一種抗輻射抗收縮水硬性膠凝材料的制造方法
【專利摘要】一種抗輻射抗收縮水硬性膠凝材料的制造方法，該方法利用重晶石、菱鍶礦、硼鎂石尾礦為原料，采用鋇、鍶、硼三元協(xié)同的原理，摻入傳統(tǒng)的硅酸鹽生料中，共同燒結(jié)，將其燒結(jié)物冷卻后加入適量的石膏，共同粉磨制造出抗輻射抗收縮水硬性膠凝材料，該材料廣泛應(yīng)用于核電、醫(yī)院等具有放射源的建筑或要求較高的工民建建筑，以解決硅酸鹽水泥收縮龜裂的難題。該方法解決了大摻量熟料水化物膨脹導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物裝飾物破壞的難題；解決了重晶石尾礦、菱鍶礦尾礦、硼鎂石尾礦綜合利用的問題；降低燒結(jié)溫度100~150℃，達(dá)到節(jié)能降耗的目的；同時(shí)解決了制品的抗輻射能力，大大地緩解了硅酸鹽水泥的干燥收縮及其使用壽命短這一長(zhǎng)期存在的難題。
【專利說明】一種抗輻射抗收縮水硬性膠凝材料的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及建材【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指利用重晶石尾礦、菱鍶礦、硼鎂石和的硅酸鹽 生料燒結(jié)而得到的一種抗輻射微膨脹的熟料及其利用該熟料改性傳統(tǒng)硅酸鹽熟料粉磨而 得的抗輻射抗收縮水硬性膠凝材料的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥熟料由于硅酸三鈣和鋁酸三鈣含量高，水化時(shí)需水量和水化熱 較大，凝結(jié)后產(chǎn)生的熱應(yīng)力和干燥收縮率較大，特別是其熱膨脹系數(shù)達(dá)2%。?3 %。，當(dāng)砼經(jīng) 過高低溫差及其凍融循環(huán)后致使砼制品會(huì)產(chǎn)生龜裂現(xiàn)象，隨著空氣中的二氧化硫、三氧化 硫、二氧化碳、二氧化氮等有害氣體及其有害氣體形成的酸雨等的侵蝕，更加劇了硅酸鹽水 泥制品的老化，酸雨頻發(fā)區(qū)其砼工程屢遭侵蝕就是鮮明的佐證。盡管有熱膨脹系數(shù)較低的 大壩水泥，但由于其燒結(jié)范圍較窄，其晶型控制較難，導(dǎo)致其質(zhì)量的穩(wěn)定性較差、成本高、產(chǎn) 量受限，使之不能廣泛地應(yīng)用于普通的工業(yè)與民用建筑； 傳統(tǒng)的防輻射水泥主要有鋇水泥及鍶水泥和硼水泥；鋇水泥的制造方法是以重晶石與 粘土為主要原料，經(jīng)煅燒獲得以硅酸二鋇為主要礦物組成的熟料，再摻加適量石膏磨制而 成，但其熱穩(wěn)定性差，強(qiáng)度低，不能作為結(jié)構(gòu)工程使用，特別是使用壽命較短、成本高；鍶水 泥是以碳酸鍶全部或部分代替硅酸鹽水泥生料中的石灰石，經(jīng)煅燒獲得以硅酸三鍶為主要 礦物組成的熟料，加入適量石膏磨制而成，其性能與鋇水泥相近，但防輻射能力稍遜于鋇水 泥；而硼水泥是在高鋁水熟料中加入適量的硼鎂石和石膏共同磨細(xì)可獲得含硼水泥，其砼 產(chǎn)品運(yùn)用于中子和熱中子的防護(hù)及屏蔽工程； 2010年，濟(jì)南大學(xué)程新教授率領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)的"硫鋁酸鋇(鍶)鈣基特種水泥的制備技 術(shù)及海工工程應(yīng)用"成果公開并獲得了國(guó)家二等獎(jiǎng)，但由于其高硫堿比生料尚不能窯外分 解窯規(guī)模化生產(chǎn)，且成本高，無法產(chǎn)業(yè)化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為克服現(xiàn)有生產(chǎn)抗輻射水泥上述的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種抗輻射抗收縮 水硬性膠凝材料的制造方法，用以生產(chǎn)出更多更優(yōu)的抗輻射水泥。
