期强度。另外，湿粉煤灰加入后，制得的水泥熟料中碱含量会明显降低。
本发明进一步设置为：所述低碱水泥熟料主要由如下重量份数的原料制成：石灰石820-840份、低碱砂岩60-70份、硫酸渣25-30份、湿粉煤灰85-100份、含氟铁矿石13-16份；所述石灰石中CaO的质量分数不小于50％。
通过采用上述技术方案，优化了水泥熟料各原料之间的比例，提高了石灰石和低碱砂岩的比例，降低了硫酸渣的比例，使各原料充分发挥作用，进一步提高了水泥熟料的强度。
本发明进一步设置为：石灰石中CaO的质量分数为50-56％。
通过采用上述技术方案，石灰石中钙的含量一般采用氧化钙来计量，上述石灰石中氧化钙的含量远远高于常用的石灰石中的氧化钙含量，在水泥熟料烧结过程中，石灰石能够分解生成更多的、分布密集的活性氧化钙，提高反应效率，缩短烧结时间，也节约了能源消耗，能够部分抵消湿粉煤灰的加入导致的燃煤消耗增加量。
本发明进一步设置为：所述湿粉煤灰中水分质量分数不大于20％。
通过采用上述技术方案，由于原料中加入了湿粉煤灰，在生料粉磨时，可以减少喷水操作，还可以降低对粉磨机的功率需求，但是，湿粉煤灰中水分含量不易过大，否则会导致生料磨下料不畅，影响生产的连续性，降低生产效率。
本发明进一步设置为：所述含氟铁矿石中氟化钙的质量分数不小于13％。
通过采用上述技术方案，含氟铁矿石中含有氟化钙，铁矿石中的氟化钙含量较高，提高了原料中氟元素的引入量，有利于烧结时生成更多的C3A相，并能促进钙相的晶型转化。由于烧结时生成的C3A相能够固溶部分F元素，在一定程度上提高了C3A相的凝结速度，进而从整体上提高了水泥熟料的初凝时间和终凝时间。
本发明进一步设置为：所述原料还包括8-12重量份的铜矿渣。
通过采用上述技术方案，铜矿渣内部晶体存在较多的缺陷，活化能较低，能够降低烧成物料的最低共溶温度，在烧结时能够较早发生反应，增加液相量，提高反应效率，有利于节约能源。
本发明进一步设置为：所述原料还包括60-85重量份的石灰石矿废料，所述石灰石矿废料主要由如下重量百分比的组分组成：40-45％的劣质石灰石、55-60％的黏土，劣质石灰石中CaO的质量分数为38-41％，黏土中SiO2的质量分数为56-66％。
通过采用上述技术方案，在原料中加入石灰石矿废料，石灰石矿废料中含有石灰石和黏土，可以充分利用水泥厂进行石灰石矿开采时留下的矿渣，提高资源利用率，还可以向原料中提供黏土成分，利用黏土的多孔结构，能够增加各原料之间的粘聚力，提高原料间的反应效率。黏土还可以提供较多的游离态的二氧化硅，增加了反应早期二氧化硅与氧化钙接触的几率，促进了C2S相和C3S相的生成。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种低碱高强度水泥，包括重量比为55-75:25-45的低碱水泥熟料、混合材，所述低碱水泥熟料为上述的低碱水泥熟料。
通过采用上述技术方案，本发明的低碱高强度水泥采用上述低碱水泥熟料与混合材混合得到，可以充分利用熟料的低碱、高强度特点来提高水泥的强度。
为实现上述第三个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种上述的低碱高强度水泥的制备方法，包括如下步骤：
1)将石灰石、低碱砂岩、硫酸渣、湿粉煤灰混合均匀，粉磨，制得生料；
2)将步骤1)制得的生料进行预热、分解，然后在1100-1300℃下烧结30-40min，冷却，制得低碱水泥熟料；
3)将步骤2)制得的低碱水泥熟料与混合材混合，粉磨，即得。
通过采用上述技术方案，将上述各原料混合粉磨后，进行预热、分解，进而在1100-1300℃下即可完成烧结，烧结温度大大降低，节约了能源。
本发明进一步设置为：步骤2)中预热为五级预热，五级预热的温度依次为290-320℃、430-460℃、600-680℃、750-810℃、870-900℃。
通过采用上述技术方案，对生料采用五级预热，使生料由常温逐步升温至非常高的温度，对生料的预热更加均匀，也能够实现连续化预热，提高了生产的连续性。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、本发明的低碱水泥熟料的原料中，加入了湿粉煤灰，增加了原料的易磨性，粉磨后的细料的粒度分布更加均匀，在后期烧结过程中，各物料成分之间反应更加充分，水泥熟料中的晶体尺寸增大，水泥熟料的后期强度大大提高。而且本发明的低碱水泥熟料的原料中加入了低碱砂岩，结合湿粉煤灰的作用，能够控制水泥熟料中的碱度较低，减少了由该水泥熟料制得的水泥在使用过程中出现裂缝的几率。
