[发明专利]一种自粉化低钙水泥及其预制品的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种自粉化低钙水泥及其预制品的制备方法。

背景技术

近几年，预制装配式住宅愈来愈受到人们的关注，预制装配式住宅是用工业化的生产方式来建造住宅，将住宅的部分或全部构件在工厂预制完成，然后运输到施工现场，将构件通过可靠的连接方式组装而建成的住宅，在欧美及日本被称作产业化住宅或工业化住宅。生产预制构件不可避免需要使用硅酸盐水泥，但是，目前使用的硅酸盐水泥尚存在一些不足，主要表现为：早期强度偏低(20-30MPa)，养护周期长，蒸养耗能高，易开裂等。此外，普通硅酸盐水泥烧成温度较高，一般为1450℃甚至更高，导致能源消耗高；水泥坚硬，粉磨效率低，电耗高；水泥中CaO含量高，通常为65-70％(质量分数，下同)，对石灰石原料品质要求高，消耗大量的优质石灰石资源；由于大量的使用石灰石，产生大量的CO₂等废气，环境污染日趋严重。因此，降低水泥烧成能耗，减少温室气体排放，提高水泥性能是未来水泥行业发展的方向。

专利CN 102491655 A公开了自粉化熟料矿渣硅酸盐水泥的制备方法，但是这种水泥是水硬性的，矿渣是主要的胶凝材料，自粉化熟料只是外加料；专利CN 101337777 A公布了通过降低水泥中熟料的含量来制备低碳水泥的方法；专利CN 102249576 A公布了一种低能耗、低排放水泥及其制备方法与应用，该水泥的主要矿物为硅酸二钙、硫铝酸钙和铁铝酸四钙；上述方法，虽然在一定程度上降低了水泥生产的CO₂排放，但是带来的后果是 水泥的性能大大降低，表现在：早期强度低，后期增长幅度低，开裂、耐久性差，寿命短，不适于工业应用，更不适于做预制建材的胶凝材料。本发明以CS、C₃S₂、γ-C₂S等低钙非水硬性硅酸盐矿物为主要矿物，熟料中CaO含量为40-60％，大大降低了由CaCO₃分解产生的CO₂气体排放，同时由于降低了石灰石饱和系数，煅烧温度降低，熟料烧成能耗大大降低，大大降低了燃料燃烧排放的CO₂，熟料自粉化，降低能耗。本发明水泥没有水硬性，需要CO₂气体激发其活性，主要应用于预制品的胶凝材料，解决了传统预制品胶凝材料养护周期长、养护成本高、收缩开裂等问题。

发明内容

综上所述，本发明采用的技术方案如下：

一种自粉化低钙水泥，以重量份表示，其主要矿物相包括：

CS 0-70份

C₃S₂ 0-70份

γ-C₂S 30-50份

液相 0-20份。

一种自粉化低钙水泥预制品的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、制备自粉化低钙水泥熟料：采用普通硅酸盐水泥生产过程，把石灰石、砂岩、铁矿经破碎、预均化、配料、粉磨、均化、煅烧等工序，其中：粉磨后生料细度控制在80um筛余小于10％；煅烧温度为1100-1250℃，煅烧后，不需要快速冷却，也不再需要粉磨，水泥自粉化，即得自粉化低钙水泥熟料；

步骤2、以重量份数计，把步骤1制备的自粉化低钙水泥熟料30-90份、骨料0-70份和外加剂0-5份混合，加入自粉化低碳水泥质量的10-40％自来水，再搅拌均匀后在成型设备上成型，得到各种形状的自粉化低钙水泥 预制品胚体；

步骤3、把步骤2制备的自粉化低钙水泥预制品胚体放入养护釜中，通入高浓度CO₂工业废气，控制养护釜内压力在0.3-0.5MPa，温度20℃-60℃，养护8-24h，即得自粉化低钙水泥预制品。

进一步，所述的自粉化低钙水泥熟料，CaO含量为40-60％，主要矿物相为CS、C₃S₂、γ-C₂S和液相。

进一步，所述的自粉化低钙水泥预制品可以是板材、砌块、砖、瓦等，可以为实心、空心和多孔等形式。

本发明的有益效果：

1.本发明水泥烧成温度低，可大量使用低品位石灰石和低热值煤粉；相比普通硅酸盐水泥，该水泥生产过程节约石灰石10-20％，烧成煤耗降低20-30％，CO₂减排30％以上。

2.本发明水泥不需快速冷却，热损失大大降低；水泥自粉化，无需粉磨，水泥电耗降低40％。