【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑材料，具体涉及一种具有早强特性的低热硅酸盐水泥熟料及其制备方法。
技术介绍
1、在快速发展的现代建筑行业中，水泥作为最基础的建筑材料之一，其性能的优化与改进始终是推动工程技术进步的关键因素。随着高层建筑、大型桥梁、隧道、核电站等复杂工程结构的不断涌现，对建筑材料，尤其是水泥材料的性能要求日益提高。
2、低热硅酸盐水泥以硅酸二钙(c2s)为主导矿物，虽然在低热、高后期强、低干缩、高抗蚀等方面具有较好的性能，但在某些特定应用场景下，如需要快速达到设计强度以缩短施工周期，或需严格控制混凝土内部温升以防止温度裂缝，其性能就显得略有不足。
3、针对硅酸盐水泥的局限性，国内外学者和科研机构纷纷展开了相关研究，旨在通过改进原料配比、优化煅烧工艺、添加外加剂等手段，开发出性能更加优异的水泥新品种。其中，早强水泥、低热水泥以及高性能混凝土用水泥等研究方向尤为引人注目。然而，目前市场上已有的早强水泥往往存在后期强度发展不足、易开裂等问题；而低热水泥则可能在某些方面牺牲了强度性能。因此，如何平衡水泥的早强性、后期强度稳定性以及低热释放性，成为了一个亟待解决的技术难题。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种具有早强特性的低热硅酸盐水泥熟料及其制备方法，用该方法制备出的低热硅酸盐水泥熟料与市场上的低热水泥熟料相比，改变了低热硅酸盐水泥中a矿(c3s)和b矿(c2s)的尺寸与结构，增加了a矿和b矿水化反应活性，水泥3d和28d的抗压强度分别提高25％和12％(早期施
2、本专利技术要解决的技术问题是：平衡低热水泥的早强性、后期强度稳定性以及低热释放性。通过改变低热水泥熟料的矿物结构，早期强度得到显著提升，以满足快速施工需求，同时在后期强度发展中保持稳定增长，且在整个水化过程中释放的热量相对较低，有助于减少大体积混凝土施工中的温度裂缝问题，提高工程的整体质量与安全性。
3、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
4、一种具有早强特性的低热硅酸盐水泥熟料，包括以下质量百分比计的原料：
5、钙质原料：60～85wt.％；
6、硅质原料：2～20wt.％；
7、铝质原料：1～10wt.％；
8、铁质校正原料：1～10wt.％；
9、矿化剂：0.1～5wt.％；
10、所述矿化剂为氟石膏、磷石膏、氟渣、锰渣、黄磷渣、铜矿渣、锌渣中的至少一种。
11、本专利技术通过掺入矿化剂，有效降低了熟料形成过程中的液相粘度，并显著提高了煅烧反应的活性。这一改进不仅促进了矿物相的形成，而且还改变了矿物相中a矿(c3s)和b矿(c2s)的尺寸与结构，加速水泥水化反应初期进程，显著提升混凝土的早期强度，缩短施工周期。
12、本专利技术的部分实施方案中，所述水泥熟料，包括以下质量百分比计的原料：
13、钙质原料：70～80wt.％；
14、硅质原料：5～15wt.％；
15、铝质原料：2～7wt.％；
16、铁质校正原料：2～7wt.％；
17、矿化剂：0.5～2wt.％；
18、所述矿化剂为氟石膏、磷石膏、氟渣、锰渣、黄磷渣、铜矿渣、锌渣中的至少一种。
19、进一步地，所述水泥熟料中硅酸三钙尺寸为40-100μm，硅酸二钙尺寸为5-30μm。
20、进一步地，所述钙质原料为石灰石、方解石、白垩、电石渣中的任意一种或多种。
21、进一步地，所述硅质原料为石英石、硅石、红砂、砂岩中的任意一种或多种。
22、进一步地，所述铝质原料为粘土、赤泥、页岩中的任意一种或多种。
23、进一步地，所述铁质校正原料为有色金属灰渣、铁粉、钢渣、铁矿废渣中的任意一种或多种。
24、进一步地，所述水泥熟料的熟料率值为:石灰饱和系数0.75～0.84，硅率2.20～2.70，铝率0.64～1.20。
25、本专利技术还提供了一种具有早强特性的低热硅酸盐水泥熟料的制备方法，包括以下步骤：
26、步骤1、将各原料按比例混合均匀，磨细过筛后得到水泥生料粉；
27、步骤2、在水泥生料粉中加入水泥生料粉质量10％的水，在25±5mpa压力下压成φ11.5cm×1cm的试饼，所述试饼的一面带波纹且重量为105±5g，将试饼烘干至恒重，所述波纹以保证烧成时的热量传递；
28、步骤3、将烘干的试饼进行煅烧，煅烧包括以下阶段：室温～950℃煅烧30min，950℃保温30min，950℃～1450℃煅烧30min，1450℃保温保温30min，然后取出冷却，得到所述水泥熟料。
29、进一步地，所述步骤1中，采用80um方孔筛过筛为筛余为≤18％。
30、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
31、1.早强特性：通过改变低热硅酸盐水泥中a矿(c3s)和b矿(c2s)的尺寸与结构，加速水泥水化反应初期进程，显著提升混凝土的早期强度，缩短施工周期。具体变化如下：
32、(1)传统低热硅酸盐水泥熟料中硅酸三钙(c3s)尺寸约10-60μm。通过本专利技术制备的水泥熟料中硅酸三钙尺寸变大，约40-100μm，且属于空蚀结构，在粉磨时较易受到机械破坏，从而打破了原有的结构，从而增加了水化反应的活性。
33、(2)传统低热硅酸盐水泥熟料中硅酸二钙(c2s)尺寸约20-40μm。通过本专利技术制备的水泥熟料中硅酸二钙尺寸变小，约5-30μm，且硅酸二钙的轮廓变得更为圆滑，在同等硅酸二钙质量比的情况下，硅酸二钙的数量更多，其数量也呈指数级增加，从而增大了硅酸二钙的水化接触界面，提高了水化速率。
34、2.后期强度稳定：确保在长时间使用过程中，本专利技术的水泥熟料能够持续提供稳定的强度增长，满足工程长期承载要求，特别适用于对早期强度要求高、后期强度稳定增长且需控制温升的工程领域，如高层建筑、桥梁、隧道、核电站等大体积混凝土结构施工。
35、3.低热释放：本专利技术采用特殊工艺控制熟料烧成过程中的矿物相转变，提高水泥的早期强度的同时，又保持了低水化热的特性，降低混凝土内部温升，预防温度裂缝，提高工程的整体质量与安全性。
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1.一种具有早强特性的低热硅酸盐水泥熟料，其特征在于，包括以下质量百分比计的原料：
2.根据权利要求1所述的一种具有早强特性的低热硅酸盐水泥熟料，其特征在于，包括以下质量百分比计的原料：
3.根据权利要求1或2所述的一种具有早强特性的低热硅酸盐水泥熟料，其特征在于，所述水泥熟料中硅酸三钙尺寸为40-100μm，硅酸二钙尺寸为5-30μm。
4.根据权利要求1或2所述的一种具有早强特性的低热硅酸盐水泥熟料，其特征在于，所述钙质原料为石灰石、方解石、白垩、电石渣中的任意一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的一种具有早强特性的低热硅酸盐水泥熟料，其特征在于，所述硅质原料为石英石、硅石、红砂、砂岩中的任意一种或多种。
6.根据权利要求1或2所述的一种具有早强特性的低热硅酸盐水泥熟料，其特征在于，所述铝质原料为粘土、赤泥、页岩中的任意一种或多种。
7.根据权利要求1或2所述的一种具有早强特性的低热硅酸盐水泥熟料，其特征在于，所述铁质校正原料为有色金属灰渣、铁粉、钢渣、铁矿废渣中的任意一种或多种。
8.根
9.根据权利要求1-8任一一项所述的一种具有早强特性的低热硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种具有早强特性的低热硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，采用80um方孔筛过筛为筛余为≤18％。
...【技术特征摘要】
1.一种具有早强特性的低热硅酸盐水泥熟料，其特征在于，包括以下质量百分比计的原料：
2.根据权利要求1所述的一种具有早强特性的低热硅酸盐水泥熟料，其特征在于，包括以下质量百分比计的原料：
3.根据权利要求1或2所述的一种具有早强特性的低热硅酸盐水泥熟料，其特征在于，所述水泥熟料中硅酸三钙尺寸为40-100μm，硅酸二钙尺寸为5-30μm。
4.根据权利要求1或2所述的一种具有早强特性的低热硅酸盐水泥熟料，其特征在于，所述钙质原料为石灰石、方解石、白垩、电石渣中的任意一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的一种具有早强特性的低热硅酸盐水泥熟料，其特征在于，所述硅质原料为石英石、硅石、红砂、砂岩中的任意一种或多种。
6.根据权利要求1或2所述的一种具有早强特性...
【专利技术属性】
技术研发人员：李文进，陈雪梅，张宇航，喻庆华，张凌志，周严洪，
申请(专利权)人：嘉华特种水泥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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