第二、本发明的低碱水泥熟料的原料中还加入了石灰石矿废料，石灰石矿废料中的劣质石灰石可以提供更多的氧化钙，其中的黏土可以提供更多的游离二氧化硅，进一步提高了反应的效率，还能够对石灰石矿开采时的废料进行充分利用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明的低碱水泥熟料主要由如下重量份数的原料制成：石灰石810-840份、低碱砂岩50-70份、硫酸渣25-35份、湿粉煤灰80-100份、含氟铁矿石12-16份。
石灰石为红白色优质石灰石，石灰石中按氧化物计，CaO的质量分数不小于50％，MgO质量分数不大于2％，R2O的质量分数不大于0.15％。优选的，石灰石中CaO的质量分数为50-56％。本发明中，R2O为碱含量，按照mNa2O+0.658mK2O计算。
低碱砂岩的产地为湖北，低碱砂岩中按氧化物计，SiO2的质量分数不小于85％，R2O的质量分数不大于0.5％。
硫酸渣中按氧化物计，Fe2O3的质量分数不小于65％，R2O的质量分数不大于0.5％。
湿粉煤灰可以采用现有技术中的湿粉煤灰，优选的，湿粉煤灰中水分质量分数不大于20％，Al2O3的质量分数不小于20％，R2O的质量分数不大于1.6％。优选的，湿粉煤灰中水分质量分数为5-20％。进一步优选的，湿粉煤灰中水分质量分数为12-18％。
含氟铁矿石为含氟化钙的铁矿石，含氟铁矿石中，氟化钙的质量分数不小于13％。优选的，含氟铁矿石中氟化钙的质量分数为13.29-24.56％。
本发明的低碱水泥熟料的原料中还包括8-12重量份的铜矿渣，铜矿渣包括如下重量百分比的成分：29.1-35.6％的SiO2、32.8-41.5％的FeO、3.7-10.2％的Fe2O3、4-9.1％的Al2O3、1.1-2.7％的CaO、0.7-1.2％的MgO。优选的，铜矿渣中SiO2质量分数为29.4％，FeO的质量分数为35.6％，Fe2O3的质量分数为5％，Al2O3的质量分数为5.9％，CaO质量分数为1.3％。
本发明的低碱水泥熟料的原料中还包括15-18重量份的钢渣，钢渣包括如下重量百分比的成分：35-39％的CaO、21-23％的Fe2O3、18-21％的SiO2、5-8％的Al2O3、5-7％的MgO。优选的，包括如下重量百分比的成分：38.64％的CaO、22.4％的Fe2O3、19.48％的SiO2、6.37％的Al2O3、65％的MgO。钢渣中含有部分硅酸三钙、硅酸二钙以及少量铁酸二钙，是一种潜在的活性凝胶材料，在水泥熟料的烧制过程中，能够促进水泥熟料烧结相的快速形成，提高烧结效率。但是，钢渣中含有一定量的氧化镁等成分，存在安定性问题，因此，钢渣的加入量不易过多。
本发明的低碱水泥熟料的原料中还包括15-20重量份的硅石，硅石采用市售的硅石矿。优选的，本发明的硅石中SiO2质量分数不小于93％，R2O质量分数小于0.5％，水分质量分数不大于2％。
本发明的低碱水泥熟料的原料中还包括5-7重量份的铝矾土，铝矾土包括如下重量百分比的成分：14.9-17.3％的SiO2、62.5-65.4％的Al2O3、1.1-1.7％的Fe2O3、2.3-4.8％的CaO、0.5-0.8％的MgO。优选的，铝矾土中，SiO2质量分数为15.7％，Al2O3的质量分数为63.4％，Fe2O3的质量分数为1.6％，CaO质量分数为2.5％。
本发明的低碱水泥熟料的原料中还包括60-85重量份的石灰石矿废料，所述石灰石矿废料主要由如下重量百分比的组分组成：40-45％的劣质石灰石，55-60％的黏土，劣质石灰石中CaO的质量分数为38-41％，黏土中SiO2质量分数为56-66％。
优选的，石灰石矿废料为石灰石废矿渣，石灰石废矿渣主要由如下重量百分比的组分组成：41.3％的劣质石灰石，57.5％的黏土。劣质石灰石中CaO质量分数为39.6％，MgO质量分数为1.8％，R2O的质量分数不大于0.15％。黏土中SiO2质量分数为57.5％，Al2O3的质量分数为22.3％，R2O的质量分数不大于2.5％。
