[发明专利]一种高铁铝酸盐-贝利特-硫铝酸盐水泥熟料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高铁铝酸盐‑贝利特‑硫铝酸盐水泥熟料及其制备方法。按质量百分比计，其中含有C₂S：32～42％，C₄AF：10％～30％和f‑CaSO₄：15～25％，除此之外还存在CT。本发明还公开了水泥熟料制备方法，将钙质原料、硅铝质原料、铁质原料、石膏组分分别烘干、破碎、粉磨，按计算比例称重、混合，加入一定量水混匀、压制试块，在950℃下煅烧30min，随后立即转入1275℃～1350℃高温炉中继续煅烧30～60min，鼓风冷却得到熟料。本发明摆脱传统硫铝酸盐水泥率值的限制，在高铁铝酸盐、高贝利特的基础上提高游离石膏的含量，制备的熟料力学性能满足525硫铝酸盐水泥要求且具有较好的耐磨性能。

发明领域

本发明属于建筑材料领域，涉及一种利用CaO-SiO₂-Al₂O₃-Fe₂O₃-SO₃多元体系烧制高铁高硅硫铝酸盐水泥熟料的矿物设计及制备方法。

背景技术

硫铝酸盐水泥在我国被称为除硅酸盐水泥、铝酸盐水泥之外的第三系列水泥，是一种以C₂S为主要矿物组成的胶凝材料，具有早强、高强、抗冻、抗渗和耐蚀等优良性能，被广泛地应用于建筑工程、水泥制品、紧急抢修工程中。

贝利特硫铝酸盐水泥是在普通硫铝酸盐水泥矿物组成的基础上，提高C₂S含量而形成的新型水泥。目前贝利特硫铝酸盐水泥熟料按氧化物成分来看，Al₂O₃占到10％左右，SiO₂占到20％左右，由于硅含量限制放开，使得原料来源更广，可利用品位较低的工业废渣，如粉煤灰、煤矸石、硫酸渣、赤泥、高炉渣等；在降低成本的同时可以消纳大量的工业废弃物，具有良好经济效益和社会效益。

申请号201010034452.3的发明专利使用石灰石、煤矸石和磷石膏作为原料制备了高贝利特硫铝酸盐水泥，其性能优于52.5R等级的普通硅酸盐水泥。

专利号201210022401.8的发明专利使用石灰石、高铝粉煤灰、天然石膏作为原料制备了一种活性贝利特硫铝酸盐水泥熟料，该熟料3d强度达到30～50MPa，28d强度达到60～70MPa。

但是上述发明的水泥熟料早强高强性能明显低于普通硫铝酸盐水泥熟料。这主要是因为配料时未能摆脱碱度系数Cm＝1.0、铝硫比P＝3.82两大率值的限制，其熟料矿物中均未大量存在CaSO₄相。

申请号201410416928.8的发明专利利用石灰石、粉煤灰、脱硫石膏生产的快凝快硬贝利特硫铝酸盐水泥熟料，其矿物组分包括37～47％C₂S、3～9C₄AF、0.5～4.6％f-CaO和14～26.3％的CaSO₄，抗压强度可达2h 23.5MPa、4h 27.6MPa、28d73MPa。本发明与之相比，提高了矿物组成中C₄AF含量。根据已有研究，铁铝酸盐具有较好的抗硫酸盐侵蚀性能，水化放热量较低，可以提高水泥抗折性能、耐磨性能和抗拉性能。部分研究发现，铁铝酸盐相在硫铝酸盐水泥中可以达到较高的水化速率。本发明中，提高贝利特硫铝酸盐水泥熟料中铁铝酸盐含量，相比于传统高贝利特硫铝酸盐水泥，可以提高熟料早期强度。

申请号201510502943.9的发明专利中发明的贝利特-硫铝酸盐-铁铝酸盐水泥，矿物组分包括38％～70％C₂S、3％～25％C₄AF，其以工业废渣和工业石膏为原料，与铝质校正料混合成型，在进行水热反应，然后破碎，煅烧，粉磨，得到。是一种低碳、绿色的制备方法。但该发明仍未摆脱传统的硫铝酸盐水泥矿物匹配原则，导致其力学性能依旧不高。