铝质水泥制造技术

本发明专利技术涉及一种铝质水泥。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铝质水泥
本专利技术涉及一种铝质水泥，特别是一种在熔融工艺中生产的铝质水泥。
技术介绍
铝质水泥的标准化见于EN14647中。由于铝酸盐含量比波特兰水泥高得多，因此它们在说英语的国家中最初被称为高氧化铝水泥。在德国，术语“铝质水泥”曾经并且仍然很普遍。类似于称为硅酸钙水泥的波特兰水泥，在文献中已建立铝酸钙水泥的名称。可商购的铝质水泥通常包含36-82重量％的氧化铝Al2O3。它们可以例如使用熔融或烧结工艺来生产。各种类型的铝质水泥可分为以下几类：富铁、贫铁和无铁。典型富铁的铝质水泥是通过熔融工艺生产的，具有灰至黑灰的颜色，并且可以通过以下化学组成表征：36-42％Al2O3,2-6％SiO2,14-19％Fe2O3,37-40％CaO和少于1.5％的MgO和少于0.4％的SO3。低铁的铝质水泥的颜色为浅褐色至灰色，典型地包含：50-55％Al2O3,2-6％SiO2,1-3％Fe2O3,37-40％CaO和少于1.5％的MgO和少于0.4％的SO3。无铁的铝质水泥没有被EN14647覆盖，是白色的并且具有相应的高亮度，通常在烧结工艺中生产，可以包含添加的Al2O3，因此具有以下典型组成：68-85％Al2O3,<1％SiO2,<0.5％Fe2O3,26-31％CaO。根据氧化铝Al2O3与氧化钙CaO的选定比例，在铝质水泥的生产期间形成以下矿物相：-对于富铁的铝质水泥：铝酸一钙(CA)、钙铁矿(C4AF)、贝利特(C2S)、钙黄长石(C2AS)、钙铝石(C12A7)和钙钛矿(CT)-对于低铁的铝质水泥：CA、C2AS、CT、C12A7，以及-对于无铁的铝质水泥：CA、CA2、C12A7、A。在此，用简短的化学符号，注释如下：C:CaO；A:Al2O3；F:Fe2O3；H:H2O；AH3:2Al(OH)3；S:SiO2；和T:TiO2。对于铝质水泥的化学和矿物组成，例如参见，Taylor，“CementChemistry,”2ndedition,page296和“Lea’sChemistryofCementandConcrete,”4thedition,2004,pages716etseq.铝质水泥的水硬性，即与生产起来更复杂的波特兰水泥相比，在小时范围内的非常高的早期强度发展，主要是由于铝酸一钙CA相。相比之下，存在于含较高Al2O3的铝质水泥中的CA2与水的反应进行得更慢。CA相和C12A7相(如果存在)是铝质水泥中与水早期反应的仅有相。例如参见，Taylor,“CementChemistry,”2ndedition,page298and“Lea’sChemistryofCementandConcrete,”4thedition,2004,page727。铝酸钙的“水硬反应性”，即其与水的反应性随C/A摩尔比的增加而增加，如下表1所示。表1铝酸钙的相对水硬反应性铝酸钙C/A摩尔比相对反应性C3A3.0非常高C12A71.7非常高CA1.0高CA20.5非常低CA60.17惰性C12A7的含量过高会由于其很高的水硬反应性而导致铝质水泥的早期凝结。CA相和水之间的增强水合反应基本上以下列方式进行：反应1CA+10H->CAH10反应1.12CA+11H->C2AH8+AH3反应1.23CA+12H->C3AH6+2AH3反应22CAH10->C2AH8+AH3+9H反应33C2AH8->2C3AH6+AH3+9H反应4C12A7+51H->6C2AH8+AH3与波特兰水泥的情况相比，材料和环境温度在铝质水泥的水合中起更大的作用。反应1之后的亚稳态CAH10的形成优选在＜10℃的温度下进行。在10℃和27℃之间的较高温度下，反应1.1之后，除了CAH10外，还形成了亚稳态的C2AH8和AH3。在更高的温度下，反应1.2之后，稳定的水合物C3AH6也越来越多地形成。C12A7优选在反应4之后直接水合形成C2AH8和AH3。反应2和3表明，最初形成的CAH10在>10℃的温度下逐渐转变为C2AH8和C3AH6，体积显著减少，并释放出氢氧化铝和水。铝质水泥熟料中的矿物相通常主要为结晶形式，使得根据化学反应1-4的水合描述以所示方式是可能的并且是有用的。但是，通常，根据烧结或熔融工艺后使用的冷却方法，除了结晶组分外，还可存在隐晶和非晶组分，这会影响铝质水泥的水硬反应性和一般技术性能。然而，根据EN14647的铝质水泥不是所谓的速凝水泥。一个重要的特性是，与波特兰水泥相似，在与水混合后，它们最初具有1到数小时的静息阶段。根据EN14647，最早在90分钟后可以发生根据EN196-3确定的凝结的开始。这样，可以很好地加工标准的铝质水泥以形成砂浆和混凝土，并可以运输。但是，凝结后，它们的水合作用比波特兰水泥快得多，因此在仅数小时内导致高水平的抗压强度发展。根据EN14647在标准砂浆上进行测试的可商购的富铁的铝质水泥(例如以名称Istra40(Calucem)，CimentFondu(Kerneos)，Electroland(CementosMolins)和Gorkal40(Gorka)出售的那些)、低铁铝质水泥(例如Istra50(Calucem)，Secar51(Kerneos)，Gorkal50(Gorka))、和无铁铝质水泥(例如Gorkal70(Gorka)，Secar71(Kerneos)和CA14(Almatis))在6小时后已经显示出对应于28天后质量等级CEMI32.5或甚至质量等级42.5的波特兰水泥的抗压强度的抗压强度。铝质水泥的主要应用是在耐火行业以及其他特殊应用领域中的建筑化学制剂、耐火砂浆和混凝土。这样的领域例如是在酸性或腐蚀性水存在下的污水管的衬里(对此波特兰水泥无法提供足够的抗性)，或有问题的废料的固化和污染物的驱散，这些阻碍或阻止了波特兰水泥的硬化。然而，铝质水泥也通过形成难溶的硫酸铝钙水合物而用于污水处理中，例如用于脱硫。以合适的方式生产的铝质水泥与波特兰水泥的混合物产生粘合剂，所述粘合剂在与水混合之后具有短的凝结或硬化时间。基于这种特性，作为各种建筑用化学制剂的促进组分，铝质水泥在与水混合后，可以在数分钟到数小时的时段内精确调整流动的化合物、净浆、砂浆和混凝土的凝结和硬化行为。为了获得并精确地调节其它性能，这种用于建筑的化学制剂通常包含大量其他添加剂，例如缓凝剂和/或促进剂，流动剂，“稠度增强剂”，填料等，例如，在其辅助下，可以调节凝结行为，可以降低达到特定稠度的需水量，可以增加保水性，并且可以改善对某些本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝质水泥，其特征在于，其包含至少75重量％且至多89重量％的结晶或非晶形式的或作为结晶级分和非晶级分的混合物的铝酸一钙CA，其中，其包含至少53重量％的按Al

