一種降低低熱硅酸鹽水泥熟料最低共熔點(diǎn)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種降低低熱硅酸鹽水泥熟料最低共熔點(diǎn) 的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥是最主要的建筑材料之一。但是，由于水泥中含有大量高鈣阿 里特（Alite，簡(jiǎn)號(hào)為C3S)礦物，因此存在著某些難以克服的缺點(diǎn)和不足之處。如水泥混凝 土坍落度損失快，施工性能差；水化熱高，混凝土易產(chǎn)生溫差裂縫；干燥收縮較大，易產(chǎn)生 干縮裂縫等。
[0003] 在水工大壩建設(shè)中，為防止溫度裂縫的出現(xiàn)，要求水泥具有低水化熱特性。低熱硅 酸鹽水泥具有比普通硅酸鹽水泥、中熱水泥更低的水化熱、低干縮率和高耐久性，配制的水 工大體積混凝土干縮小，抗折強(qiáng)度高，絕熱溫升比中熱水泥混凝土低5~10°C，綜合抗裂性 能優(yōu)于中熱水泥混凝土，是配制水工大體積混凝土首選的膠凝材料。目前已成功應(yīng)用于三 峽、深溪溝、溪洛渡、向家壩等水電工程建設(shè)，呈現(xiàn)良好的推廣應(yīng)用前景。
[0004] 但低熱硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度偏低，對(duì)混凝土工程的施工進(jìn)度和工程質(zhì)量不利，阻 礙了其在水工大壩建設(shè)中的規(guī)模應(yīng)用。有效降低低熱硅酸鹽水泥熟料最低共熔點(diǎn)可誘導(dǎo)硅 酸鹽礦物在窯內(nèi)更充分的成核、長(zhǎng)大、維持高活性晶型，從而部分提高水泥早期強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的主要目的在于降低低熱硅酸鹽水泥熟料最低共熔點(diǎn)，提供高質(zhì)量的水 泥。
[0006] -種降低低熱硅酸鹽水泥熟料最低共熔點(diǎn)的方法，其特征在于：所述方法是利用 鉛鋅尾礦中的金屬元素進(jìn)行礦物固，誘導(dǎo)硅酸鹽礦物晶格發(fā)生畸變，降低硅酸鹽礦物晶格 能，降低低熱硅酸鹽水泥熟料最低共熔點(diǎn)；
[0007] 所述金屬元素為鉛、鋅和銅。所述方法包括步驟如下：
[0008] 1)根據(jù)低熱水泥熟料的組成及其熟料的石灰飽和系數(shù)、硅率和鋁率三個(gè)率值選擇 生料組分和確定各生料組分的重量配比；
[0009] 所述生料原料包括石灰石、硅石、鉛鋅尾礦、鐵礦石；
[0010] 所述石灰飽和系數(shù)0· 78~0· 82 ;硅率2. 6~2. 8 ;鋁率0· 68~0· 72 ;
[0011] 2)將步驟1)中配好的生料組分進(jìn)行充分混合，粉磨成生料粉；
[0012] 3)將所述生料粉燒至熔融，并冷卻，得到低熱硅酸鹽水泥熟料。
[0013] 所述步驟1)低熱硅酸鹽水泥熟料包括按重量份計(jì)的以下組分：
[0014] 硅酸三鈣：25-50份；硅酸二鈣：30-55份；鋁酸三鈣：0. 5-4份；鐵鋁酸四鈣： 10-23份；氧化儀：0. 5_7份。
[0015] 所述步驟1)低熱硅酸鹽水泥熟料包括按重量份計(jì)的以下組分：
[0016] 硅酸三鈣：30-40份；硅酸二鈣：40-50份；錯(cuò)酸三鈣：1-3份；鐵鋁酸四鈣：15-18 份；氧化鎂：1_6份。
[0017] 所述步驟2)中生料粉的細(xì)度為80μπι方孔篩篩余重量百分比< 15%。