[0004] 為解決其技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：利用重晶石尾礦、菱鍶礦、硼鎂石 和的硅酸鹽生料，經(jīng)過燒結(jié)而得到的一種抗輻射微膨脹的熟料，再利用該熟料改性傳統(tǒng)硅 酸鹽熟料粉磨而得到抗輻射抗收縮水硬性膠凝材料，該材料的制造方法包括如下步驟： 1. 配料，按重量比配齊以下原材料： 重晶石（BaS04) 10 ?20,菱鍶礦（SrC03) 10 ?20,硼鎂石 Mg2[B204(0H)] (0H)或 MgO ? 2B203 ? 9H20, ：5?10,硅酸鹽水泥生料50?75 ; 2. 生料制備，先將重晶石尾礦、菱鍶礦、硼鎂石和水泥生料分別破碎粉磨過180目，然 后按步驟一中所述配比配料，充分混合均化即可；或?qū)㈩A(yù)均化合格的重晶石、菱鍶礦、硼鎂 石的碎石粉與水泥生料的碎石料一起配料共同粉磨過180目入庫(kù)均化； 3. 燒結(jié)，先將碳配鈣滴定值偏差小于0. 2%的均化合格后的生料，在傳統(tǒng)的機(jī)立窯或新 型干法預(yù)分解窯內(nèi)燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1200°C?1250°C，燒結(jié)時(shí)間為8?12小時(shí)，再將燒結(jié) 后的生料充分冷卻即得熟料； 4. 粉磨，將冷卻充分的熟料中加5%含S03 3 35%、結(jié)晶水大于10%的二水石膏共同粉 磨，細(xì)度過180目，均化； 5. 檢驗(yàn)合格后包裝入庫(kù)即得成品。
[0005] 使用時(shí)：該材料科用于質(zhì)量要求較高的工民建的基礎(chǔ)建筑，如果用于核電站、醫(yī)院 X光、CT等有較強(qiáng)放射源的場(chǎng)合的建筑，就直接使用本膠凝材料或在本膠凝材料中加入重 晶石和鉛粉、鋼段等骨料；如果用于一般防護(hù)場(chǎng)所的建筑或用于減輕水泥砼建筑的龜裂時(shí)， 只要加入本膠凝材料10%?50%均可。
[0006] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有如下實(shí)質(zhì)特點(diǎn)和顯著進(jìn)步： 1. 本發(fā)明在傳統(tǒng)的水泥生料中同時(shí)摻入重晶石、菱鍶硼鎂石的尾礦，不僅將上述尾礦 綜合利用保護(hù)了環(huán)境，同時(shí)鋇、鍶、硼的三元協(xié)同作用顯著地降低了燒成溫度達(dá)i〇(Ti5(rc， 達(dá)到了節(jié)能降耗的目的； 2. 由于傳統(tǒng)的鋇水泥含有大量的硅酸二鋇，其水化產(chǎn)物含有大量的Ba (0H) 2，水化三個(gè) 月后Ba(0H)2結(jié)晶成Ba(OH)28H20,這一過程體積增大而導(dǎo)致砼開裂，故當(dāng)摻量超20%時(shí)，其 燒結(jié)物所得制品的耐久性無法實(shí)現(xiàn)；同時(shí)抗輻射的能力也大大削弱，本發(fā)明提出的三元協(xié) 同原理讓鋇、鍶、硼同時(shí)發(fā)揮其作用，則明顯地優(yōu)于單摻所得熟料制品的抗輻射能力； 3. 本發(fā)明將鋇、鍶、硼三元協(xié)同地?fù)饺雮鹘y(tǒng)的硅酸鹽生料中，不僅解決了生產(chǎn)成本問題 和耐久性問題，而且鋇水泥的后期膨脹剛好和硅酸鹽水泥的微收縮相抵消，使得本發(fā)明的 產(chǎn)品的使用更具有廣泛性。
[0007] 總之，本發(fā)明利用重晶石、菱鍶礦、硼鎂石的尾礦尾渣三元協(xié)同解決了大摻量熟 料水化物膨脹導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物裝飾物破壞的難題；采用三元協(xié)同的原理?yè)饺雮鹘y(tǒng)的硅酸鹽生 料共同燒結(jié)所得產(chǎn)品抵消傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥干燥收縮凍融開裂的難題；解決了重晶石尾 礦、菱鍶礦尾礦、硼鎂石尾礦綜合利用的問題；利用三元尾礦摻入硅酸鹽生料降低燒結(jié)溫度 i〇(Ti5(rc，達(dá)到節(jié)能降耗的目的；同時(shí)解決了制品的抗輻射能力，大大地緩解了硅酸鹽水 泥的干燥收縮及其使用壽命短這一長(zhǎng)期存在的難題。

【具體實(shí)施方式】
[0008] 以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明： 實(shí)施例一：一種抗輻射、抗收縮水硬性膠凝材料的制造方法1，它包括如下步驟： 1. 配料，按重量比配齊以下原材料： 重晶石10,菱鍶礦20,硼鎂石10,硅酸鹽水泥生料(未粉磨）60 ; 2. 生料制備：將配好的物料共同入立式生料磨進(jìn)行粉磨，并過180目入庫(kù)均化； 3. 燒結(jié)：將均化合格的生料在1200°C的機(jī)立窯內(nèi)燒結(jié)；燒結(jié)8小時(shí)，再將燒結(jié)后的生 料充分冷卻即得熟料； 4. 粉磨：將冷卻充分的熟料加入5%的二水石膏在立磨內(nèi)共同粉磨，過180目篩后檢驗(yàn) 包裝即成成品。
[0009] 實(shí)施例二：一種抗輻射、抗收縮水硬性膠凝材料的制造方法2,它包括如下步驟： 1.配料：按重量比配齊以下原材料： 重晶石20,菱鍶礦10,硼鎂石5,硅酸鹽水泥生料(未粉磨）65。
[0010] 2.生料制備：將配好的物料在管磨內(nèi)共同入磨粉磨，并過180目入庫(kù)均化。
[0011] 3.燒結(jié)：將均化合格的生料在120(Tl250°C的新型干法預(yù)分解窯內(nèi)燒結(jié)12小時(shí)， 再將燒結(jié)后的生料充分冷卻即得熟料； 4.粉磨：將冷卻充分的熟料加入5%的二水石膏在管磨內(nèi)共同粉磨，過180目篩后檢驗(yàn) 包裝即成成品。
[0012] 這種材料按常規(guī)硅酸鹽水泥的方法使用。上述僅為本發(fā)明的兩個(gè)具體實(shí)施例，但 本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均屬于侵犯 本發(fā)明保護(hù)范圍的行為。
【權(quán)利要求】
1. 一種抗輻射抗收縮水硬性膠凝材料的制造方法，其特征是：該方法是利用重晶石尾 礦、菱鍶礦、硼鎂石和硅酸鹽生料為原料，經(jīng)過燒結(jié)得到一種抗輻射微膨脹的熟料，再利用 該熟料改性傳統(tǒng)硅酸鹽熟料粉磨而得到抗輻射抗收縮水硬性膠凝材料，該材料的制造方法 包括如下步驟： n:.配料，按重量比配齊以下原材料： 重晶石（BaS04) 10 ?20,菱鍶礦（SrC03) 10 ?20,硼鎂石Mg2[B204(0H)] (0H)或MgO? 2B203 ? 9H20, ：5?10,硅酸鹽水泥生料50?75 ; 2:.生料制備，先將重晶石尾礦、菱鍶礦、硼鎂石和水泥生料分別破碎粉磨過180目，然 后按步驟一中所述重量配比配料，充分混合均化；或?qū)㈩A(yù)均化的重晶石、菱鍶礦、硼鎂石的 碎石粉與水泥生料的碎石料一起配料共同粉磨過180目入庫(kù)均化； .燒結(jié)，先將碳配鈣滴定值偏差小于0.2%的均化合格后的生料，在傳統(tǒng)的機(jī)立窯或 新型干法預(yù)分解窯內(nèi)燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1200°C?1250°C，燒結(jié)時(shí)間為8?12小時(shí)，再將燒 結(jié)后的生料充分冷卻即得熟料； .4:.粉磨，將冷卻充分的熟料中加5%含S03 3 35%、結(jié)晶水大于10%的二水石膏共同 粉磨，細(xì)度過180目，均化； i:.檢驗(yàn)合格后包裝入庫(kù)即得成品。
【文檔編號(hào)】C04B7/14GK104402259SQ201410622662
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月8日
【發(fā)明者】雷志剛, 柏連陽(yáng), 齊紹武, 雷星宇, 夏國(guó)華, 謝前浩, 孫宇 申請(qǐng)人:湖南新宇農(nóng)業(yè)科技有限公司