本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)硫鋁酸鹽水泥基材料及其制備方法，按重量百分比由以下原料組成：硫鋁酸鹽水泥熟料50~60%、粉煤灰25~35%、石膏5~15%、激發(fā)劑5~15%；所述的激發(fā)劑為燒制硫鋁酸鹽水泥熟料過程中形成的硫硅酸鈣過渡礦物。本發(fā)明結(jié)生產(chǎn)制造容易、使用方便，通過本發(fā)明，可使硫鋁酸鹽水泥基材料中粉煤灰摻量高達(dá)25~35%，降低了硫鋁酸鹽水泥熟料的用量，使材料成本降低，減少了粉煤灰對(duì)環(huán)境的污染，保證并提高硫鋁酸鹽水泥基材料的強(qiáng)度，具有節(jié)能降耗、工藝簡(jiǎn)單、實(shí)施方便等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)硫鋁酸鹽水泥基材料及其制備方法，屬于建筑材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)硅酸鹽水泥由于煅燒溫度高、CO₂排放量大而面臨巨大挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)硅酸鹽水泥相 比，硫鋁酸鹽水泥在煅燒溫度和CO₂排放方面均顯著降低，符合水泥工業(yè)低碳、節(jié)能的發(fā)展 趨勢(shì)，具有廣闊的發(fā)展前景。硫鋁酸鹽水泥具有早期強(qiáng)度高、抗凍、抗?jié)B、耐腐蝕等優(yōu)良性 能，主要應(yīng)用于冬季施工、快速搶修工程及預(yù)制構(gòu)件等方面。然而，硫鋁酸鹽水泥作為一種 特種水泥，原材料中礬土品質(zhì)要求較高，導(dǎo)致水泥生產(chǎn)成本增加，限制了硫鋁酸鹽水泥的推 廣應(yīng)用。

粉煤灰是火力發(fā)電中煤粉燃燒后從煙道中排出的灰粉，是常見的工業(yè)固體廢棄物。將粉 煤灰摻加到硫鋁酸鹽水泥中，一方面能促進(jìn)粉煤灰的建材資源化利用，另一方面可以降低水 泥生產(chǎn)成本。然而，硫鋁酸鹽水泥相比普通硅酸鹽水泥，水化產(chǎn)物中氫氧化鈣的生成量顯著 減少，對(duì)粉煤灰活性的激發(fā)效果降低，而且，隨著粉煤灰摻量增加，硫鋁酸鹽水泥基膠凝材 料各齡期抗壓強(qiáng)度均普遍降低，因此，硫鋁酸鹽水泥中粉煤灰的摻量較低，在實(shí)際生產(chǎn)中， 通常不會(huì)超過20％。在現(xiàn)有水泥生產(chǎn)技術(shù)條件下，如何在粉煤灰一定摻量條件下保證并提高 硫鋁酸鹽水泥基材料的強(qiáng)度，甚至在保證材料強(qiáng)度的前提下提高粉煤灰的摻量，是進(jìn)一步降 低材料成本，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍的關(guān)鍵問題。

硫硅酸鈣(簡(jiǎn)寫為)是硫鋁酸鹽水泥熟料煅燒過程中形成的中間礦物， 在生料中石膏配入過量并且煅燒溫度過低時(shí)，才會(huì)形成硫硅酸鈣。通常，硫硅酸鈣被認(rèn)為是 一種惰性礦物，但申請(qǐng)人最新研究發(fā)現(xiàn)，硫硅酸鈣不僅能夠提高硫鋁酸鹽水泥的后期強(qiáng)度， 而且還可以激發(fā)鋁硅酸鹽廢渣的潛在水硬活性。因此，申請(qǐng)人認(rèn)為硫硅酸鈣可以作為粉煤灰 活性的激發(fā)劑，提高粉煤灰在硫鋁酸鹽水泥中的摻量，并且改善硫鋁酸鹽水泥基材料的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高強(qiáng)硫鋁酸鹽水泥基材料及其制備方法，在增加粉 煤灰用量、減少硫鋁酸鹽水泥熟料用量的情況下，保證并提高水泥的強(qiáng)度，降低成本。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種高強(qiáng)硫鋁酸鹽水泥基材料，其特征在于，按重量百分 比由以下原料組成：硫鋁酸鹽水泥熟料50～60％、粉煤灰25～35％、石膏5～15％、激發(fā)劑5～15％； 所述的激發(fā)劑為燒制硫鋁酸鹽水泥熟料過程中形成的硫硅酸鈣過渡礦物。

所述的硫鋁酸鹽水泥熟料礦物組成中硫鋁酸鈣含量大于60％。

所述的粉煤灰為Ⅰ級(jí)粉煤灰或Ⅱ級(jí)粉煤灰。

所述的石膏采用二水石膏或天然硬石膏。

所述的硫硅酸鈣過渡礦物由包括碳酸鈣、二氧化硅、二水硫酸鈣、氟化鈣按質(zhì)量比5.8:1.7:2.5:0.5組成的生料在1100～1200℃條件下高溫煅燒、保溫4小時(shí)制備而得。

所述的激發(fā)劑中硫硅酸鈣的質(zhì)量含量大于80％。

一種高強(qiáng)硫鋁酸鹽水泥基材料的制備方法，其特征在于，首先準(zhǔn)備原料，原料包括硫鋁 酸鹽水泥熟料、粉煤灰、石膏、激發(fā)劑，硫鋁酸鹽水泥熟料、粉煤灰、石膏、激發(fā)劑各質(zhì)量 百分比分別為50～60％、25～35％、5～15％、5～15％；然后將準(zhǔn)備好的原料經(jīng)球磨機(jī)混勻、粉磨至 細(xì)度為0.08mm方孔篩篩余2％以下，得到高強(qiáng)硫鋁酸鹽水泥基材料；其中，激發(fā)劑為燒制硫 鋁酸鹽水泥熟料過程中形成的硫硅酸鈣過渡礦物。