[0018] 檢測(cè)低熱硅酸鹽水泥熟料的最低共熔點(diǎn)的方法為：將步驟2)所述生料粉置于影 像式燒結(jié)點(diǎn)試驗(yàn)儀內(nèi)升溫，在850°C以下時(shí)升溫速率控制在50°C/min;在850°C以上時(shí)控制 在5°C/min;通過影像式燒結(jié)點(diǎn)試驗(yàn)儀觀察試樣，試驗(yàn)出現(xiàn)收縮，對(duì)比鏡像上的參照網(wǎng)格， 試驗(yàn)收縮達(dá)二格，樣品呈暗亮狀，即認(rèn)為達(dá)到最低共熔點(diǎn)。
[0019] 本發(fā)明提供的一種降低低熱硅酸鹽水泥熟料最低共熔點(diǎn)的方法，有益效果如下：
[0020] 1、本發(fā)明利用鉛鋅尾礦中鉛、鋅、銅等金屬元素進(jìn)行礦物固溶（離子固熔），誘導(dǎo) 硅酸鹽礦物晶格發(fā)生畸變，降低硅酸鹽礦物晶格能，從而有效降低低熱硅酸鹽水泥熟料最 低共熔點(diǎn)。
[0021] 2、本發(fā)明可誘導(dǎo)硅酸鹽礦物在窯內(nèi)更充分的成核、長(zhǎng)大、維持高活性晶型，從而提 高水泥早期強(qiáng)度，以彌補(bǔ)低熱硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度不足的缺點(diǎn)，滿足水電工程的施工進(jìn)度 要求。
[0022] 3、采用本發(fā)明工藝制作的低熱硅酸鹽水泥熟料可以降低生產(chǎn)成本，降低煤用量 5% -10%，單位時(shí)間內(nèi)提高低熱硅酸鹽水泥熟料產(chǎn)量5% -10%，能夠顯著降低低熱硅酸鹽 水泥熟料最低共熔點(diǎn)。
[0023] 4、本發(fā)明通過嚴(yán)格控制生料粉的細(xì)度，保證原料能夠快速充分熔融，提高低熱硅 酸鹽水泥熟料的生產(chǎn)效率。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施 例表述的范圍。
[0025] 本發(fā)明是以鉛鋅尾礦作為原材料進(jìn)行低熱硅酸鹽水泥生料配料，利用其中的鉛、 鋅、銅等金屬元素進(jìn)行礦物固熔，誘導(dǎo)硅酸鹽礦物晶格發(fā)生畸變，降低硅酸鹽礦物晶格能， 從而有效降低低熱硅酸鹽水泥熟料最低共熔點(diǎn)。
[0026] 為了詳細(xì)說明本專利的方法和特點(diǎn)，現(xiàn)舉例說明如下。
[0027] 實(shí)施例1
[0028] 采用石灰石、硅石、鉛鋅尾礦、鐵礦石為原材料（化學(xué)成分見表1)。根據(jù)表2中 設(shè)計(jì)的低熱硅酸鹽水泥熟料的礦物組分，低熱硅酸鹽水泥熟料的石灰飽和系數(shù)〇. 78;硅率 2. 6 ;鋁率0. 68,計(jì)算熟料的化學(xué)成分，進(jìn)行配料，配料的結(jié)果為以重量份計(jì)，生料配比見表 3。 將這些原料一起放入球磨機(jī)中粉磨至80μπι方孔篩篩余< 12%的生料粉，生料粉燒至 熔融，并冷卻，得到低熱硅酸鹽水泥熟料。將所述生料粉置于影像式燒結(jié)點(diǎn)試驗(yàn)儀內(nèi)升溫， 在850°C以下時(shí)升溫速率控制在50°C/min;在850°C以上時(shí)控制在5°C/min。通過影像式 燒結(jié)點(diǎn)試驗(yàn)儀測(cè)定最低共熔點(diǎn)。
[0029] 采用石灰石、頁巖、硅石、鐵礦石為原材料，用上述方法制備對(duì)比樣。對(duì)比結(jié)果見表 4〇
[0030] 表1原材料的化學(xué)成分（重量份計(jì)）
[0031]
[0032] 表2低熱硅酸鹽水泥設(shè)計(jì)礦物組分
[0033]
[0034] 表3鉛鋅尾礦制備低熱硅酸鹽水泥配料比1
[0035]
[0036] 表4鉛鋅尾礦與頁巖制備低熱硅酸鹽水泥最低共熔點(diǎn)對(duì)比1
[0037]
[0038] 實(shí)施例2
[0039] 采用石灰石、硅石、鉛鋅尾礦、鐵礦石為原材料（化學(xué)成分見表1)。根據(jù)表2中 設(shè)計(jì)的低熱硅酸鹽水泥熟料的礦物組分，低熱硅酸鹽水泥熟料的石灰飽和系數(shù)〇. 82 ;硅率 2. 8 ;鋁率0. 72,計(jì)算熟料的化學(xué)成分，進(jìn)行配料，配料的結(jié)果為以重量份計(jì)，生料配比見表 5。將這些原料一起放入粉磨至80μπι方孔篩篩余<11%的生料粉。將所述生料粉置于影 像式燒結(jié)點(diǎn)試驗(yàn)儀內(nèi)升溫，在850°C以下時(shí)升溫速率控制在50°C/min;在850°C以上時(shí)控制 在5°C/min。通過影像式燒結(jié)點(diǎn)試驗(yàn)儀測(cè)定最低共熔點(diǎn)。
[0040] 采用石灰石、頁巖、硅石、鐵礦石為原材料，用上述方法制備對(duì)比樣。對(duì)比結(jié)果見表 6〇
[0041] 表5鉛鋅尾礦制備低熱硅酸鹽水泥配料比2
[0042]
[0043] 表6鉛鋅尾礦與頁巖制備低熱硅酸鹽水泥最低共熔點(diǎn)對(duì)比2
[0044]
[0045] 實(shí)施例3
[0046] 采用石灰石、硅石、鉛鋅尾礦、鐵礦石為原材料（化學(xué)成分見表1)。根據(jù)表2中設(shè)計(jì) 的低熱硅酸鹽水泥熟料的礦物組分，低熱硅酸鹽水泥熟料的石灰飽和系數(shù)0. 79 ;硅率2. 7 ; 鋁率0. 69,計(jì)算熟料的化學(xué)成分，進(jìn)行配料，配料的結(jié)果為以重量份計(jì)，生料配比見表7。將 這些原料一起放入實(shí)驗(yàn)球磨機(jī)中粉磨至80μπι方孔篩篩余< 10%的生料粉。將所述生料粉 置于影像式燒結(jié)點(diǎn)試驗(yàn)儀內(nèi)升溫，在850°C以下時(shí)升溫速率控制在50°C/min;在850°C以上 時(shí)控制在5°C/min。通過影像式燒結(jié)點(diǎn)試驗(yàn)儀測(cè)定最低共熔點(diǎn)。
[0047] 采用石灰石、頁巖、硅石、鐵礦石為原材料，用上述方法制備對(duì)比樣。對(duì)比結(jié)果見表 8〇
[0048] 表7鉛鋅尾礦制備低熱硅酸鹽水泥配料比3
[0049]
[0050] 表8鉛鋅尾礦與頁巖制備低熱硅酸鹽水泥最低共熔點(diǎn)對(duì)比3
[0051]
[0052] 實(shí)施例4
[0053] 采用石灰石、硅石、鉛鋅尾礦、鐵礦石為原材料（化學(xué)成分見表1)。根據(jù)表2中 設(shè)計(jì)的低熱硅酸鹽水泥熟料的礦物組分，低熱硅酸鹽水泥熟料的石灰飽和系數(shù)〇. 81 ;硅率 2. 7;鋁率0.71，計(jì)算熟料的化學(xué)成分，再用試配法進(jìn)行配料，配料的結(jié)果為以重量份計(jì)，生 料配比見表9。將這些原料一起放入實(shí)驗(yàn)球磨機(jī)中粉磨至80μπι方孔篩篩余< 10%的生料 粉。將所述生料粉置于影像式燒結(jié)點(diǎn)試驗(yàn)儀內(nèi)升溫，在850°C以下時(shí)升溫速率控制在50°C/ min;在850°C以上時(shí)控制在5°C/min。通過影像式燒結(jié)點(diǎn)試驗(yàn)儀測(cè)定最低共恪點(diǎn)。
[0054]