一种无激发剂单组份水泥的制备方法

本发明属于水泥类建筑材料领域，特别涉及一种无激发剂单组份水泥的制备方法。

背景技术：

0、技术背景

1、随着经济的发展，大宗固体废渣的排放量越来越大，它们的存放不仅占用大量土地，还存在严重的地质灾害风险，且对环境土壤、水系和空气形成污染。目前有效利用大宗固体废渣的方法主要是制备建筑材料，包括制备通用水泥。现行通用水泥均由硅酸盐水泥熟料掺加少量石膏和其它混合材料制成。大宗固体废渣多是主要由sio2和al2o3组成的硅铝酸盐，而硅酸盐水泥因其化学组成高钙低硅铝的特点而碳排放居高不下，且硅铝酸盐废渣的利用率不高；况且很多硅铝酸盐废渣中碱金属氧化物和mgo含量超标而不能用来制备硅酸盐水泥。

2、研发低碳环保、硅铝酸盐废渣消纳能力高的通用水泥替代硅酸盐水泥是水泥领域科学家一直努力的方向。碱激发水泥具有早强、抗腐蚀和冻融性好等突出优点，可大量利用固体废渣，低碳节能环保，是最有可能替代硅酸盐水泥的新型水泥之一。传统的碱激发水泥为用强碱激发活性非晶硅铝酸(钙)盐而硬化的双组份水泥，仍存在诸多不足：(1)高岭土资源稀缺，其它主要原料如粉煤灰和高炉矿渣等则因大量用作硅酸盐水泥的掺和料而价格上涨；(2)大量掺入的工业碱激发剂(按na2o计占3～14wt％)亦使其成本居高不下，且易于泛碱而影响耐久性；(3)工业废渣固有的组成多变性使以其为主要原料制备的碱激发水泥性能和制备工艺难以稳定调控和标准化。

3、减少和取消碱激发剂的使用能有效降低碱激发水泥的成本。专利cn110371140a与cn110451827a分别公开了一种常温养护和蒸养碱激发水泥的制备和使用方法，均由少量工业碱与硅铝酸钾钠及钙质原料混合粉磨后于1250～1300℃煅烧并速冷得熟料，将熟料磨细后均匀混入钠水玻璃制得水泥，它们的水泥净浆28天抗压强度分别超过80mpa和110mpa。这两种水泥的碱激发剂用量低于常用的双组份碱激发水泥，但煅烧熟料用到的工业碱与硅铝酸钾钠均不廉价，仍然影响碱激发水泥的成本。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种无激发剂单组份水泥的制备方法。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案：一种无激发剂单组份水泥的制备方法，包括如下顺序的步骤：

3、(1)选择化学组成合适的原料混配得到熟料化学组成符合后续要求的生料，将干燥的生料研磨成均匀的生料粉。

4、(2)生料粉在不低于1250℃的温度下氧化煅烧至物相状态稳定后急速冷却得到熟料，熟料的化学组成满足：sio2+al2o3+fe2o3+cao+mgo+na2o+k2o的质量占比不少于95％，且按sio2+al2o3+fe2o3+cao+mgo+na2o+k2o的总质量为100计，各组成的质量分别为sio2：24.6～34.3，al2o3：7.0～13.7，fe2o3：0～7.0，cao：32.5～57.8，mgo：0～22.3，na2o+k2o：4.4～9.7。

5、(3)将熟料磨细得到粉末状水泥。

6、优选地，所述熟料的化学组成质量比满足(cao+mgo)/(sio2+al2o3)＝1.1～2.0。

7、优选地，所述熟料的化学组成质量比满足sio2/al2o3＝1.1～3.6。

8、优选地，所述熟料的化学组成质量比满足mgo/cao＝0.0～0.6。

9、优选地，步骤(2)所述的急速冷却具体为鼓风冷却。

10、所述水泥的使用方法与硅酸盐水泥相同。

11、本发明有如下有益效果：

12、(1)与硅酸盐水泥相比，所述水泥熟料制备用原料中碳酸盐用量比硅酸盐水泥熟料明显降低，可降低水泥的碳排放，且因碳酸盐原料中氧化镁含量上限远高于硅酸盐水泥熟料的要求，可充分利用含镁高的碳酸盐岩，节约优质石灰石资源。

13、(2)与硅酸盐水泥相比，所述水泥熟料中碱金属含量高，可利用含碱金属废渣，并提高硅铝酸盐废渣的利用率，有更好的利废性和可持续性。

14、(3)所述水泥的熟料烧成温度可低至1250℃，远低于硅酸盐水泥1450℃的烧成温度，有更好的节能效果。

技术特征：

1.一种无激发剂单组份水泥的制备方法，其特征在于，包括如下顺序的步骤：

2.如权利要求1所述的一种无激发剂单组份水泥的制备方法，其特征在于：所述熟料的化学组成质量比满足(cao+mgo)/(sio2+al2o3)＝1.1～2.0。

3.如权利要求1或2所述的一种无激发剂单组份水泥的制备方法，其特征在于：所述熟料的化学组成质量比满足sio2/al2o3＝1.1～3.6。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的一种无激发剂单组份水泥的制备方法，其特征在于：所述熟料的化学组成质量比满足mgo/cao＝0.0～0.6。

5.如权利要求1所述的一种无激发剂单组份水泥的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的急速冷却具体为鼓风冷却。

6.如权利要求1至5中任一项所述的一种无激发剂单组份水泥的制备方法，其特征在于：所述水泥的使用方法与硅酸盐水泥相同。

技术总结本发明公开了一种无激发剂单组份水泥的制备方法，主要技术方法是选择包含硅铝钙镁钾钠氧化物的生料研磨成生料粉在不低于1250℃的温度下氧化煅烧至物相稳定后急冷得到熟料；后者磨细后得到粉末状水泥。该水泥具有低碳节能利废环保的特点，有良好的应用前景。技术研发人员：彭美勋,凌雨轩,张元鹏,刘文伟,陈美林受保护的技术使用者：湖南科技大学技术研发日：技术公布日：2024/5/29