專利名稱：一種水泥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水泥，尤其涉及一種用天然火山噴發(fā)物做摻和料的少熟料水泥及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著水泥用量的增大，用做生產(chǎn)水泥熟料的石灰?guī)r和水泥摻和料耗量也越來越大，石灰?guī)r是一種不可再生的自然資源，為了節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境，科技人員不斷探求新的替代資源和開發(fā)相應(yīng)的水泥生產(chǎn)工藝，以減少石灰?guī)r的開采。目前普遍利用工業(yè)廢料作水泥摻和料以減少石灰?guī)r的用量，例如用粉煤灰、礦渣、化工廢渣等作摻和料，節(jié)約了資源和能源，減少了環(huán)境污染，在循環(huán)再用方面取得了很好的收益。但是，石灰?guī)r是不可再生資源，而這些工業(yè)廢料的數(shù)量畢竟也是有限的，它的分布也有局限，中小水泥廠大多處在邊遠(yuǎn)山區(qū)，這些地方的工業(yè)廢料很少或根本沒有，要想摻用工業(yè)廢料需要長途運(yùn)輸，成本加大，由于摻和料的來源不穩(wěn)定，水泥成品的質(zhì)量也不穩(wěn)定。因此，還需要發(fā)現(xiàn)更多品種的可用做水泥摻合料的活性材料。同時(shí)，上述水泥摻和料本身具有比制作水泥更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，用做水泥摻和料實(shí)在是一種浪費(fèi)，比如石灰?guī)r廣泛用于化工，粉煤灰用于提取Al2O3等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種用天然火山噴發(fā)物做摻和料的水泥及其制備方法。其技術(shù)方案是一種水泥，含組分水泥熟料、摻和料、石膏、活化劑，其特征在于，所述摻和料是天然火山噴發(fā)物。
該水泥的組分重量比是天然火山噴發(fā)物30-90份；水泥熟料6-60份；石膏2-6份；活化劑0份-4份。
所述天然火山噴發(fā)物是指在火山噴發(fā)時(shí)所噴發(fā)出的中、酸性物質(zhì)經(jīng)自然冷卻形成的天然巖石和堆積物，它包括火山蛋、火山碴、火山灰、珍珠巖、沸石、浮石、流紋巖。
所述水泥熟料最好采用旋窯水泥熟料，該水泥熟料的性能穩(wěn)定，可保證水泥產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定。
所述活化劑為堿性激發(fā)劑，例如硫酸鈉、硅酸鈉、氫氧化鈣、硫酸鈣或它們的組合物。
上述水泥的制備方法，包括步驟a.將火山噴發(fā)物破碎到粒徑小于30mm；b.然后在500℃-700℃的干燥器中干燥，使其水份含量小于1％；c.按配比將破碎后的天然火山噴發(fā)物與水泥熟料、石膏、活化劑混合，拌合均勻，再細(xì)破到粒徑小于15mm；d.送入高細(xì)磨粉磨；e.出磨后進(jìn)入均化庫均化，即成產(chǎn)品。
天然火山噴發(fā)物儲(chǔ)量巨大、分布廣泛，迄今尚未大量開發(fā)利用，從未用于制水泥，其主要成分含量如表1所示，具有活性高、成分穩(wěn)定、易開采、易粉磨加工、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，非常適合用做水泥摻和料。由于活性高，摻和比(即摻和料與熟料之比)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于粉煤灰、礦渣和工業(yè)廢渣等，可達(dá)4/1以上，而粉煤灰、礦渣和工業(yè)廢渣等摻和比通常為0.5/1-1/1。因此，本發(fā)明的水泥產(chǎn)品減少了資源和能源消耗，綜合成本大幅度降低。且水泥質(zhì)量優(yōu)良、性能穩(wěn)定，試驗(yàn)表明，各種不同火山噴發(fā)物原料及配比的水泥試件，抗折、抗壓強(qiáng)度等技術(shù)指標(biāo)完全符合GB和ISO強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。
表1 幾種天然火山噴發(fā)物的主要成分含量(重量％)

表1中列出的幾種天然火山噴發(fā)物，其物理化學(xué)性狀各有差異，一般而言，噴發(fā)年代距今越近其活性越高，尤以黑灰色火山碴和黑灰色火山蛋的活性最好，應(yīng)優(yōu)先采用，其次是褐灰色火山碴和沸石。表中列出的幾種天然火山噴發(fā)物在做水泥摻和料時(shí)可以單獨(dú)使用，也可以幾種混合使用。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例一按重量份黑灰色火山碴73份、水泥熟料20份、石膏4份、堿性活化劑3份備料。其中，堿性活化劑最好采用組合活化劑，其組分重量％比最好為硫酸鈉40％、硅酸鈉40％、氫氧化鈣10％、氯化鈉10％。
參見圖1先將火山碴、水泥熟料、石膏分別破碎，其中，用破碎機(jī)將火山碴破碎至粒徑小于30mm；水泥熟料、石膏粉碎至符合常規(guī)要求。將火山碴在500℃-700℃的干燥器中干燥，使其水份含量小于1％。然后將所有組分拌合均勻，再次細(xì)破到粒徑小于15mm，送入高細(xì)磨粉磨，出磨后進(jìn)入均化庫均化，即得水泥產(chǎn)品。
用該水泥制作小樣試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)，檢測其技術(shù)性能，結(jié)果是3天抗折強(qiáng)度為2.4；28天抗折強(qiáng)度為5.8；3天抗壓強(qiáng)度為9.6；28天抗壓強(qiáng)度為32.8。
實(shí)施例二黑灰色火山蛋62份、水泥熟料30份、石膏6份、活化劑2份。試件技術(shù)性能3天抗折強(qiáng)度為3.9；28天抗折強(qiáng)度為6.2；3天抗壓強(qiáng)度為15.7；28天抗壓強(qiáng)度為34.3。其余與例一相同，不再贅述。
實(shí)施例三黑灰色火山碴52份，黑色火山硅石10份，水泥熟料30份，石膏6份，活化劑2份。試件技術(shù)性能3天抗折強(qiáng)度為2.8；28天抗折強(qiáng)度為5.2；3天抗壓強(qiáng)度為14.2；28天抗壓強(qiáng)度為36.5。其余與例一相同。
實(shí)施例四黑灰色火山碴48份，水泥熟料47.5份，石膏2.5份，外加劑2份。試件技術(shù)性能3天抗折強(qiáng)度為4.8；28天抗折強(qiáng)度為7.7；3天抗壓強(qiáng)度為20.5；28天抗壓強(qiáng)度為37.5。其余與例一相同。
實(shí)施例五黑灰色火山碴42.5份，沸石5份，水泥熟料48份，石膏2.5份，活化劑2份。試件技術(shù)性能3天抗折強(qiáng)度為5.1；28天抗折強(qiáng)度為8.0；3天抗壓強(qiáng)度為20.0；28天抗壓強(qiáng)度為38.1。其余與例一相同。
實(shí)施例六褐灰色火山碴33份，沸石10份，水泥熟料52.5份，石膏2.5份，活化劑1份。試件技術(shù)性能3天抗折強(qiáng)度為5.5；28天抗折強(qiáng)度為8.3；3天抗壓強(qiáng)度為21.4；28天抗壓強(qiáng)度為38.1。其余與例一相同。
實(shí)施例七黑灰色火山碴38份，水泥熟料57.5份，石膏2.5份，活化劑1份。試件技術(shù)性能3天抗折強(qiáng)度為5.6；28天抗折強(qiáng)度為7.8；3天抗壓強(qiáng)度為24.6；28天抗壓強(qiáng)度為42.7。其余與例一相同。
實(shí)施例八黑灰色火山碴29份，沸石10份，水泥熟料57.5份，石膏2.5份，活化劑1份。試件技術(shù)性能3天抗折強(qiáng)度為6.8；28天抗折強(qiáng)度為8.9；3天抗壓強(qiáng)度為26.3；28天抗壓強(qiáng)度為44.1。其余與例一相同。
實(shí)施例九黑灰色火山碴38份，水泥熟料58份，石膏4份。試件技術(shù)性能3天抗折強(qiáng)度為6.6；28天抗折強(qiáng)度為8.4；3天抗壓強(qiáng)度為25.6；28天抗壓強(qiáng)度為43.2。其余與例一相同。
權(quán)利要求
1.一種水泥，含組分水泥熟料、摻和料、石膏、活化劑，其特征在于，所述摻和料是天然火山噴發(fā)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥，其特征在于，該水泥的組分重量比是天然火山噴發(fā)物30-90份；水泥熟料6-60份；石膏2-6份；活化劑0份-4份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥，其特征在于，所述天然火山噴發(fā)物包括火山蛋、火山碴、火山灰、珍珠巖、沸石、浮石、流紋巖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥，其特征在于，所述水泥熟料為旋窯水泥熟料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥，其特征在于，所述活化劑為堿性激發(fā)劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水泥，其特征在于，所述堿性激發(fā)劑是硫酸鈉或硅酸鈉或氫氧化鈣或硫酸鈣，或它們的組合物。
7.權(quán)利要求1或2所述水泥的制備方法，包括步驟a.將天然火山噴發(fā)物破碎到粒徑小于30mm；b.然后在500℃-700℃的干燥器中干燥，使其水份含量小于1％；c.按配比將破碎后的天然火山噴發(fā)物與水泥熟料、石膏、活化劑混合，拌和均勻，再次細(xì)破到粒徑小于15mm；d.送入高細(xì)磨粉磨；e.出磨后進(jìn)入均化庫均化，即成產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用天然火山噴發(fā)物做摻和料的水泥及其制備方法，該水泥的組分重量比是天然火山噴發(fā)物30－90份；水泥熟料6－60份；石膏2－6份；活化劑0份－4份。制備步驟a.將火山噴發(fā)物破碎到粒徑小于30mm；b.然后在500℃－700℃的干燥器中干燥，使其水份含量小于1％；c.按配比將破碎后的天然火山噴發(fā)物與水泥熟料、石膏、活化劑混合，拌合均勻，再次細(xì)破到粒徑小于15mm；d.送入高細(xì)磨粉磨；e.出磨后進(jìn)入均化庫均化，即成產(chǎn)品。由于天然火山噴發(fā)物活性高，成份穩(wěn)定，摻和比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于礦渣和工業(yè)廢渣，摻和料與水泥熟料之比可達(dá)到4∶1以上，水泥成品質(zhì)量穩(wěn)定，成本大幅度降低。
文檔編號C04B7/00GK1907899SQ200610021600
公開日2007年2月7日 申請日期2006年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月15日
發(fā)明者胡宗發(fā) 申請人:胡宗發(fā)