[其他]阿利特硫铝酸钙水泥的组成及制造方法

说明书

本发明是一种以C₃S-C₂S-C₄A₃S-C₄AF矿物为主要组份的阿利特硫铝酸钙新品种水泥的制造方法，所得到的产品，既保持了硅酸盐水泥的优良特性，又具有硫铝酸盐水泥不收缩和早期强度较高的特性，克服了硅酸盐水泥在硬化过程中产生收缩、导致裂纹的缺点，这对传统的硅酸盐水泥改性有着深远的意义。而且煅烧温度低、生产工艺简单、大量掺加尾矿和废渣作混合材后，强度降低幅度不大。

膨胀水泥和不收缩水泥历来是用硅酸盐水泥和膨胀组份共同混合粉磨而成，1963年P·E·Halstead，在“ExpandingandStressingCement”《TneChemistryofCements》，H·F·W·Taylor，P87～99中提出“制造一种含有一定比例无水硫铝酸钙而本质属于波特兰水泥的熟料”用它直接制造膨胀水泥是可行的“。围绕这个问题，国内外都展开大量的研究工作，美国在1975年公布了美国W·A·Borje关于含有C₄A₃S-βC2S为主要成分的超早强水泥的专利（3860433），1978年苏联的И·В·Кра＊гелко在实验室配制并在米哈尔洛夫水泥厂烧成了阿利特硫铝酸盐熟料，但他们把此熟料作为添加物配制高强水泥、膨胀水泥、快凝膨胀水泥，但未见详细报导。

硅酸盐水泥具有悠久的历史，良好的性能，但烧成温度要1450℃;而且此种水泥在硬化时，伴随着产生收缩，是造成混凝土裂缝的主要原因;而由硅酸盐水泥配制的混合材水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥、赤泥水泥等，其共同的缺点是凝结较慢，尤其是早期强度偏低。

本发明的目的是用低温煅烧方法制造一种以C₂S-C₂S-C₄A₃S-C₄AF为主要矿物的熟料及由此种熟料所配制的矿渣水泥、赤泥水泥等加有混合材的水泥。此种水泥比普通硅酸盐熟料加混合材所制得的同种水泥凝结时间大大缩短，早期（1，3天）强度明显提高，掺等量混合材时其水泥强度比熟料强度下降幅度小，从而可以多掺加混合材，而其凝结时间、早期强度等性能降低不多。

本发明在CaO-SiO₂-Al₂O₃-Fe₂O₃-SO₃系统的生料中引入F^-（氟离子）使得C₃S与C₄A₃S得以共存，并需严格控制熟料中下列成分才能获得理想的C₃S与C₄A₃S的适宜匹配，其熟料成分为：

Al₂O₃为7～10%、Fe₂O₃1～3.5%、SO₃4～6%、F^-为0.1～0.4%。

其理由在于，当煅烧温度为1200℃～1300℃时：

（一）配料中F^-的影响如下：若不掺加F^-，在1300℃以下煅烧时生成的熟料，用x射线分析几乎没有检出C₂S，F^-在熟料中如果小于规定范围，则形成的C₃S量甚少;F^-在熟料中如果大于规定范围，则C₁₁A₇·CaF₂的形成难以避免。实践证明，C₁₁A₇·CaF₂和C₄A₃S·C₃S同时共存，其水泥性能难以控制。

（二）熟料中SO₃量的影响如下：若小于规定范围，C₄A₃S形成量少，甚至x射线分析不出来，C₃A大量形成;若大于规定范围，则C₃S的量明显减少;况且未化合的CaSO₄多了，导致水泥膨胀过大，强度反而降低。