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171228 DE 102017131392.31.一种铝质水泥，其特征在于，其包含至少75重量％且至多89重量％的结晶或非晶形式的或作为结晶级分和非晶级分的混合物的铝酸一钙CA，其中，其包含至少53重量％的按Al2O3计算的氧化铝，并且具有基于重量％的在1.45至1.85的范围内的A/C值，其中，其包含至多39重量％的氧化钙，其中，其具有在3500cm2/g至6000cm2/g的范围内的布莱恩细度，其中其具有在0.7至1.5的范围内的斜率n，并且具有在根据DIN66145的RRSB粒径网格中的8-30μm的位置参数x'，并且其在L*a*b*颜色系统中的颜色值在以下范围内：L*<85，优选<80。


2.根据权利要求1所述的铝质水泥，其特征在于，其包含至少0.1重量％、优选至少0.15重量％、优选至少0.5重量％、优选至少1重量％、优选至少1.5重量％、优选至少2重量％、优选至少2.5重量％、优选至少3重量％、优选至少3.5重量％、优选至少4重量％的按Fe2O3计算的铁。


3.根据前述权利要求中任一项所述的铝质水泥，其特征在于，其包含至多10重量％、优选至多9重量％、优选至多8重量％、优选至多7.5重量％、优选至多7重量％、优选至多6.5重量％、优选至多6重量％、优选至多5.5重量％、优选至多5重量％的按Fe2O3计算的铁。


4.根据前述权利要求中任一项所述的铝质水泥，其特征在于，其包含至少0.2重量％、优选至少0.3重量％、优选至少0.4重量％、优选至少1重量％、优选至少0.5重量％、优选至少0.6重量％、优选至少0.7重量％、优选至少0.8重量％、优选至少1重量％、优选至少2重量％的按SiO2计算的二氧化硅。


5.根据前述权利要求中任一项所述的铝质水泥，其特征在于，其包含至多4重量％、优选至多3.8重量％、优选至多3.6重量％、优选至多3.4重量％、优选至多3.2重量％、优选至多3重量％、优选至多2.8重量％、优选至多2.6重量％、优选至多2.4重量％的按SiO2...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈瑟·瓦伦塔，罗尼·卡登，马库斯·施密特，
申请(专利权)人：卡卢瑟姆有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE