[发明专利]一种道路缓凝水泥及其制备方法

说明书

本发明涉及一种道路缓凝水泥及其制备方法，其由专用水泥熟料、石灰石废渣、改性钢渣粉和磷石膏组成。所述道路缓凝水泥以含碳页岩配制水泥生料，以磷石膏做熟料煅烧的矿化剂，以破碎、除铁和粉磨制成的钢渣粉和石灰石废渣做水泥混合材，以磷石膏做水泥缓凝剂。采用本发明的技术方案，制备的道路缓凝水泥具有凝结时间适宜、早期强度高、后期强度增长快、抗折强度高、耐磨性好、干缩性小等优点，同时实现了含碳页岩、石灰石废渣、钢渣和磷石膏等固体废弃物高效资源化利用，具有重要的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及水泥工业生产技术和工业固体废弃物综合利用领域，具体涉及一种道路缓凝水泥及其制备方法。

背景技术

道路水泥是由道路硅酸盐熟料、一定量混合材和适量石膏，粉磨制备而成的一种特种水泥，主要应用于飞机跑道和城乡公路等道路工程。在道路建设过程中，由于施工搅拌、铺平、压实等时间周期较长，且须在水泥完全硬化之前完成，用户根据现场施工状况要求水泥初凝时间应大于4h，终凝时间不小于6h。

含碳页岩是煤矿开采和加工过程中产生的废弃物，主要由氧化硅与氧化铝等氧化物、一定量的碳和微量元素组成。石灰石废渣是石灰石矿山开采产生的石灰石废屑，含有一定量的黏土，也是一种固体废弃物。钢渣是炼钢过程产生的废渣，钢渣中富含C₃S与C₂S等硅酸钙化合物，具有潜在水硬性。磷石膏是湿法生产磷酸过程中排放废渣，主要成分为二水硫酸钙，含有磷、氟、有机物等有害杂质，其性能不如天然石膏，从而限制了磷石膏的应用范围与规模。含碳页岩、石灰石废渣、钢渣和磷石膏等固体废弃物长期大量堆积，占用大量土地，污染生态环境，同时存在一定的安全风险。

发明内容

本发明的目的针对上述问题，提供一种道路缓凝水泥及其制备方法，具有凝结时间适宜、早期强度高、后期强度增长快、抗折强度高、耐磨性好、干缩性小等优点，同时实现了含碳页岩、石灰石废渣、钢渣和磷石膏等固体废弃物高效资源化利用，具有重要的经济效益和社会效益。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种道路缓凝水泥，所述道路缓凝水泥包括按重量份计的以下组分：70～84 份水泥熟料、0～9份石灰石废渣、0～27份钢渣粉、3～7份改性磷石膏。

优选地，所述水泥熟料包括按照重量份计的以下组分：70～90份石灰石、8～20 份含碳页岩、2～8份铁质原料、1～3份磷石膏。

进一步优选地，所述石灰石的CaO含量为48～53wt％；

所述含碳页岩的SiO₂含量为51～76wt％，Al₂O₃含量为12～21wt％；

所述铁质原料选自硫酸渣、转炉渣、铁矿石或铁尾矿中的一种或多种，所述铁质原料Fe₂O₃含量为42～74wt％；所述磷石膏SO₃含量为31～46wt％；

所述水泥熟料中C₃A含量1～4wt％，C₄AF含量17～24wt％，f-CaO含量低于1.0wt％。

进一步优选地，所述道路缓凝水泥包括按重量份计的以下组分

76份水泥熟料、3份石灰石废渣、16份钢渣粉、5份改性磷石膏；

所述水泥熟料由80份石灰石、14份含碳页岩、5份铁质原料、1份磷石膏。

所述的道路缓凝水泥的制备方法，1)将水泥石灰石、含碳页岩、铁质原料、磷石膏分别破碎预处理，并经预均化后储存；

2)将破碎之后的石灰石、含碳页岩、铁质原料、磷石膏按比例混合均匀，送至粉磨系统中粉磨、烘干、筛选，储存于生料均化库得到水泥生料；