[发明专利]一种多用途高钙膨胀熟料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种膨胀熟料，具体涉及一种多用途高钙膨胀熟料及其制备方法。

背景技术

高钙膨胀熟料是一种无机材料，按其矿物组成与用途，目前多采用两个途径进行生产。其中一个途径是生产专门用于制造无声破碎剂的熟料，要求具有高膨胀应力，所含矿物包括fCaO、C₃S、C₄AF、C₃A，所用生料一般为石灰石、铁矿石、粘土。另一个途径是生产专门用于制造混凝土膨胀剂的熟料，膨胀应力显著降低，所含矿物包括fCaO、C₂S、C₂F、C₄A₃                                                、fCaSO4，所用生料为石灰石、铝矾土、石膏。目前高钙膨胀熟料存在以下方面的不足，产品化学成分波动大，资源浪费，用途单一，无法同时满足用于制备无声破碎剂和制造混凝土膨胀剂，并且质量稳定性差，贮存期间易风化变质，难以定型与商品化。

由于高效无声破碎剂属高能材料，在一定程度上可取代炸药，用于贵重石材开采、城市拆迁与混凝土构筑物拆除，安全环保。大体积、大面积、大长度的混凝土工程防裂、抗渗要求很高，需要制造高性能的混凝土膨胀剂，以提高混凝土收缩的补偿效率。国内外市场对制造上述两类产品所需熟料的需求呈快速上升之势，国内外年用量约150—200万吨，但是，目前的材料状态与实际需求不相适应。迫切需要发明一种高钙膨胀熟料，可以同时满足上述两方面的制造需求，避免或消除原本的缺陷。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种多用途的、性能稳定的高钙膨胀熟料，本发明的目的之二在于提供上述高钙膨胀熟料的制备方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种多用途高钙膨胀熟料，其包括以下重量百分比矿物含量：fCaO 75-84%，C₃S 8—12％和C₄AF 8—13％。

进一步的，其中C₃A的含量为0。

进一步的，所述熟料的结粒状态直径为5—20mm，立升重1400±50g/L。

一种上述多用途膨胀熟料的制备方法，其包括制备高钙膨胀生料，将生料进行煅烧，其中生料的组分为石灰石和铁粉。

进一步的，所述生料由以下质量百分比的组分组成：石灰石95—98％，铁粉2—5％，其中石灰石中CaO≥54%，铁粉中Fe₂O₃≥70%。

进一步的，所述生料中Al₂O₃ 与Fe₂O₃的质量比值≦0.64。

进一步的，所述煅烧温度为1400-1440℃。

进一步的，所述煅烧在回转窑、立窑或隧道窑中进行。

进一步的，所述煅烧中所采用的煤为烟煤，其中灰分的质量百分数≤10％、挥发分的质量百分数为30—35％。

本发明取得的有益效果为：

1、本发明提供的高钙膨胀熟料可以用于制造高等级无声破碎剂。除能生产国家标准规定的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个型号的产品外，还能生产标准以外的高热、高寒地区用超Ⅰ型、超Ⅲ型产品；扩大了产品的应用领域。

2、本发明提供的高钙膨胀熟料可以用于制造全补偿型混凝土膨胀剂，有效补偿混凝土收缩，而生产成功完全补偿收缩的混凝土膨胀剂。

3、实现了高钙膨胀熟料的定型化、规模化、商品化生产，避免和减轻了原来利用两个途径生产时用途单一、浪费资源、工艺落后、不利于环境保护的缺陷。

4、避免和减轻了原来利用两个途径生产时容易造成产品质量不稳、风化变质的状况。

具体实施方式

本申请的发明人经过反复试验和创造性的劳动，成功研制出了可以用于多种用途的高钙膨胀熟及其制备方法。

高钙膨胀熟料应用于其他产品的化学反应机理是，将熟料与辅助原料制造成粉状产品，与水拌合，fCaO水化成Ca(OH)₂，并强烈放热、产生体积膨胀。膨胀的大小与fCaO的绝对含量成正比关系。当f-CaO≥75%时，这种膨胀形成的压应力足够大，可以破碎岩石、混凝土构筑物，而生产成功多种型号的高效无声破碎剂。当适当减少熟料用量、调节降低f-CaO绝对含量时，这种膨胀可以控制至适宜范围，有效补偿混凝土收缩，而生产成功完全补偿收缩的混凝土膨胀剂。