專(zhuān)利名稱:硫鋁酸鹽彩色水泥的生產(chǎn)方法
本發(fā)明是一種彩色水泥、特別是硫鋁酸鹽彩色水泥的生產(chǎn)方法。
彩色水泥的生產(chǎn)方法，按其著色方式，現(xiàn)有以下三種1.在粉磨白水泥和其它硅酸鹽水泥熟料時(shí)混入著色劑;
2.將著色劑以干式混合的方法摻入白水泥和其它硅酸鹽水泥中;
3.在水泥生料中混入著色劑，燒成彩色熟料，再磨成細(xì)粉。
美國(guó)專(zhuān)利US3799785公布了一種直接燒成彩色硅酸鹽水泥熟料的方法，是將磨細(xì)的粘土和鈣質(zhì)原料摻入金屬氧化物著色劑，喂入窯中煅燒，熟料出窯后以水驟冷。和前兩種方法相比，用該法制得的彩色硅酸鹽水泥，雖具有成本低和顏色性能、物理力學(xué)性能好的優(yōu)點(diǎn)，但由于被著色體是硅酸鹽水泥熟料礦物(主要是Alite，Belite)，其水化后因有鹽析現(xiàn)象存在，故仍存在著用后褪色的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是，提供一種彩色硫鋁酸鹽水泥的生產(chǎn)方法，該方法生產(chǎn)的彩色水泥沒(méi)有鹽析現(xiàn)象發(fā)生，早期強(qiáng)度高，不褪色。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是將磨細(xì)的工業(yè)原料方解石、白泥、鋁礬土和石膏與金屬氧化物如氧化鉻、氧化錳、氧化鈷、氧化鈦、或者是含有這些氧化物的工業(yè)廢料混勻，喂入回轉(zhuǎn)窯中，在1250～1350℃下煅燒，熟料出窯后在10～30分鐘內(nèi)鼓風(fēng)急冷至室溫。原料配比(重量%)是方解石40～60，白泥5～15，鋁礬土16～30，石膏8～20，金屬氧化物著色劑0.05～2.5。
影響硫鋁酸鹽彩色水泥的色彩和性能的主要因素有熟料礦物組成，煅燒溫度，鼓風(fēng)冷卻速度、熟料中的鐵含量和著色劑的種類(lèi)、摻入量。
本發(fā)明的熟料礦物主要是硫鋁酸鈣和Belite，這種水泥的水化產(chǎn)物沒(méi)有多余的Ca(OH)2析晶出來(lái)，從而消除了因Ca(OH)2與空氣中的CO2作用生成白色晶體碳酸鈣現(xiàn)象，即所謂鹽析現(xiàn)象消除了，所以這種水泥用后不會(huì)褪色。
煅燒溫度若偏離1250～1350℃的溫度范圍，則熟料礦物難以形成或已經(jīng)分解，繼之失去本發(fā)明的早期強(qiáng)度高的特點(diǎn)。此外，偏離這個(gè)溫度范圍還難以控制熟料燒成后的預(yù)期顏色，以氧化鉻作著色劑的綠色水泥為例，若煅燒溫度低于1250℃，則顏色偏黃。
慢速冷卻出窯后的彩色水泥熟料，會(huì)使熟料粉化，致使水泥強(qiáng)度性能變差，也會(huì)使熟料的顏色性能變差。用氧化鉻作著色劑的綠色水泥熟料，慢冷不如急冷熟料時(shí)的顏色那樣綠而略發(fā)黃。從余熱利用、環(huán)境保護(hù)、設(shè)備適應(yīng)性等角度出發(fā)，本發(fā)明采用鼓風(fēng)急冷方式，急冷至室溫時(shí)間應(yīng)控制在10～30分鐘內(nèi)。
熟料中的鐵含量對(duì)彩色水泥的色彩影響較大，鐵含量增高，色彩變暗。鐵含量對(duì)彩色水泥熟料的影響還視色彩不同而不同，例如，綠色水泥熟料中的鐵含量高于1.2%時(shí)，對(duì)顏色有顯著影響，而對(duì)黃色、藍(lán)色水泥來(lái)說(shuō)，鐵含量?jī)H超過(guò)0.7%時(shí)，就對(duì)顏色產(chǎn)生顯著影響。
金屬氧化物著色劑的摻入量，視熟料礦物種類(lèi)、含量不同而不同，其在生料中的配比本發(fā)明定為0.05～2.5%。在生料中，摻入氧化鉻可得綠色或者黃色熟料，摻入氧化鈦、氧化鈷可得黃色或者褐色熟料，摻入氧化錳則得天藍(lán)色或者褐色熟料。另外，金屬氧化物著色劑的摻入能促進(jìn)熟料礦物的形成和提高熟料礦物的水化活性，從而大大改善了彩色水泥的物理力學(xué)性能。
和現(xiàn)有的彩色水泥生產(chǎn)技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的方法具有工藝條件簡(jiǎn)單和節(jié)能的特點(diǎn)，其產(chǎn)品具有早期強(qiáng)度高、用后不褪色的效果。
下面舉出本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例。
實(shí)例一、用磨細(xì)的工業(yè)原料方解石、白泥、鋁礬土、石膏(原料化學(xué)成分見(jiàn)表1)和以含有氧化鉻的工業(yè)廢料作著色劑按表2所示比例配制生料，混勻后在1320℃下煅燒，熟料出窯后鼓風(fēng)急冷至室溫，可得綠色水泥熟料。經(jīng)XRD研究表明，其主要礦物有C4A3S、Belite，目測(cè)比較它們的顏色，結(jié)果列于表2。
