[发明专利]高纯一铝酸钙水泥、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了高纯一铝酸钙水泥、其制备方法及应用，通过合理配制氧化铝及生石灰的比例，混合→冶炼→破碎→磁选→粉磨→混匀→过筛→打包，制备出的高纯一铝酸钙水泥中一铝酸钙质量含量≥95%，粒度≤8微米，将制备出的水泥添加入浇筑材料，解决了普通酸钙水泥生产不稳定、纯度不高，浇注料水泥用量大、流动性差、生胚强度低、凝固时间长，施工效率低，高温性能差的技术问题。

技术领域

本发明涉及水泥材料技术领域，具体涉及高纯一铝酸钙水泥、其制备方法及应用。

背景技术

水泥及水泥基复合材料发展到今天已成为世界上用量最大的人造材料；自20世纪90年代我国水泥产量跃居世界第一位以来，一直保持高速的发展势头，连续多年的水泥的用量位居世界首位。随着社会的发展，人们对水泥的性能也提出了更高的要求，因此，多功能、高性能的水泥是现阶段急需突破的技术问题。

铝酸钙水泥是一种广泛应用于浇注料体系的结合剂，具有凝结速度快、常温结合强度高等特点。然而常规铝酸钙水泥浇注料经常会带入CaO，而带入的CaO在高温下与浇注料或渣中的Al₂O₃和SiO₂等组分反应形成低熔点物相，如黄长石和钙长石等，这在一定程度上影响了浇注料的耐高温性能。高水泥浇注料中铝酸钙水泥用量大、用水量大、素坯致密度低，中温强度低，高温性能和抗渣性能较差等问题。为解决这一问题，逐渐发展出低水泥浇注料、超低水泥浇注料。但是所采用的现有结合剂常温结合强度不高，施工性能较差，且成本较高。因此，开发新型高性能铝酸钙水泥很有必要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一铝酸钙水泥及其制备方法，以解决普通酸钙水泥生产不稳定、纯度不高的技术问题；另一方面本发明提供了一种A₂O₃-SiC-C浇筑材料，以解决现有浇注料中铝酸钙水泥用量大、流动性差、生胚强度低、凝固时间长，施工效率低，高温性能差的技术问题。

研究发现，影响水泥特性的因素可概括为两方面：一方面是组成水泥的各矿物成分自身的特性、含量和细度；另一方面是水泥的矿物组成中，各矿物成分之间、各矿物成分特性之间的相互关系。

发明人在长期的应用实践中发现，一铝酸钙（CA）水化速度快、水化时间短，是铝酸钙水泥早期强度的主要来源；而传统的铝酸钙水泥中二铝酸钙（CA₂）的含量在20%～50%，大大影响了水泥的性能；因而，提高铝酸钙水泥中一铝酸钙的含量(95wt%)是提高水泥质量的关键。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

由工业氧化铝和生石灰混合物于600～2000℃温度下融化烧结而成高纯一铝酸钙水泥，其含一铝酸钙质≥95%、粒度≤8微米。

发明人的长期调查研究发现，目前国内铝酸钙水泥的生产主要以回转窑为主，但出于连续生产的需要，需要控制熟料中一铝酸钙和二铝酸钙含量的比值保证合适的烧结温度范围，一般要求一铝酸钙和二铝酸钙的含量的比值在0.68～1.5范围内，一铝酸钙纯度不稳定；所以，高纯度的一铝酸钙水泥的生产难以通过回转窑实现。

为此，发明人提出如下技术方案：

一种高纯一铝酸钙水泥的制备方法，包括如下步骤：

1）按62～65：35～38的重量比取工业氧化铝和生石灰，混合均匀后得混合物；

2）将步骤1）得到的混合物于电弧炉中进行融化冶炼；

3）将步骤2）冶炼后的物料进行破碎，磁选及粉磨；

4）将粉磨后的物料混匀后打包，即得。

优选的，在所述步骤1）中，工业氧化铝：生石灰的重量比为62～64：36～38。

优选的，在所述步骤2）中，融化冶炼温度控制为1600～2000℃。