优选的，石灰石矿废料由石灰石废矿渣和石灰石废矿粉按照质量比10-12:1混合组成。优选的，石灰石废矿渣和石灰石废矿粉的质量比为11:1。石灰石废矿渣主要由如下重量百分比的组分组成：41.3％的劣质石灰石，57.5％的黏土。石灰石废矿粉主要由如下重量百分比的组分组成：37.6％的劣质石灰石，61.8％的黏土。劣质石灰石中CaO的质量分数为39.6％，MgO的质量分数为1.8％，R2O的质量分数不大于0.15％。黏土中SiO2的质量分数为57.5％，Al2O3的质量分数为22.3％，R2O的质量分数不大于2.5％。石灰石废矿渣的平均粒径为55mm，石灰石废矿粉的平均粒径为12mm。
本发明的低碱高强度水泥，包括重量比为55-75:25-45的低碱水泥熟料、混合材，低碱水泥熟料为上述的低碱水泥熟料。混合材由石灰石粉、脱硫石膏、含氟铁矿石按照8:10:5的重量比混合而成。石灰石粉为上述优质石灰石，含氟铁矿石为上述含氟铁矿石。
本发明的低碱高强度水泥的制备方法，包括如下步骤：1)将石灰石、低碱砂岩、硫酸渣、湿粉煤灰、含氟铁矿石混合均匀，粉磨，制得生料；2)将步骤1)制得的生料进行预热、分解，然后在1100-1300℃下烧结30-40min，冷却，制得低碱水泥熟料；3)将步骤2)制得的水泥熟料与混合材混合，粉磨，即得。
步骤1)中石灰石的粒径不大于70mm。步骤1)中低碱砂岩的粒径不大于80mm。生料中80μm筛余物的体积不大于10％。
步骤2)中分解的温度为890-950℃。步骤2)中冷却后水泥熟料的温度不高于85℃。
预热、分解后以400-500℃/min的升温速度升温至1100-1300℃进行烧结。
优选的，五级预热的温度依次为290-300℃、435-450℃、620-650℃、760-785℃、880-900℃。
实施例1
本实施例的低碱水泥熟料由如下重量份数的原料制成：石灰石810份、低碱砂岩50份、硫酸渣35份、湿粉煤灰80份、含氟铁矿石12份。
石灰石为优质石灰石，石灰石中CaO的质量分数为51.3％，MgO的质量分数约为1.6％，R2O的质量分数不大于0.15％。低碱砂岩中，SiO2的质量分数为86％，R2O的质量分数不大于0.5％。硫酸渣中Fe2O3的质量分数为67％，R2O的质量分数不大于0.5％。湿粉煤灰中水分质量分数为12％，Al2O3的质量分数为26％，R2O的质量分数不大于1.6％。含氟铁矿石中氟化钙的质量分数为14.6％。
本实施例的低碱高强度水泥由上述低碱水泥熟料和混合材按照重量比75:25混合而成，混合材由石灰石粉、脱硫石膏、铁矿石按照8:10:5的重量比混合而成。石灰石粉为上述优质石灰石，铁矿石为现有的回转窑用铁矿石。
本实施例的低碱高强度水泥的制备方法包括如下步骤：
1)将粒径不大于70mm的石灰石碎料、粒径不大于80mm的低碱砂岩碎料、硫酸渣、湿粉煤灰、含氟铁矿石加入粉磨机中，粉磨，得到生料，生料中80μm筛余物的体积不大于10％；
2)将生料投入五级预热器，分别以292℃、441℃、636℃、770℃、895℃进行预热，预热后的生料进入分解炉，在920℃进行预分解，预分解后的物料进入回转窑中，以1134℃烧结40min，然后在篦冷机中迅速冷却至温度不高于80℃，得到低碱水泥熟料；
3)将低碱水泥熟料与混合材以重量比75:25混合，粉磨，即得。
实施例2
本实施例的低碱水泥熟料由如下重量份数的原料制成：石灰石820份、低碱砂岩60份、硫酸渣30份、湿粉煤灰90份、含氟铁矿石15份、石灰石矿废料67份。
石灰石为优质石灰石，石灰石中CaO质量分数为51.3％，MgO质量分数为1.8％，R2O的质量分数不大于0.15％。低碱砂岩中，SiO2的质量分数为86％，R2O的质量分数不大于0.5％。硫酸渣中Fe2O3的质量分数为67％，R2O的质量分数不大于0.5％。湿粉煤灰中水分质量分数为12％，Al2O3的质量分数为26％，R2O的质量分数不大于1.6％。含氟铁矿石中氟化钙的质量分数为14.6％。
石灰石矿废料为石灰石采矿废料，石灰石矿废料的主要成分为劣质石灰石和黏土，其中，劣质石灰石质量分数为41.3％，黏土质量分数为57.5％，劣质石灰石中CaO质量分数为39.6％，MgO质量分数约为1.8％，R2O的质量分数不大于0.15％。黏土中SiO2质量分数约为57.5％，Al2O3的质量分数为22.3％，R2O的质量分数不大于2.5％。
本实施例的低碱高强度水泥由上述低碱水泥熟料和混合材按照重量比70:30混合而成，混合材由石灰石粉、脱硫石膏、含氟铁矿石按照8:10:5的重量比混合而成。石灰石粉为上述优质石灰石，含氟铁矿石为上述含氟铁矿石。
本实施例的低碱高强度水泥的制备方法包括如下步骤：
1)将粒径不大于70mm的石灰石碎料、粒径不大于80mm的低碱砂岩碎料、硫酸渣、湿粉煤灰、含氟铁矿石、石灰石矿废料加入粉磨机中，粉磨，得到生料，生料中80μm筛余物的体积不大于10％；
2)将生料投入五级预热器，分别以310℃、450℃、645℃、780℃、895℃进行预热，预热后的生料进入分解炉，在930℃进行预分解，预分解后的物料进入回转窑中，以1250℃烧结30min，然后在篦冷机中迅速冷却至温度不高于80℃，得到低碱水泥熟料；
3)将低碱水泥熟料与混合材以重量比70:30混合，粉磨，即得。
实施例3
本实施例的低碱水泥熟料由如下重量份数的原料制成：石灰石830份、低碱砂岩70份、硫酸渣30份、湿粉煤灰100份、含氟铁矿石16份、石灰石矿废料75份、铜矿渣8份、硅石15份。
石灰石为优质石灰石，石灰石中CaO质量分数为51.3％，MgO质量分数不大于1.8％，R2O的质量分数不大于0.15％。低碱砂岩中，SiO2的质量分数为86％，R2O的质量分数不大于0.5％。硫酸渣中Fe2O3的质量分数为67％，R2O的质量分数不大于0.5％。湿粉煤灰中水分质量分数为12％，Al2O3的质量分数为26％，R2O的质量分数不大于1.6％。含氟铁矿石中氟化钙的质量分数为14.6％。
石灰石矿废料为石灰石采矿废料，石灰石矿废料的主要成分为劣质石灰石和黏土，其中，劣质石灰石质量分数为41.3％，黏土质量分数为57.5％，劣质石灰石中CaO质量分数为39.6％，MgO质量分数约为1.8％，R2O的质量分数不大于0.15％。黏土中SiO2质量分数约为57.5％，Al2O3的质量分数为22.3％，R2O的质量分数不大于2.5％。
铜矿渣中SiO2质量分数为29.4％，FeO的质量分数为35.6％，Fe2O3的质量分数为5％，Al2O3的质量分数为5.9％，CaO质量分数为1.3％。硅石中，SiO2质量分数不小于93％，R2O质量分数小于0.5％，水分含量不大于2％。
本实施例的低碱高强度水泥由上述低碱水泥熟料和混合材按照重量比60:40混合而成，混合材由石灰石粉、脱硫石膏、含氟铁矿石按照8:10:5的重量比混合而成。石灰石粉为上述优质石灰石，含氟铁矿石上述含氟铁矿石。
本实施例的低碱高强度水泥的制备方法包括如下步骤：
1)将粒径不大于70mm的石灰石碎料、粒径不大于80mm的低碱砂岩碎料、硫酸渣、湿粉煤灰、含氟铁矿石、石灰石矿废料、铜矿渣、硅石加入粉磨机中，粉磨，得到生料，生料中80μm筛余物的体积不大于10％；
2)将生料投入五级预热器，分别以293℃、437℃、628℃、769℃、883℃进行预热，预热后的生料进入分解炉，在895℃进行预分解，预分解后的物料进入回转窑中，以1170℃烧结40min，然后在篦冷机中迅速冷却至温度不高于80℃，得到低碱水泥熟料；
3)将低碱水泥熟料与混合材以重量比60:40混合，粉磨，即得。
实施例4
本实施例的低碱水泥熟料由如下重量份数的原料制成：石灰石840份、低碱砂岩65份、硫酸渣25份、湿粉煤灰95份、含氟铁矿石14份、石灰石矿废料83份、铜矿渣10份、钢渣15份、硅石18份、铝矾土5份。
石灰石为优质石灰石，石灰石中CaO质量分数为51.3％，MgO质量分数不大于1.8％，R2O的质量分数不大于0.15％。低碱砂岩中，SiO2的质量分数为86％，R2O的质量分数不大于0.5％。硫酸渣中Fe2O3的质量分数为67％，R2O的质量分数不大于0.5％。湿粉煤灰中水分质量分数为12％，Al2O3的质量分数为26％，R2O的质量分数不大于1.6％。含氟铁矿石中氟化钙的质量分数为14.6％。
石灰石矿废料为石灰石采矿废料，石灰石矿废料的主要成分为劣质石灰石和黏土，其中，劣质石灰石质量分数为41.3％，黏土质量分数为57.5％，劣质石灰石中CaO质量分数为39.6％，MgO质量分数约为1.8％，R2O的质量分数不大于0.15％。黏土中SiO2质量分数约为57.5％，Al2O3的质量分数为22.3％，R2O的质量分数不大于2.5％。