將編號(hào)4的水泥熟料磨細(xì)至比表面積2300cm2/g，按GB1346-77，將其制成φ70～80mm、中心厚約10mm的安定性試餅，在20℃水中浸泡1月余，發(fā)現(xiàn)無(wú)裂紋和變形，說(shuō)明安定性合格。
根據(jù)GB1346-77，測(cè)定了這種水泥的凝結(jié)時(shí)間，凝結(jié)時(shí)間正常;將這種水泥按1∶2膠砂比、0.40的水灰比制成2×2×2cm3、1×1×6cm3試塊，分別測(cè)其抗壓、抗折強(qiáng)度，其強(qiáng)度較高。同時(shí)老化試驗(yàn)表明，這種水泥制品色彩穩(wěn)定。
表1，彩色水泥各種原料的化學(xué)成分(%)
表2，綠色硫鋁酸鹽水泥的各種原料配比(%)
表2中廢渣C是一種含有Cr2O3的工業(yè)廢渣，其化學(xué)成分(%)是CaO-40.94，SiO2-22.57，Al2O3-6.83，F(xiàn)e2O3-2.88，MgO-11.04，Cr2O3-8.92。
表3，四種編號(hào)的彩色水泥的顏色對(duì)比
表4，彩色水泥和未加著色劑的水泥性能對(duì)比
表4中編號(hào)5為不含Cr2O3但其它成分同編號(hào)4的普通硫鋁酸鹽水泥。
從表4可以看出，摻入Cr2O3可以提高水泥的強(qiáng)度，水泥標(biāo)號(hào)可達(dá)425號(hào)以上。水泥的強(qiáng)度得以提高，可能與鉻離子促進(jìn)熟料礦物形成并且提高熟料礦物水化活性和促進(jìn)水泥的水化有關(guān)。
實(shí)例二，用與實(shí)例一相同的原料和以磨細(xì)的含有氧化錳的工業(yè)廢料作著色劑，按表5所示比例配制生料，生料中MnO2的百分含量控制在0.1～0.7%范圍。生料混勻后在1320℃下煅燒，鼓風(fēng)急冷至室溫后得到天藍(lán)色水泥熟料。同前一樣，這種水泥安定性、
凝結(jié)時(shí)間均合乎標(biāo)準(zhǔn)，其水泥制品色彩極為美觀而且穩(wěn)定。
表5，藍(lán)色硫鋁酸鹽水泥的各種原料配比(%)
表5中廢渣M是一種含有MnO2的工業(yè)廢渣，其化學(xué)成分(%)為CaO-23.55，SiO2-37.73，Al2O3-13.16，F(xiàn)e2O3-0.96，MgO-4.43，MnO2-9.56。
實(shí)例三，當(dāng)著色劑采用氧化鈦、氧化鈷時(shí)，可得黃色水泥熟料。其原料配比見(jiàn)表6。生料中氧化鈦或者氧化鈷的含量務(wù)比限制在0.1～1.5%范圍。工藝條件同實(shí)例一。
表6，黃色硫鋁酸鹽水泥的各種原料配比(%)
同實(shí)例一，這種水泥各種性能合格，顏色穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一種彩色硫鋁酸鹽水泥的制造方法，其特征是將磨細(xì)的工業(yè)原料方解石、白泥、鋁礬土和石膏與金屬氧化物著色劑如氧化絡(luò)、氧化錳、氧化鈷、氧化鈦或者是含有這些氧化物的工業(yè)廢料混勻，再喂入回轉(zhuǎn)窯中在1250～1350℃下煅燒成熟料，出窯后鼓風(fēng)急冷至室溫再粉磨。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于生料的配比(重量%)是方解石40～60，白泥5～15，鋁礬土16～30，石膏8～20，金屬氧化物著色劑0.05～2.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征是鼓風(fēng)急冷至室溫的時(shí)間應(yīng)控制在10～30分鐘內(nèi)。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明是一種彩色水泥特別是硫鋁酸鹽彩色水泥的生產(chǎn)方法，是將磨細(xì)的工業(yè)原料方解石、白泥、鋁礬土和石膏與金屬氧化物著色劑混勻，喂入回轉(zhuǎn)窯中經(jīng)高溫下煅燒成熟料，出窯后鼓風(fēng)急冷至室溫。本發(fā)明的方法具有工藝條件簡(jiǎn)單和節(jié)能的特點(diǎn)，其產(chǎn)品具有早期強(qiáng)度高和用后不褪色的效果。
文檔編號(hào)C04B7/00GK87106767SQ87106767
公開(kāi)日1988年10月26日 申請(qǐng)日期1987年10月5日
發(fā)明者童大懋, 王善拔, 余其俊 申請(qǐng)人:武漢工業(yè)大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan