一種高強中熱核電工程專用水泥及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種水泥熟料，由該水泥熟料制得的高強中熱核電工程專用水泥，該水泥的制備方法以及使用該水泥得到的高強中熱核電工程專用混凝土。該水泥熟料配比特殊，由該水泥熟料制得的水泥具有以下性能：28天抗壓強度≥50MPa，3天水化熱≤245kJ/kg，7天水化熱≤285kJ/kg，28天干縮率≤0.10％。用這種水泥配制的混凝土具有水化放熱低、強度高、耐久性好等特點，并且可減少混凝土裂縫，比通用的硅酸鹽水泥更有利于實現核電工程混凝土的體積穩定性和安全性，滿足了核電混凝土的多種嚴格要求。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種水泥熟料，由該水泥熟料制得的高強中熱核電工程專用水泥，該水泥的制備方法以及使用該水泥得到的高強中熱核電工程專用混凝土。該水泥熟料配比特殊，由該水泥熟料制得的水泥具有以下性能：28天抗壓強度≥50MPa，3天水化熱≤245kJ/kg，7天水化熱≤285kJ/kg，28天干縮率≤0.10％。用這種水泥配制的混凝土具有水化放熱低、強度高、耐久性好等特點，并且可減少混凝土裂縫，比通用的硅酸鹽水泥更有利于實現核電工程混凝土的體積穩定性和安全性，滿足了核電混凝土的多種嚴格要求。【專利說明】—種高強中熱核電工程專用水泥及其制備方法
本專利技術屬于建筑材料
，特別是涉及。
技術介紹
基于當今世界越來越重視溫室氣體排放、氣候變暖，積極推進核能發電是我國能源建設的一項重要政策，核能發電具有污染物質排放量少，屬于清潔能源；不會產生加重地球溫室效應的二氧化碳；核燃料能量密度高、體積小，運輸與儲存都很方便；核能發電的成本中，燃料費用所占的比例較低，不易受到國際經濟形勢影響，故發電成本較其它發電成本低。隨著核電建設對安全性和耐久性的需求，以及對核電建設發展進程的需要，現代核電建設迫切需要一種核電專用水泥。 核電專用水泥主要運用于建設核電站，是集中熱水泥、普通水泥的特性為一體的全新水泥品種，具有低水化熱、高強度、干縮性小等特性。因此，核電水泥不但要滿足中熱水泥的水化熱標準，而且還要滿足道路水泥的干縮率要求和普通硅酸鹽水泥的強度要求，以及工程本身所要求的特殊要求，要同時滿足多品種水泥不同的技術指標要求，指標范圍窄， 生產難度大。 目前核電專用水泥為硅酸鹽水泥系列，包括普通硅酸鹽水泥和中熱硅酸鹽水泥。但普通硅酸鹽水泥用于核電工程混凝土時，強度雖能夠滿足要求，但由于水化放熱高和干縮率高等因素，易導致混凝土開裂；中熱硅酸鹽水泥用于核電工程混凝土時，雖水化熱和干縮率能滿足要求，但強度不夠。因此，這兩種核電專用水泥用于核電工程混凝土時，都不能滿足核電工程混凝土的體積穩定性和安全性要求。另外，核電工程混凝土對水泥用量也有嚴格的要求，即在水泥用量受限的條件下需要提高水泥強度來保障混凝土的強度等級，而現有的水泥達不到此要求。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，提供一種水化放熱和干縮率低的高強中熱核電工程專用水泥熟料，按質量百分含量，由以70-80%石灰石、10-20%粘土、2 %鐵礦石、4-8 %硫酸渣及0-4 %石英砂組成的生料原料制得。 所述水泥熟料，按質量百分含量，由以78%石灰石、12%粘土、2%鐵礦石、6%硫酸渣及2%石英砂組成的生料原料制得。 所述生料中主要成分的含量為:按質量百分含量，氧化鈣35.0-50.0 %、二氧化硅 10.0-17.0 %、三氧化二鋁1.0-5.0 %和四氧化三鐵2.0-7.0%。 所述生料中主要成分的含量為:按質量百分含量，氧化鈣42.03-42.48%、二氧化硅 14.90-15.27%、三氧化二鋁 2.80-3.06%和四氧化三鐵 3.14-3.23%。 所述熟料中主要成分的含量為:按質量百分含量，鋁酸三鈣< 7.0%、硅酸三鈣(57.0%、硅酸二鈣15.0-45.0%和鐵鋁酸四鈣8.0-20.0%;優選的，鋁酸三鈣1.0-7.0%、硅酸三鈣44.0-57.0 %、硅酸二鈣15.0-45.0 %和鐵鋁酸四鈣8.0-20.0 % ;更優選，鋁酸三鈣3.20-4.01 %、硅酸三鈣44.92-54.95 %、硅酸二鈣23.28-32.16%和鐵鋁酸四鈣 14.47-14.81%。 本專利技術的另一個目的在于提供一種由這種專用水泥熟料制得的高強中熱核電工程專用水泥，是由權利要求1-5任一水泥熟料加入緩凝劑制得的，其中按質量百分含量，水泥熟料為95 %，緩凝劑為5 %。 所述緩凝劑為二水石膏。 本專利技術還有一個目的在于提供這種專用水泥的制備方法，包括以下步驟: (I)按質量百分含量，將70-80%石灰石、10-20%粘土、2%鐵礦石、4-8%硫酸渣以及0-4%石英砂分別磨成粉末后，再混合均勻，得到水泥生料； (2)將步驟(1)得到的水泥生料加入水泥窯進行煅燒，經煅燒得到水泥熟料； (3)按質量百分含量，將步驟(2)得到的水泥熟料95%和二水石膏5%混合均勻后，磨至比表面積為300-320cm2/kg，即得到所述高強中熱核電工程專用水泥。 所述制備方法，步驟(2)中水泥生料的煅燒過程參數在同樣產量的現有水泥生料的煅燒生產過程參數的基礎上，按水泥熟料產量500-10000噸/天，分別將以下參數進行調整:入窯投料量下調10% ;分解爐溫度下調20°C ;降低分解率約3% ;窯頭用煤量提高約5% ;窯尾用煤量降低約5% ;窯速降低約10% ;二次風溫提高約20°C ；C1出口溫度提高約10C ;窯頭壓力降低約IPa ;燒成帶提高約20°C。 本專利技術另有一個目的在于提供一種使用上述高強中熱核電工程專用水泥得到的核電工程混凝土。 綜上所述，本專利技術的優點是: 為了滿足核電混凝土的多種嚴格要求，專利技術人調整了原油硅酸鹽水泥中各組分的比例，并意外發現了一種特殊配比的能夠專門用于高強中熱核電工程的水泥熟料，由該水泥熟料制得的水泥具有以下性能:28天抗壓強度> 50MPa，3d水化熱< 245kJ/kg，7d水化熱< 285kJ/kg，28天干縮率< 0.10%。用這種水泥配制的混凝土具有水化放熱低、強度高、耐久性好等特點，并且可減少混凝土裂縫，比通用的硅酸鹽水泥更有利于實現核電工程混凝土的體積穩定性和安全性。 【具體實施方式】 水泥熟料是以石灰石、粘土和鐵質原料為主要原料，按適當比例配制成生料(主要化學成分為氧化鈣、二氧化硅和少量的氧化鋁和氧化鐵)，燒至部分或全部熔融，并經冷卻而獲得的半成品。熟料中CaO、S12, Al2O3和Fe2O3不是以單獨的氧化物存在的，而是兩種或兩種以上的氧化物經高溫化學反應生成的多種礦物的集合體，主要礦物組成為硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣。在水泥熟料中再加適量石膏共同磨細后，即成水泥。用水泥作膠凝材料，砂、石作集料；與水(可含外加劑和摻合料)按一定比例配合，經攪拌得到混凝土，廣泛應用于土木工程。 以下結合具體實施例，更具體地說明本專利技術的內容，并對本專利技術作進一步闡述，但這些實施例絕非對本專利技術有任何限制。本領域技術人員在本說明書的啟示下對本專利技術實施例中所作的任何變動都將屬于本專利技術權利要求書的范圍內。 實施例 將各組分按表1中的重量配比制成本專利技術的水泥熟料和水泥。該水泥的制備方法， 包括以下步驟: (I)按質量百分含量，將70-80%石灰石、10-20%粘土、2%鐵礦石、4-8%硫酸渣以及0-4%石英砂分別磨成粉末后，再混合均勻，即得到水泥生料； (2)將步驟(1)得到的水泥生料加入水泥窯進行煅燒，經煅燒得到水泥熟料； (3)按質量百分含量，將步驟(2)得到的水泥熟料95%和二水石膏5%混合均勻后，磨至比表面積為300-320cm2/kg，即得到所述高強中熱核電工程專用水泥。其中，步驟 (2)中水泥生料的煅燒過程參數本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水泥熟料，其特征在于，按質量百分含量，由以70?80％石灰石、10?20％粘土、2％鐵礦石、4?8％硫酸渣及0?4％石英砂組成的生料原料制得。

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姚燕，王晶，王敏，文寨軍，高顯束，
申請(專利權)人：中國建筑材料科學研究總院，
類型：發明
國別省市：北京;11