铜矿渣中SiO2质量分数为29.4％，FeO的质量分数为35.6％，Fe2O3的质量分数为5％，Al2O3的质量分数为5.9％，CaO质量分数为1.3％。硅石中，SiO2质量分数不小于93％，R2O质量分数小于0.5％，水分含量不大于2％。铝矾土中，SiO2质量分数为15.7％，Al2O3的质量分数为63.4％，Fe2O3的质量分数为1.6％，CaO质量分数为2.5％。
本实施例的低碱高强度水泥由上述低碱水泥熟料和混合材按照重量比60:40混合而成，混合材由石灰石粉、脱硫石膏、含氟铁矿石按照8:10:5的重量比混合而成。石灰石粉为上述优质石灰石，含氟铁矿石上述含氟铁矿石。
本实施例的低碱高强度水泥的制备方法包括如下步骤：
1)将粒径不大于60mm的石灰石碎料、粒径不大于60mm的低碱砂岩碎料、硫酸渣、湿粉煤灰、石灰石矿废料、铜矿渣、钢渣、硅石、铝矾土加入粉磨机中，粉磨，得到生料，生料中80μm筛余物的体积不大于10％；
2)将生料投入五级预热器，分别以293℃、437℃、625℃、770℃、885℃进行预热，预热后的生料进入分解炉，在915℃进行预分解，预分解后的物料进入回转窑中，以1170℃烧结40min，然后在篦冷机中迅速冷却至温度不高于65℃，得到低碱水泥熟料；
3)将低碱水泥熟料与混合材以重量比60:40混合，粉磨，即得。
实施例5
本实施例的低碱水泥熟料由如下重量份数的原料制成：石灰石835份、低碱砂岩64份、硫酸渣27份、湿粉煤灰90份、含氟铁矿石13份、石灰石矿废料68份、铜矿渣12份、钢渣18份、硅石20份、铝矾土6份。
石灰石为优质石灰石，石灰石中CaO质量分数为51.3％，MgO质量分数不大于1.8％，R2O的质量分数不大于0.15％。低碱砂岩中，SiO2的质量分数为86％，R2O的质量分数不大于0.5％。硫酸渣中Fe2O3的质量分数为67％，R2O的质量分数不大于0.5％。湿粉煤灰中水分质量分数为12％，Al2O3的质量分数为26％，R2O的质量分数不大于1.6％。含氟铁矿石中氟化钙的质量分数为14.6％。
石灰石矿废料由石灰石废矿渣和石灰石废矿粉按照质量比11:1混合组成。石灰石废矿渣主要由如下重量百分比的组分组成：41.3％的劣质石灰石，57.5％的黏土。石灰石废矿粉主要由如下重量百分比的组分组成：37.6％的劣质石灰石，61.8％的黏土。劣质石灰石中CaO质量分数为39.6％，MgO质量分数为1.8％，R2O的质量分数不大于0.15％。黏土中SiO2质量分数约为57.5％，Al2O3的质量分数为22.3％，R2O的质量分数不大于2.5％。
铜矿渣中SiO2质量分数为29.4％，FeO的质量分数为35.6％，Fe2O3的质量分数为5％，Al2O3的质量分数为5.9％，CaO质量分数为1.3％。硅石中，SiO2质量分数不小于93％，R2O质量分数小于0.5％，水分含量不大于2％。铝矾土中，SiO2质量分数为15.7％，Al2O3的质量分数为63.4％，Fe2O3的质量分数为1.6％，CaO质量分数为2.5％。
本实施例的低碱高强度水泥由上述低碱水泥熟料和混合材按照重量比60:40混合而成，混合材由石灰石粉、脱硫石膏、含氟铁矿石按照8:10:5的重量比混合而成。石灰石粉为上述优质石灰石，含氟铁矿石上述含氟铁矿石。
本实施例的低碱高强度水泥的制备方法同实施例4。
实施例6
本实施例的低碱水泥熟料由如下重量份数的原料制成：石灰石828份、低碱砂岩62份、硫酸渣28份、湿粉煤灰85份、含氟铁矿石14份、转炉渣12.5份、石灰石矿废料65份、铜矿渣10份、钢渣15份、硅石18份、铝矾土7份。
石灰石为优质石灰石，石灰石中CaO质量分数为51.3％，MgO质量分数不大于1.8％，R2O的质量分数不大于0.15％。低碱砂岩中，SiO2的质量分数为86％，R2O的质量分数不大于0.5％。硫酸渣中Fe2O3的质量分数为67％，R2O的质量分数不大于0.5％。湿粉煤灰中水分质量分数为12％，Al2O3的质量分数为26％，R2O的质量分数不大于1.6％。含氟铁矿石中氟化钙的质量分数为14.6％。
石灰石矿废料由石灰石废矿渣和石灰石废矿粉按照质量比11:1混合组成。石灰石废矿渣主要由如下重量百分比的组分组成：41.3％的劣质石灰石，57.5％的黏土。石灰石废矿粉主要由如下重量百分比的组分组成：37.6％的劣质石灰石，61.8％的黏土。劣质石灰石中CaO质量分数为39.6％，MgO质量分数为1.8％，R2O的质量分数不大于0.15％。黏土中SiO2质量分数约为57.5％，Al2O3的质量分数为22.3％，R2O的质量分数不大于2.5％。
铜矿渣中SiO2质量分数为29.4％，FeO的质量分数为35.6％，Fe2O3的质量分数为5％，Al2O3的质量分数为5.9％，CaO质量分数为1.3％。硅石中，SiO2质量分数不小于93％，R2O质量分数小于0.5％，水分含量不大于2％。铝矾土中，SiO2质量分数为15.7％，Al2O3的质量分数为63.4％，Fe2O3的质量分数为1.6％，CaO质量分数为2.5％。
本实施例的低碱高强度水泥由上述低碱水泥熟料和混合材按照重量比60:40混合而成，混合材由石灰石粉、脱硫石膏、含氟铁矿石按照8:10:5的重量比混合而成。石灰石粉为上述优质石灰石，含氟铁矿石上述含氟铁矿石。
本实施例的低碱高强度水泥的制备方法同实施例4。
对比例1
本对比例的水泥熟料由如下重量份数的原料制成：石灰石810份、低碱砂岩50份、硫酸渣35份、湿粉煤灰80份、含氟铁矿石12份。
石灰石中CaO质量分数为45.3％。低碱砂岩、硫酸渣、湿粉煤灰、含氟铁矿石同实施例1。
本对比例的水泥由上述水泥熟料和混合材按照重量比75:25混合而成，混合材由石灰石粉、脱硫石膏、含氟铁矿石按照8:10:5的重量比混合而成。石灰石粉同上述石灰石，含氟铁矿石同实施例1中的含氟铁矿石。
本对比例的水泥的制备方法同实施例1。
对比例2
本对比例的水泥熟料由如下重量份数的原料制成：石灰石810份、低碱砂岩50份、硫酸渣35份、煤矸石30份、含氟铁矿石12份。
石灰石、低碱砂岩、硫酸渣、含氟铁矿石同实施例1。煤矸石中SiO2的质量分数为46.3％，Al2O3的质量分数为11.18％，Fe2O3的质量分数为2.54％，CaO质量分数为3.20％。
本对比例的水泥由上述水泥熟料和混合材按照重量比75:25混合而成，混合材由石灰石粉、脱硫石膏、含氟铁矿石按照8:10:5的重量比混合而成。石灰石粉和含氟铁矿石同实施例1。
本对比例的水泥的制备方法同实施例1。
试验例
(1)取实施例1-6及对比例1-2中的水泥熟料，根据GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》进行力学性能测试，测试结果如表1所示。
表1实施例1-6及对比例1-2制得的水泥熟料的力学性能测试结果
Figure BDA0002497045170000111
由表1可知，本发明的低碱水泥熟料抗压强度高，特别是后期强度非常高，适合于桥梁类工程施工使用。另外，初凝时间短，制得的水泥能够快速凝结。本发明实施例1-6制得的水泥的28d抗压强度均在60MPa以上，也具有非常高的后期强度。
(2)取实施例1-6及对比例1-2中的水泥熟料进行理化性能测试，测试结果如表2所示。
表2实施例1-6及对比例1-2制得的水泥熟料的理化性能测试结果
Figure BDA0002497045170000112
Figure BDA0002497045170000121
由表2可知，本发明的低碱水泥熟料的碱含量低，由其制备的水泥在用作工程施工时，混凝土体不易开裂，使用寿命长。

Claims (4)

1.一种低碱水泥熟料，其特征在于：由如下重量份数的原料制成：石灰石810-840份、低碱砂岩50-70份、硫酸渣25-35份、湿粉煤灰80-100份、含氟铁矿石12-16份、铜矿渣8-12份、钢渣15-18、硅石15-20份、铝矾土5-7份、石灰石矿废料60-85份；所述石灰石中CaO的质量分数为50-56%；
石灰石中按氧化物计，CaO的质量分数为50-56％，MgO质量分数不大于2％，R2O的质量分数不大于0.15％，R2O为碱含量，按照mNa2O+0.658mK2O计算；
低碱砂岩中按氧化物计，SiO2的质量分数不小于85％，R2O的质量分数不大于0.5％；
硫酸渣中按氧化物计，Fe2O3的质量分数不小于65％，R2O的质量分数不大于0.5％；
湿粉煤灰中水份质量分数为12-18％，Al2O3的质量分数不小于20％，R2O的质量分数不大于1 .6％；
含氟铁矿石中氟化钙的质量分数为13 .29-24.56％；
铜矿渣中SiO2质量分数为29.4％，FeO的质量分数为35.6％，Fe2O3的质量分数为5％，Al2O3的质量分数为5.9％，CaO质量分数为1.3％；
钢渣包括如下重量百分比的成分：38.64％的CaO、22.4％的Fe2O3、19.48％的SiO2、6.37％的Al2O3、65％的MgO；
硅石中SiO2质量分数不小于93％，R2O质量分数小于0.5％，水分质量分数不大于2％；
铝矾土中，SiO2质量分数为15.7％，Al2O3的质量分数为63.4％，Fe2O3的质量分数为1.6％，CaO质量分数为2.5％；
石灰石矿废料由石灰石废矿渣和石灰石废矿粉按照质量比11:1混合组成，石灰石废矿渣主要由如下重量百分比的组分组成：41.3％的劣质石灰石，57.5％的黏土，石灰石废矿粉主要由如下重量百分比的组分组成：37.6％的劣质石灰石，61.8％的黏土。劣质石灰石中CaO的质量分数为39.6％，MgO的质量分数为1.8％，R2O的质量分数不大于0.15％，黏土中SiO2的质量分数为57.5％，Al2O3的质量分数为22.3％，R2O的质量分数不大于2.5％，石灰石废矿渣的平均粒径为55mm，石灰石废矿粉的平均粒径为12mm。
2.一种低碱高强度水泥，其特征在于，包括重量比为55-75:25-45的低碱水泥熟料、混合材，所述低碱水泥熟料为如权利要求1所述的低碱水泥熟料。
3.一种如权利要求2所述的低碱高强度水泥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将石灰石、低碱砂岩、硫酸渣、湿粉煤灰、含氟铁矿石、铜矿渣、钢渣、硅石、铝矾土、石灰石矿废料混合均匀，粉磨，制得生料；
2）将步骤1）制得的生料进行预热、分解，然后在1100-1300℃下烧结30-40min，冷却，制得低碱水泥熟料；
3）将步骤2）制得的低碱水泥熟料与混合材混合，粉磨，即得。
4.根据权利要求3所述的低碱高强度水泥的制备方法，其特征在于，步骤2）中预热为五级预热，五级预热的温度依次为290-320℃、430-460℃、600-680℃、750-810℃、870-900℃。
CN202010421252.7A 2020-05-18 2020-05-18 一种低碱水泥熟料、低碱高强度水泥及其制备方法 Active CN111732352B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010421252.7A CN111732352B (zh) 2020-05-18 2020-05-18 一种低碱水泥熟料、低碱高强度水泥及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010421252.7A CN111732352B (zh) 2020-05-18 2020-05-18 一种低碱水泥熟料、低碱高强度水泥及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111732352A CN111732352A (zh) 2020-10-02
CN111732352B true CN111732352B (zh) 2022-06-28

Family

ID=72647423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010421252.7A Active CN111732352B (zh) 2020-05-18 2020-05-18 一种低碱水泥熟料、低碱高强度水泥及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111732352B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114014568B (zh) * 2021-11-02 2023-02-10 乌海市西水水泥有限责任公司 铁路及桥梁建设专用低碱水泥及其制备方法
CN115231837B (zh) * 2022-07-13 2023-09-15 兰溪南方水泥有限公司 一种大掺量低品位石灰石的32.5低碱砌筑水泥及其制备方法
CN116375370B (zh) * 2023-06-05 2023-08-01 湖南凝英新材料科技有限公司 一种少熟料水泥及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000066382A (ko) * 1999-04-16 2000-11-15 노영민 저 알칼리 시멘트의 제조방법
CN1333195A (zh) * 2000-07-11 2002-01-30 内蒙古蒙西高新材料股份有限公司 一种低碱水泥的生产方法
CN102659326A (zh) * 2012-04-17 2012-09-12 新疆天山水泥股份有限公司 低碱抗硫型道路硅酸盐水泥及其生产方法
CN102730992A (zh) * 2012-06-29 2012-10-17 酒钢(集团)宏达建材有限责任公司 采用工业固体废物生产低碱硅酸盐水泥的方法
CN108314338A (zh) * 2018-05-15 2018-07-24 葛洲坝松滋水泥有限公司 一种低碱硅酸盐水泥熟料及其制备方法
CN109399972A (zh) * 2018-11-22 2019-03-01 葛洲坝宜城水泥有限公司 一种低碱水泥熟料及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000066382A (ko) * 1999-04-16 2000-11-15 노영민 저 알칼리 시멘트의 제조방법
CN1333195A (zh) * 2000-07-11 2002-01-30 内蒙古蒙西高新材料股份有限公司 一种低碱水泥的生产方法
CN102659326A (zh) * 2012-04-17 2012-09-12 新疆天山水泥股份有限公司 低碱抗硫型道路硅酸盐水泥及其生产方法
CN102730992A (zh) * 2012-06-29 2012-10-17 酒钢(集团)宏达建材有限责任公司 采用工业固体废物生产低碱硅酸盐水泥的方法
CN108314338A (zh) * 2018-05-15 2018-07-24 葛洲坝松滋水泥有限公司 一种低碱硅酸盐水泥熟料及其制备方法
CN109399972A (zh) * 2018-11-22 2019-03-01 葛洲坝宜城水泥有限公司 一种低碱水泥熟料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111732352A (zh) 2020-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111732352B (zh) 一种低碱水泥熟料、低碱高强度水泥及其制备方法
CN110590198B (zh) 一种钨尾矿胶凝材料及其制备方法
CN113831036B (zh) 一种高游离氧化钙固废基胶凝材料及其制备和应用
CN113087420B (zh) 一种炉前改性钢渣及其制备方法
CN110372240B (zh) 一种常温养护廉价碱激发水泥的制备和使用方法
CN111689701A (zh) 电炉钢渣基水泥混合材或混凝土掺和料、制备方法与应用
CN108546063A (zh) 钢筋连接专用干粉套筒灌浆料及其制备
CN112679195A (zh) 一种钢渣制备的黑色道路砖及其制备方法
CN108218269B (zh) 一种镍铁渣胶凝材料及其制备工艺
CN111439939A (zh) 一种高铁工程用低碱中热普通硅酸盐水泥
CN112723779A (zh) 含高硅铁尾矿的混凝土掺合料及其制备方法
CN112125542A (zh) 一种复合硅酸盐水泥及其制备方法
CN114835416A (zh) 一种低热早强胶凝材料及其制备方法
CN111268929B (zh) 一种绿色环保水泥及其制备方法
CN110981233B (zh) 一种镍铁渣砌筑水泥及其制备方法
CN103159449A (zh) 一种利用高炉重矿渣制备的耐热混凝土
CN1331795C (zh) 一种低碱水泥的生产方法
CN108264249B (zh) 一种镍铁渣-矿渣低水化热胶凝材料及其制备方法
CN115028395B (zh) 一种固废建材制品及其制备方法
CN1009642B (zh) 早凝早强钢渣矿渣水泥
CN115340307A (zh) 一种固废基低碳型高铁相-贝利特体系混凝土及其协同固废固碳方法
CN114835417A (zh) 一种利用工业固体废弃物钢渣制备的低碳胶凝材料
CN112250330B (zh) 一种绿色环保水泥及其制备方法
CN113695359A (zh) 一种利用铝土矿选矿尾矿制备胶凝材料的方法
CN106477924A (zh) 一种耐高温复合水泥及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant