[发明专利]一种利用工业固废低温合成的高阿利特-贝利特-硫铝酸钙胶凝材料及方法

说明书

本发明公开了一种利用工业固废低温合成的高阿利特‑贝利特‑硫铝酸钙胶凝材料及方法，以石灰石、砂岩、粉煤灰、铜渣、磷渣和石膏作为原材料进行生料配料，经低温煅烧制备得到高阿利特‑贝利特‑硫铝酸钙胶凝材料。本发明生料中，铜渣和磷渣等工业固体废弃物作为原材料进行生料配料，而不是作为矿化剂外掺。本发明首次铜渣和磷渣等工业固体废弃物作为原材料进行生料配料，采用低温煅烧工艺制备得到高阿利特‑贝利特‑硫铝酸钙胶凝材料，一方面可实现工业固废的资源化利用；另一方面，可避免因掺萤石矿化剂对工艺设备的破坏性影响。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种利用工业固废低温合成的高阿利特-贝利特-硫铝酸钙体系胶凝材料及方法。

背景技术

硫铝酸钙(C4A3$)矿物是一种水化活性较高的胶凝物相，具有水化早期强度高、水化微膨胀等特点，因此通常被用于改善硅酸盐水泥的性能或作为膨胀剂用于混凝土材料中。用于改善硅酸盐水泥性能的技术方案有两种，一种是通过物理复合；另一种是通过高温化学反应直接在硅酸盐熟料制备过程中引入的，形成了一种阿利特-硫铝酸钙体系胶凝材料。但是，由于阿利特和硫铝酸钙在热力学上共存温度范围狭窄，因此在制备过程中通常加入矿化剂，如萤石(ZL86103649，ZL03152992.5)；或者改变硅酸盐水泥熟料的生产工艺，如二次热处理或调控冷却过程(ZL200910212645.0)、气相沉积(ZL201510033679.9)等。在现代新型干法生产工艺中，在高温环境下，作为矿化剂的萤石会挥发，务必会腐蚀耐火材料和筒体，不利于回转窑的长期运行。而若改变现有硅酸盐水泥熟料生产工艺，则会增加企业成本。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种利用工业固废合成的高阿利特-贝利特-硫铝酸钙体系胶凝材料及其方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种利用工业固废低温合成高阿利特-贝利特-硫铝酸钙胶凝材料的方法，以石灰石、砂岩、粉煤灰、铜渣、磷渣和石膏作为原材料进行生料配料，经低温煅烧制备得到高阿利特-贝利特-硫铝酸钙胶凝材料。本发明生料中，铜渣和磷渣等工业固体废弃物作为原材料进行生料配料，而不是作为矿化剂外掺。

本发明工艺中，铜渣和磷渣通过降低液相的形成温度实现阿利特的低温形成。相比于萤石矿化剂，铜渣和磷渣对环境污染小，因为在煅烧过程中不会挥发。而萤石中的CaF₂在高温下会挥发，一方面会侵蚀窑体；另一方面也会污染环境。

进一步地，本发明生料配方包括如下重量百分比的组分：

石灰石70-75％，

砂岩6-8％，

粉煤灰5-9.5％，

铜渣0.5-4％，

磷渣0.5-4％，

石膏9-10％。

优选地，本发明生料配方包括如下重量百分比的组分：

石灰石70.5-73.5％，

砂岩6.8-7.7％，

粉煤灰5.0-9.1％，

铜渣0.6-3.5％，

磷渣0.6-3.2％，

石膏9.7％。

进一步地，本发明利用工业固废低温合成高阿利特-贝利特-硫铝酸钙胶凝材料的方法，具体包括如下步骤：

(1)将各原料分别粉磨过筛，然后混合均匀，得到生料粉；

(2)在步骤(1)生料粉中加入少量水，压制成块，然后烘干水分得到生料块；