【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及低碳水泥，具体涉及对铁铝酸盐水泥耐腐蚀性的制备工艺改进。
技术介绍
1、水泥生产是全球碳排放的重要来源之一，每生产1t传统水泥熟料将排放约0.88t的co2，因此水泥行业碳减排形势严峻。
2、水泥生产过程中，最主要的碳排放来自于煅烧过程石灰石中caco3高温分解产生co2，为减少co2的排放，本领域生产硫（铁）铝酸盐水泥时常采用无水硫铝酸钙（c4a3$）等低钙矿物代替硅酸三钙（c3s），通过降低水泥熟料中cao的含量，从而降低水泥生产过程石灰石用量，进而有效降低了水泥熟料生产碳排放。如现有技术文献cn115947552a公开了一种低碳水泥，通过引入无水硫铝酸钙和提高工业固废固硫灰的利用率从而减少熟料烧成过程中的能耗同时降低水泥煅烧过程排放。再如，另一现有技术文献cn105060744a，以工业废渣、工业石膏为原料，以铝矾土或尾矿铝矾土作为校正料制备了一种低碳、绿色的贝利特硫铝酸盐水泥。
3、c4a3$等矿物由于其水化产物在富so42-的溶液环境中具有良好的热力学稳定性，所以硫（铁）铝酸盐水泥往往在海水等高硫酸盐侵蚀的环境下具有高耐蚀性能。但其也常出现后期强度发展不足甚至强度倒缩等问题。
4、在硫（铁）铝酸盐水泥各矿物中，后期发挥强度的是c2s矿物，通过提高c2s含量并调控c2s矿物，提高矿物活性，能够有效保证水泥后期强度的增长。如现有技术文献cn116675450a通过在原料中掺入钡元素和硫元素实现了高活性c2s的制备。但c2s矿物的增加使得水泥水化产物生成更多水化硅酸钙凝胶，其
5、因此，在推进铁铝酸盐水泥的向低碳化、高耐久化发展的改进过程中，如何进一步提升矿物活性，在优化水化产物的稳定性、保持熟料低钙特性的同时，还能降低熟料的用量，成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术针对以上技术问题，提供了一种铁铝酸盐水泥制备方法，在引入高活性c2s保障水泥后期强度发展的同时，提高c2s水化产物耐腐蚀性能，能够放大铁铝酸盐水泥的耐蚀性能优势、发挥其低碳属性，能够有效助力海洋、高硫酸盐侵蚀环境下的基础设施建设朝低碳、长寿命方向[a1] 。
2、本专利技术还提供了该制备方法制得的一种低碳耐蚀铁铝酸盐水泥。
3、本专利技术的一种铁铝酸盐水泥的制备方法，以石灰石、砂岩、铝矾土和铁矿石粉为主料，还包括磷石膏，按以下步骤制备：
4、1）、将石灰石、砂岩、铝矾土、铁矿石粉和磷石膏分别置于烘箱中烘干至恒重，并将其分别粉磨；
5、2）、将步骤1）粉磨的各物料按以下质量份投入混料机，石灰石20~29份、砂岩4~6份、铝矾土2~6份、铁矿石3~5份和磷石膏2~5份，再制备成生料；
6、3）、将步骤2制得的生料按以下步序煅烧：
7、3.1）、以10℃/min的升温速率升至900℃，保温0.8~1.2h，
8、3.2）、再以10℃/min的升温速率升至1250~1350℃保温3h，
9、3.3）、随即将煅烧完成后的生料平铺，快速风冷至100℃以下，制得熟料；
10、4）、按质量计，取50份的熟料与2~4份二水石膏共同粉磨，制成表面积380~420m2/kg的熟料粉末；
11、5）、按质量计将取步骤4）制得的50份熟料粉末与4~10份高铝粉煤灰以及1~3份铁铝酸四钙晶须，置于混料机中混合3~6h，制得低碳耐蚀铁铝酸盐水泥。
12、进一步地，步骤1）中的粉磨为：将各物料粉磨直至80μm筛余不大于8%。
13、进一步地，步骤1）中所述磷石膏中按质量计p2o5含量为1.5~3.0%。
14、进一步地，步骤2）中制备成生料具体为：将各物料置于混料机中混合6小时，采用各物料总质量10%的去离子水将各物料拌合均匀并压至成直径10~15cm、厚度为2-5cm的圆片，置于105℃烘箱中干燥24小时,制备成试块状生料。
15、进一步地，步骤3）制得的熟料矿物组成按质量分数计具有以下组成特征：
16、c4a3$为28~35%、
17、α-c2s为10~20%、
18、α’-c2s为8~20、
19、β-c2s为0~5%、
20、c4af为20~30%
21、以及 c$为2~8%。
22、进一步地，步骤5）中所述高铝粉煤灰按质量计al2o3含量控制在20~30%，中值粒径小于12μm。
23、进一步地，步骤5）中所述铁铝酸四钙晶须按质量计ca2fe2o5矿物含量为0~6%，铁铝酸四钙矿物含量为80~98%的铁铝酸四钙晶须。
24、本专利技术还提供了一种低碳耐蚀铁铝酸盐水泥，采用以上任一制备方法制得。
25、本专利技术基于c2s矿物晶型转变规律与铁铝酸盐水泥的水化特性，提出一种低碳耐蚀铁铝酸盐水泥及其制备方法。c2s矿物，使c2s矿物主要以α型、α’型等高活性晶型存在，提高水泥后期水化时c2s的活性。同时通过引入与α-c2s，α’-c2s矿物水化活性接近的粉煤灰-铁铝酸四钙晶须复配的辅助胶凝材料作为水泥混合材，使c2s矿物与混合材水化进程匹配，利用其协同水化过程，使混合材中的al离子掺杂进入c2s水化产物中，形成铝离子改性的水化硅酸钙凝胶，提高水化产物在so42-侵蚀环境中的热力学稳定性。[a2]
26、本专利技术的有益效果：
27、1）一方面实现了固体废弃物磷石膏的利用，同时借助磷石膏中的磷元素、硫元素掺杂至熟料矿物中，调控铁铝酸盐熟料矿物中的c2s矿物，使c2s矿物主要以α型、α’型等高活性晶型存在，克服铁铝酸盐水泥后期增长缓慢的问题，提高水泥耐久性。
28、2）本专利技术通过采用高活性的铁铝酸四钙晶须和高铝粉煤灰作为混合材，使其与水泥中高活性的c2s水化过程相互协同，过程中铝元素掺杂至水化产物，生成更加稳定的铝改性水化硅酸钙，进一步提高水泥耐蚀性能。
29、3）本专利技术采用的熟料主要矿物c4a3$、c2s、c4af与传统水泥的熟料相比具有显著的低钙特征，能够大幅减少熟料生产过程中石灰石的使用与煅烧降低熟料生产碳排放，同时，混合材的引入将进一步降低水泥生产过程产生的co2。
30、依照本专利技术的制备方法所制得的一种低碳耐蚀铁铝酸盐水泥，具有低碳、耐蚀的特性。能广泛应用于长期受硫酸盐或海水侵蚀的房屋、交通、能源建设工程以及需要控制降低工程建设全生命周期碳排放的场合。
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1.一种铁铝酸盐水泥的制备方法，以石灰石、砂岩、铝矾土和铁矿石粉为主料，其特征在于，还包括磷石膏，按以下步骤制备：
2.根据权利要求1所述的一种铁铝酸盐水泥的制备方法，其特征在于，步骤1）中的粉磨为：将各物料粉磨直至80μm筛余不大于8%。
3.根据权利要求1所述的一种铁铝酸盐水泥的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述磷石膏中按质量计P2O5含量为1.5~3.0%。
4.根据权利要求1所述的一种铁铝酸盐水泥的制备方法，其特征在于，步骤2）中制备成生料具体为：将各物料置于混料机中混合6小时，采用各物料总质量10%的去离子水将各物料拌合均匀并压至成直径10~15cm、厚度为2-5cm的圆片，置于105℃烘箱中干燥24小时,制备成试块状生料。
5.根据权利要求1所述的一种铁铝酸盐水泥的制备方法，其特征在于，步骤3）制得的熟料矿物组成按质量分数计具有以下组成特征：
6.根据权利要求1所述的一种铁铝酸盐水泥的制备方法，其特征在于，步骤5）中所述高铝粉煤灰按质量计Al2O3含量控制在20~30%，中值粒径小于12μm。
8.一种低碳耐蚀铁铝酸盐水泥，采用权利要求1~7中任一制备方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种铁铝酸盐水泥的制备方法，以石灰石、砂岩、铝矾土和铁矿石粉为主料，其特征在于，还包括磷石膏，按以下步骤制备：
2.根据权利要求1所述的一种铁铝酸盐水泥的制备方法，其特征在于，步骤1）中的粉磨为：将各物料粉磨直至80μm筛余不大于8%。
3.根据权利要求1所述的一种铁铝酸盐水泥的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述磷石膏中按质量计p2o5含量为1.5~3.0%。
4.根据权利要求1所述的一种铁铝酸盐水泥的制备方法，其特征在于，步骤2）中制备成生料具体为：将各物料置于混料机中混合6小时，采用各物料总质量10%的去离子水将各物料拌合均匀并压至成直径10~15cm、厚度为2-5cm的圆片，置...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈鑫，吴浩，王敏，郭随华，高显束，张坤悦，余杨，姚广，黄文，孙明明，刘奥，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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