CN1546409A - 含钡硫铁铝酸盐水泥 - Google Patents
含钡硫铁铝酸盐水泥 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1546409A CN1546409A CNA200310105554XA CN200310105554A CN1546409A CN 1546409 A CN1546409 A CN 1546409A CN A200310105554X A CNA200310105554X A CN A200310105554XA CN 200310105554 A CN200310105554 A CN 200310105554A CN 1546409 A CN1546409 A CN 1546409A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aluminate
- cement
- ferro
- barium
- baric
- 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.)
- Granted
Links
Images
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
- C04B7/003—Barium or strontium 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
- C04B7/32—Aluminous cements
- C04B7/323—Calcium aluminosulfate cements, e.g. cements hydrating into ettringite
Abstract
本发明属于水泥材料的技术领域,涉及由硫铁铝酸钡钙和硅酸二钙为主导矿物的含钡硫铁铝酸盐水泥。本发明公开了一种含钡硫铁铝酸盐水泥,其水泥熟料含有5-80%(重量)的硫铁铝酸钡钙,其中硫铁铝酸钡钙(简写为C4-xBxA3-yFyS)的分子式为,(3-X)CaO·XBaO·(3-Y)Al2O3·Fe2O3·CaSO4 (X,Y=0.10~3)。本发明的有益效果是,比快硬硫铝酸盐水泥具有烧成温度低,成本低的优点。
Description
(一)所属技术领域
本发明属于水泥材料的技术领域,涉及由硫铁铝酸钡钙和硅酸二钙为主导矿物的含钡硫铁铝酸盐水泥。
(二)背景技术
目前,大量使用的快硬硫铝酸盐水泥存在某些缺点和不足,主要表现为烧成温度偏高(为1350℃)、后期强度不稳定、原材料成本高。含钡硫铝酸盐水泥利用含钡工业废渣或重晶石尾矿为原料替代了大量石膏,降低了水泥成本;但由于水泥矿物中的铝元素由价格昂贵的铝矾土提供,使含钡硫铝酸盐水泥的成本还大大高于普通硅酸盐水泥,限制了含钡硫铝酸盐水泥更广泛的应用。
(三)发明内容
为了进一步降低该水泥成本,降低烧成温度,本发明利用价格低廉的铁粉或铁渣中的铁元素取代硫铝酸钡钙中的铝元素,提供了一种以由硫铁铝酸钡钙和硅酸二钙为主导矿相体系的新型水泥,具有烧成温度低,早期强度高,硬化速度快,成本低的优点。
本发明是通过以下技术方案来实现的:
本发明公开了一种含钡硫铁铝酸盐水泥,其水泥熟料含有5-80%(重量)的硫铁铝酸钡钙,其中硫铁铝酸钡钙(简写为C4-xBxA3-yFyS)的分子式为,(3-X)CaO·XBaO·(3-Y)Al2O3·Fe2O3·CaSO4(X,Y=0.10~3)。
本发明的含钡硫铁铝酸盐水泥,其较佳配比为水泥熟料中含有40-80%(重量)的硫铁铝酸钡钙。
本发明的含钡硫铁铝盐水泥,所述的水泥熟料各矿物的重量百分比为:
硫铁铝酸钡钙:5-80%
硅酸二钙:10-40%
硅酸三钙:0-50%
铝酸三钙:0-20%
铁铝酸盐:3-20%
本发明的含钡硫铁铝酸盐水泥,其水泥熟料中各矿物较佳的重量百分比为:
硫铁铝酸钡钙:40-80%
硅酸二钙:10-40%
硅酸三钙:0-20%
铝酸三钙:0-20%
铁铝酸盐:3-20%
本发明的水泥熟料中,上述矿物的组成更佳的重量百分比为:
硫铁铝酸钡钙:50-70%
硅酸二钙:20-30%
硅酸三钙:4-10%
铝酸三钙:3-10%
铁铝酸盐:3-10%
本发明的水泥,其水泥的生料组份按重量百分比为:
CaO : 20-35%
SiO2: 3-8%
Al2O3:10-20%
Fe2O3:3-10%
SO3: 3-6%
BaO: 3-15%
硫铁铝酸钡钙矿物是一种具有突出快硬早强性能的水硬性矿物,其烧成温度低,并可利用工业废渣进行生产。制造该矿物所使用的主要原料为石灰石、低品位铝矾土、铁粉或铁渣和含钡尾矿或废渣,在1300℃以下就能低温烧成。所制造的硫铁铝酸钡钙矿物的抗压强度在1天、3天和7天龄期分别达到33.2MPa、54.3MPa和65.6MPa,并且其水化硬化速度较快,是一种具有突出快硬早强性能的高胶凝性矿物。
本技术是将快硬早强型硫铁铝酸钡钙矿物与硅酸二钙矿物复合,形成以硫铁铝酸钡钙为主导矿物的新型水泥熟料矿物体系。该水泥既具有快硬早强水泥所具有的优点,而且生产成本低,可广泛应用于具有高质量要求、高速度施工的普通建设工程。硅酸盐水泥以硅酸三钙(C3S,又称阿利特),硅酸二钙(C2S)、铝酸三钙(C3A)和铁铝酸盐(C4AF)为主要矿物,C3S的含量一般在50%以上,需要耗费大量高品质石灰石矿产资源,并且需要在1450℃高温条件下才能烧成,造成能源消耗过高。同时,目前制造的硅酸盐水泥早期性能偏低,主要表现为水泥早期强度低,水化硬化速度慢,凝结时间长。而硫铁铝酸钡钙矿物具有优良的快硬早强性能,且烧成温度低,约1250℃左右,是一种性能优良的低温早强型矿物。
本发明是将C4-xBxA3S中的Al由Fe进行取代,通过高温固相反应形成以C4-xBxA3-yFyS-C2S为主导矿物的新的水泥熟料矿相体系。与硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥不同,硅酸盐水泥熟料由C3S-C2S-C3A-C4AF四种主要矿物组成,硫铝酸盐水泥熟料由C4A3S-C2S-C4AF三种主要矿物组成,而含钡硫铁铝酸盐水泥熟料是由CBFAS-C2S-C3S-C3A-C4AF五种矿物组成的新体系。硫铁铝酸钡钙矿物在1250℃以下就可以大量形成,而且熟料中C3S、C2S含量低,使得含钡硫铁铝酸水泥熟料在1200℃-1300℃左右就可以烧成,比硅酸盐水泥的烧成温度降低150-250℃,比硫铝酸盐水泥的烧成温度降低50-150℃,节约了能源。特别是含钡硫铁铝酸盐水泥利用价格低廉的含钡工业废渣和铁粉为主要原料,使得含钡硫铁铝酸盐水泥成本较快硬硫铝酸盐水泥大幅下降。该水泥早期强度约比硅酸盐水泥提高达30%以上,后期强度也有一定程度的增加,水泥凝结硬化速度快。含钡硫铁铝酸盐水泥的使用对全面提高建筑质量、加快施工速度具有显著效果,特别适合于高层建筑、高等级公路、机场、桥梁与隧道等高质量要求的大型建设工程。另外,由于硫铁铝酸钡钙矿物还具有补偿收缩的作用,因而可降低水泥的收缩率,减少收缩裂纹,提高混凝土工程的耐久性。本技术工艺简单,完全采用现有硅酸盐水泥的制造设备。
本发明的要点是发明了新水泥矿物-硫铁铝酸钡钙,在低于1300℃条件下烧成,通过固相反应形成以C4-xBxA3-yFyS-C2S本为主导矿物的新的水泥熟料矿相体系,达到降低烧成温度、降低水泥生产成本、提高水泥早期强度的目的。
本发明的有益效果是,比快硬硫铝酸盐水泥具有烧成温度低,成本低的优点。
(四)附图说明
图1为本发明的水泥熟料的XRD分析图。
图2为本发明的水泥熟料的SEM图。
(五)具体实施方式
表1 生料配比(wt%)
编号 | Loss | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | BaO | SO3 |
1# | 29.53 | 3.45 | 20.36 | 7.80 | 23.55 | 8.82 | 6.79 |
2# | 28.65 | 6.12 | 19.43 | 5.16 | 27.73 | 7.86 | 6.23 |
3# | 28.54 | 8.43 | 14.02 | 5.66 | 28.77 | 7.75 | 5.92 |
4# | 28.46 | 9.93 | 12.36 | 6.22 | 29.86 | 7.95 | 4.76 |
5# | 27.69 | 17.45 | 5.35 | 4.23 | 34.74 | 4.85 | 2.81 |
表2 熟料矿物组成
编号 | C4-xBxA3-yFyS | C2S | C3S | C3A | C4AF |
1# | 78 | 15 | 0 | 0 | 7 |
2# | 65 | 25 | 0 | 0 | 10 |
3# | 53 | 30 | 8 | 4 | 5 |
4# | 30 | 32 | 15 | 6 | 7 |
5# | 10 | 35 | 45 | 5 | 5 |
在实验室用1800℃硅钼棒炉对以上熟料烧成,烧成温度为1200℃-1280℃。水泥的物理性能见表3。
表3 水泥物理性能
编号 | 细度% | 抗压强度/抗折强度(MPa) | 凝结时间h | f-CaO% | |||
1天 | 3天 | 28天 | 初凝 | 终凝 | |||
1# | 3-3.5 | 51.2/4.2 | 68.6/6.5 | 84.6/10.4 | 0:43 | 0:56 | 0 |
2# | 3-3.5 | 40.8/3.9 | 64.3/6.8 | 81.0/10.6 | 0:37 | 0:55 | 0 |
3# | 3-3.5 | 28.4/4.3 | 40.3/6.8 | 59.3/11.1 | 0:43 | 1:28 | 0 |
4# | 3-3.5 | 16.8/3.6 | 28.6/5.9 | 60.2/10.2 | 1:04 | 1:45 | 0 |
5# | 3-3.5 | 15.6/2.5 | 23.2/4.1 | 58.8/9.4 | 1:46 | 2:15 | 0 |
对其中的1#熟料进行了XRD和SEM分析,见图1和图2。可看到在含钡硫铁铝酸盐水泥熟料矿物体系中,形成了一定数量的含钡硫铁铝酸钙矿物和硅酸二钙矿物的复合共存。
Claims (6)
1.一种含钡硫铁铝酸盐水泥,其特征在于:其水泥熟料中含有5-80%(重量)的硫铁铝酸钡钙,其中硫铁铝酸钡钙(简写为C4-xBxA3-yFy
S)的分子式为,
(3-X)CaO·XBaO·(3-Y)Al2O3·Fe2O3·CaSO4(X,Y=0.10~3)。
2.根据权利要求1所述的含钡硫铁铝酸盐水泥,其特征在于:其水泥熟料中含有40-80%(重量)的硫铁铝酸钡钙。
3.根据权利要求1所述的含钡硫铁铝盐水泥,其特征在于:其水泥熟料中主要是由C4-xBxA3-yFy
S-C3S-C2S-C3A-C4AF组成的矿相体系,各矿物的重量百分比为:
硫铁铝酸钡钙:5-80%
硅酸二钙: 10-40%
硅酸三钙: 0-50%
铝酸三钙: 0-20%
铁铝酸盐: 3-20%
4.根据权利要求1所述的含钡硫铁铝酸盐水泥,其特征在于:其水泥熟料中主要是由C4-xBxA3-yFy
S-C3S-C2S-C3A-C4AF组成的矿相体系,各矿物的重量百分比为:
硫铁铝酸钡钙:40-80%
硅酸二钙:10-40%
硅酸三钙:0-20%
铝酸三钙:0-20%
铁铝酸盐:3-20%
5.根据权利要求2所述的含钡硫铁铝酸盐水泥,其特征在于:所述矿物的重量百分比为:
硫铁铝酸钡钙:50-70%
硅酸二钙:20-30%
硅酸三钙:4-10%
铝酸三钙:3-10%
铁铝酸盐:3-10%
6.根据权利要求1、2或3所述的含钡硫铁铝酸盐水泥,其特征在于:其水泥的生料组份按重量百分比为:
CaO:20-35%
SiO2:3-8%
Al2O3:10-20%
Fe2O3:3-10%
SO3:3-6%
BaO:3-15%
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 200310105554 CN1219719C (zh) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | 含钡硫铁铝酸盐水泥 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 200310105554 CN1219719C (zh) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | 含钡硫铁铝酸盐水泥 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1546409A true CN1546409A (zh) | 2004-11-17 |
CN1219719C CN1219719C (zh) | 2005-09-21 |
Family
ID=34333800
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 200310105554 Expired - Fee Related CN1219719C (zh) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | 含钡硫铁铝酸盐水泥 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1219719C (zh) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7368010B2 (en) * | 2003-08-25 | 2008-05-06 | Mcgowan Kenneth A | Calcium aluminate clinker as a refractory aggregate with and without barium addition and use thereof |
CN101863628A (zh) * | 2010-04-14 | 2010-10-20 | 武汉科技大学 | 一种铁铝酸盐水泥及其制备方法 |
US8216435B2 (en) | 2004-06-07 | 2012-07-10 | Westmoreland Advanced Materials, Inc. | Calcium aluminate clinker as a refractory aggregate with and without barium addition and use thereof |
CN102869633A (zh) * | 2010-03-01 | 2013-01-09 | 电气化学工业株式会社 | 铁铝酸钙化合物、水泥混合材及其制造方法、水泥组合物 |
US8563083B2 (en) | 2006-09-21 | 2013-10-22 | Westmoreland Advanced Materials, Inc. | Methods of use of calcium hexa aluminate refractory linings and/or chemical barriers in high alkali or alkaline environments |
CN112645616A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-13 | 山东大学 | 一种高铁硫铝酸盐熟料矿物组成的调控方法 |
-
2003
- 2003-12-01 CN CN 200310105554 patent/CN1219719C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7368010B2 (en) * | 2003-08-25 | 2008-05-06 | Mcgowan Kenneth A | Calcium aluminate clinker as a refractory aggregate with and without barium addition and use thereof |
US7824464B2 (en) | 2003-08-25 | 2010-11-02 | Mcgowan Kenneth A | Calcium aluminate clinker as a refractory aggregate with and without barium addition and use thereof |
US8123853B2 (en) | 2003-08-25 | 2012-02-28 | Westmoreland Advanced Materials, Inc. | Calcium aluminate clinker as a refractory aggregate with and without barium addition and use thereof |
US8465585B2 (en) | 2003-08-25 | 2013-06-18 | Westmoreland Advanced Materials, Inc. | Calcium aluminate clinker as a refractory aggregate with and without barium addition and use thereof |
US8216435B2 (en) | 2004-06-07 | 2012-07-10 | Westmoreland Advanced Materials, Inc. | Calcium aluminate clinker as a refractory aggregate with and without barium addition and use thereof |
US8563083B2 (en) | 2006-09-21 | 2013-10-22 | Westmoreland Advanced Materials, Inc. | Methods of use of calcium hexa aluminate refractory linings and/or chemical barriers in high alkali or alkaline environments |
US9840628B2 (en) | 2006-09-21 | 2017-12-12 | Westmoreland Advanced Materials, Inc. | Methods of use of calcium hexa aluminate refractory linings and/or chemical barriers in high alkali or alkaline environments |
CN102869633A (zh) * | 2010-03-01 | 2013-01-09 | 电气化学工业株式会社 | 铁铝酸钙化合物、水泥混合材及其制造方法、水泥组合物 |
CN102869633B (zh) * | 2010-03-01 | 2014-04-02 | 电气化学工业株式会社 | 铁铝酸钙化合物、水泥混合材及其制造方法、水泥组合物 |
CN101863628A (zh) * | 2010-04-14 | 2010-10-20 | 武汉科技大学 | 一种铁铝酸盐水泥及其制备方法 |
CN101863628B (zh) * | 2010-04-14 | 2012-08-29 | 武汉科技大学 | 一种铁铝酸盐水泥及其制备方法 |
CN112645616A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-13 | 山东大学 | 一种高铁硫铝酸盐熟料矿物组成的调控方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1219719C (zh) | 2005-09-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100357209C (zh) | 贝利特-硫铝酸钡钙水泥 | |
CN1837121A (zh) | 一种赤泥制备硫铝酸盐水泥的方法 | |
US8268071B2 (en) | Sulfoaluminous clinker and method for preparing same | |
CN103803918A (zh) | 一种掺有瓷粉废料的水泥基微膨胀裂缝修补砂浆及使用方法 | |
CN1513793A (zh) | 衍生自用作燃料的高硫含量石油焦炭的高硫含量的熟料和白水泥 | |
CN1226219C (zh) | 阿利特-硫铝酸钡钙水泥 | |
CN102765893A (zh) | 利用废渣氟石膏和赤泥制备硫铝酸盐特种水泥熟料的方法 | |
CN1219719C (zh) | 含钡硫铁铝酸盐水泥 | |
EP2346794A2 (en) | Manufacturing hydraulic cement aggregates for use in insulating and heat reflecting products | |
CN1266068C (zh) | 一种含q相矿物的铝酸盐水泥材料 | |
KR101601779B1 (ko) | 정수 슬러지를 이용한 건축자재용 조성물 | |
KR102183269B1 (ko) | 일라이트를 이용한 보차도용 블록 | |
CN1040741C (zh) | 高效混凝土膨胀剂及其制法 | |
KR100220340B1 (ko) | 속경성시멘트조성물및이의제조방법 | |
CN101851072A (zh) | 阿利特-硫铝酸锶钙水泥 | |
CN1015446B (zh) | 含钡硫铝酸盐水泥 | |
KR100702472B1 (ko) | 초조강 포트랜드 시멘트 | |
CN114149187A (zh) | 一种改性磷石膏基增强增韧胶凝材料的制备方法 | |
CN1096997A (zh) | 低温快速煅烧硅酸盐水泥熟料方法 | |
CN111807739A (zh) | 一种快凝水镁石-磷酸盐基胶凝材料及其制备方法和应用 | |
CN1312233A (zh) | 一种膨胀混凝土及其低碱高效混凝土膨胀剂 | |
CN111875271A (zh) | 一种高阿利特硫铝酸盐水泥熟料及其制备方法和应用 | |
CN1033574C (zh) | 凝灰岩膨胀剂 | |
CN1021905C (zh) | 道路用水泥 | |
CN111348849A (zh) | 一种水硬性石灰及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20050921 Termination date: 20121201 |