[发明专利]高铁硅酸盐早强水泥熟料及其生产方法

说明书

本发明属于水泥生产领域，特别是高铁硅酸盐早强水泥及其生产方法。

高铁硅酸盐水泥国外原有生产，如菲拉瑞（Ferrari）水泥，它的C₃S+C₄AF含量很高约75-95%但由于它后期强度不高，有时强度还下降、倒缩，更主要是在煅烧过程中易粘边，结大块操作复杂，故现已不生产。普通硅酸盐早强水泥的生产，对原料、煤质要求较高，烧成温度高，煅烧时间长，生产过程复杂，难以控制，相应生产成本高，不适于广泛应用生产。掺入矿化剂的普通硅酸盐水泥生产，虽然生产过程简单，可降低热耗，稍提高早强，但总的强度值仍不理想，而且一旦水泥熟料中C₄AS+C₁₁A₇CaF₂含量增高，则会产生急凝现象。

针对上述水泥及生产方法的主要缺陷，本发明提出了一种高铁硅酸盐早强水泥熟料及其生产方法。

本发明的技术解决方案是：在以C₃S+C₄AF为主的高铁硅酸盐水泥熟料中还含有C₄AS和C₁₁A₇CaF两种矿物成分，熟料矿物成分为（重量%）。

C₃S 60-75%

C₂S 0-3%

C₄AF 15-25%

C₃A 0-1.5%

C₄AS+C₁₁A₇CaF₂5-20%

本发明水泥的生产方法是：采用原高铁硅酸盐水泥的生产方法，在配料时。掺入复合矿化剂，其烧成温度为1280℃-1350℃。

生料中CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃及复合矿化剂的含量（重量%）为：

CaO 41-50.2%， SiO₂10-16.0%，

Al₂O₃2.0-5.5%， Fe₂O₃3.2-9.5%，

复合矿化剂的成分及配料的重量百分比如下：

CaSO₄0-5.5%

BaSO₄0-7%

CaF₂0-4%

CaCl₂0-4.5%

掺入的复合矿化剂其成分至少含上述成分的一种以上。总量为配料百分比的2-8%。

由于本发明的水泥熟料中含有C₄AS和C₁₁A₇CaF₂两种矿物成分，而这两种矿物成分早强性能较为突出，这使得本发明熟料制成的水泥早期强度提高很快，有时一天强度即可达现有早强水泥三天强度标准要求。在后期强度方面，在水化过程中，早强矿物C₄AS水化时形成了钙矾石，而C₃S与水反应后生成的C-S-H凝胶，与这种钙矾石之类的早强矿物水化产物的微观水泥石结构，构成了较完好的骨架结构，这对水泥后期强度的发展提供了较好前提，使得本发明水泥熟料制成的水泥的后期强度稳定上升，并克服了急凝现象。

通过在原高铁硅酸盐水泥生产配料时掺入复合矿化剂，第一，使烧成温度降低，液相温度下降，促进了C₃S、C₄AF的生成，克服了窑内结大块、粘边等现象的发生，使生产过程易于控制。第二，由于煅烧温度降低，使得主要强度矿物C₃S在较低温度下形成，其中部分是由中间过渡相分解而来，因此活性较大，这使得本发明熟料早期、后期强度发挥好。第三，最主要的是通过复合矿化剂的掺入使熟料中产生了相当含量的C₄AS和C₁₁A₇CaF₂两种早强矿物成分，从而使得本发明水泥熟料制成的水泥早期强度好，后期强度稳定。从这种意义上来说，掺入复合矿化剂，不仅是为了起促进生料矿化的作用，而是为了使熟料中获得能使其强度性能有极大提高的某种矿物成分。

高铁硅酸盐早强水泥与菲拉瑞水泥，普通硅酸早强水泥的矿物成分及产品性能比较见下表。