专利名称：含铝酸盐矿物的通用硅酸盐水泥改性剂及其应用方法硅酸盐水泥是世界范围内在建筑材料领域使用最广泛、用量最多的胶凝材料。其 熟料由四种主要矿物组成(C3s、C2S, C3A和C4AF)，煅烧温度为1450°C。C3S和C2S是硅酸盐 水泥熟料中的主要矿物，其水化产物主要是水化硅酸钙(C-S-H)和氢氧化钙，C3S含量高且 水化较快，对水泥的强度性能起主要作用。但若提高水泥熟料中C3S矿物含量，会使生料的 易烧性变差，煅烧温度升高。C3A和C4AF是熟料中的次要矿物，其水化产物主要是水化硫铝 (铁)酸钙(钙矾石或AFt)。C3A水化反应迅速，水化过程放出大量的热，凝结硬化快，早期 强度较高，但易使水泥急凝，应控制其含量在较低范围。关于硅酸盐水泥中4大矿物的形成 和匹配关系已经进行了深入系统的研究，鉴于硅酸盐水泥熟料的矿物组成特点，其水化过 程中形成的水化产物主要是水化硅酸钙(C-S-H)、氢氧化钙和少量钙矾石等，使该水泥表现 出早期强度偏低，水化过程体积收缩较大等缺点。当掺入较大比例的矿渣、粉煤灰或其他工 业废渣作混合材时，还可导致水泥的强度明显降低，凝结时间延长。近年来，通过在硅酸盐水泥熟料中引入非传统硅酸盐熟料体系的高胶凝性矿物 C4Aj以取代C3A,获得一个新的具有高胶凝性的水泥熟料矿相体系，如阿利特-硫铝酸盐 水泥，其熟料的主要矿物组成为C3S、C2S、C4Aj和C4AF。另外，一些复合水泥的出现，如高 铝-硅酸盐复合水泥，硫铝酸盐-硅酸盐复合水泥，其目的是利用两种水泥中所含有的不同 强度矿物，进行水泥性能互补，发挥高铝水泥或硫铝酸盐水泥熟料中铝酸盐或硫铝酸盐矿 物水化快且对矿渣、粉煤灰等混合材有激发作用的特点，水化过程可形成较多的钙矾石、水 化铝酸盐和铝胶等水化产物，调节硅酸盐水泥水化产物的种类与数量配比，达到提高混合 材硅酸盐水泥性能的目的。但是，高铝水泥或硫铝酸盐水泥的生产对原料要求较严，需要特 定的工艺技术，市场售价较高，一般不适宜用作调节通用硅酸盐水泥的性能。
为了在硅酸盐水泥体系中引入早强型铝酸盐矿物(CA、C12A7),达到调节硅酸盐水 泥水化产物的种类与配比，提高通用硅酸盐水泥(尤其是高混合材含量的硅酸盐水泥)性 能和降低生产成本的目的。本发明提供一种含铝酸盐矿物的通用硅酸盐水泥改性剂及其应 用方法。一种含铝酸盐矿物的通用硅酸盐水泥改性剂，制备方法如下(1)以高铝含量废渣及天然石灰石为原料，以高铝含量废渣的化学组成为依据进 行配料计算，根据原料组成不同，设计铝酸盐矿物(CA、C12A7)、C2S和C4AF矿物质量配比范围 为，铝酸盐矿物15 45%;C2S :40 75%；C4AF :5 20%，引入0 2%的CaF2作矿化剂 (以矿物总质量为基准外加)，制备改性剂的生料配合料；(2)将生料配合料粉磨至0.08mm方孔筛筛余小于15%，于1250 1350°C煅烧 15 60min，制得熟料；(3)将熟料配以1 8 %的石膏(以改性剂总质量为基准计算)，粉磨至0. 08mm方孔筛筛余小于10%，制得水泥改性剂。所述的高铝含量废渣为粉煤灰、煤矸石、炉渣或矾土尾矿。所述的高铝含量废渣与天然石灰石的质量比例为(20 50) (50 80)。一种含铝酸盐矿物的通用硅酸盐水泥改性剂，其应用方法如下将含铝酸盐矿物的通用硅酸盐水泥改性剂熟料以占5 30%的质量配比与硅酸盐 水泥熟料和石膏、矿渣以及粉煤灰等混合材共同粉磨，控制细度达到340m2/kg ；或者直接将含 铝酸盐矿物的通用硅酸盐水泥改性剂以占5 30%的质量配比与通用硅酸盐水泥混合均勻， 控制细度达到340m2/kg，制得具有快硬、早强以及补偿收缩或微膨胀性能的通用硅酸盐水泥。本发明提出一种采用高铝含量废渣(主要为粉煤灰、煤矸石、炉渣或矾土尾矿 等)和天然石灰石为原料配料，低温烧制CA和C12A7等铝酸盐矿物含量较高的通用硅酸盐 水泥改性剂。该改性剂可大量利用工业废渣且煅烧温度低，既可降低生产成本，又具有环保 意义。由于改性剂含有较大比例的早强型铝酸盐矿物，将其以适当配比掺入到通用硅酸盐 水泥中代替部分熟料，发挥早强矿物水化快且对矿渣、粉煤灰等混合材有激发作用的特点， 形成较多的钙矾石(AFt)和水化铝(铁)酸盐等水化产物，调节硅酸盐水泥水化产物的种 类与配比，达到提高通用硅酸盐水泥性能的目的。在适当的掺加范围内，可明显提高通用硅 酸盐水泥的各龄期强度。对于混合材掺加量为40%的硅酸盐水泥，其3d强度可提高5 20%，28d强度提高3 10% ；凝结时间缩短15 30% ；体积收缩率-3. 0 +1. 0X 10_4 ； 替代部分硅酸盐水泥熟料，可降低生产成本。本发明涉及一种含铝酸盐矿物的通用硅酸盐水泥改性剂及其应用方法，该种改性剂以高铝含量废渣和天然石灰石为原料，合理设计配料矿物组成，在1250～1350℃下煅烧15～60min，制得改性剂熟料；将改性剂熟料加入石膏制得CA和C12A7等铝酸盐矿物含量较高的通用硅酸盐水泥改性剂。将此改性剂熟料或改性剂以适当配比掺入到通用硅酸盐水泥中代替部分熟料，发挥早强矿物水化快且对矿渣、粉煤灰等混合材有激发作用的特点，形成较多的钙矾石(AFt)和水化铝(铁)酸盐等水化产物，调节硅酸盐水泥水化产物的种类与配比，达到提高通用硅酸盐水泥性能和降低生产成本的目的。