本申請(qǐng)涉及水泥加工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種高強(qiáng)度水泥的加工方法及其加工裝置。

背景技術(shù)：

1、水泥作為建筑材料的基礎(chǔ)，其性能的優(yōu)劣直接影響到建筑物的質(zhì)量和使用壽命。隨著現(xiàn)代建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步和工程對(duì)材料性能要求的日益提高，傳統(tǒng)水泥的強(qiáng)度、耐久性、抗裂性等性能已難以滿足一些高端工程的需求。因此，研發(fā)高強(qiáng)度、高性能的水泥成為當(dāng)前建筑材料領(lǐng)域的重要課題。

2、傳統(tǒng)水泥的生產(chǎn)方法主要是通過(guò)將石灰石、粘土等原料進(jìn)行混合、破碎、磨細(xì)、預(yù)熱、燒成等工序，最終得到水泥熟料。然而，這種方法生產(chǎn)的水泥強(qiáng)度有限，且在某些特殊環(huán)境下(如高溫、高濕、腐蝕性環(huán)境)容易發(fā)生性能退化。為了提高水泥的強(qiáng)度和其他性能，研究人員嘗試在原料中添加各種外加劑、混合材料等，但這種方法往往會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，且有時(shí)難以保證水泥的均勻性和穩(wěn)定性。

3、近年來(lái)，隨著材料科學(xué)和工程技術(shù)的不斷發(fā)展，一些新型的高強(qiáng)度水泥生產(chǎn)方法逐漸涌現(xiàn)。這些方法通過(guò)優(yōu)化原料配比、改進(jìn)生產(chǎn)工藝、添加新型外加劑等手段，顯著提高了水泥的強(qiáng)度、耐久性、抗裂性等性能。例如，有研究人員在水泥原料中添加了耐堿玻璃纖維、碳纖維等增強(qiáng)材料，以及磷酸鹽、硅酸鹽等粘合劑，使得水泥的強(qiáng)度得到了顯著提升。同時(shí)，通過(guò)精確控制燒成過(guò)程中的溫度、氣氛和時(shí)間等參數(shù)，可以進(jìn)一步優(yōu)化熟料的品質(zhì)和強(qiáng)度。

4、但是現(xiàn)有的高強(qiáng)度水泥的加工過(guò)程成本較高、溫度控制較差，及其需要對(duì)加工工藝與加工設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)實(shí)施例的目的在于提供一種高強(qiáng)度水泥的加工方法及其加工裝置，其能夠解決上述的技術(shù)問(wèn)題。

2、本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種高強(qiáng)度水泥的加工方法，包括以下步驟：

3、a)、準(zhǔn)備原料：選擇石灰石、粘土、礦渣作為主要原料，選擇煤矸石、脫硫石膏、亞鐵離子化合物、改性芳綸-碳纖維、金屬絲、消泡劑、去離子水、增強(qiáng)劑和粘合劑作為輔助原料；

4、b)、原料混合：按照預(yù)定的比例將各種原料進(jìn)行混合，確保混合均勻，形成混合物；

5、c)、預(yù)熱分解：將混合物送入預(yù)熱窯進(jìn)行預(yù)熱，使其達(dá)到一定的溫度范圍，預(yù)熱溫度通常在100℃左右，在這個(gè)過(guò)程中，原料中的碳酸鈣會(huì)分解為氧化鈣和二氧化碳，同時(shí)還會(huì)釋放出一定量的揮發(fā)性物質(zhì)；

6、d)、燒成反應(yīng)：將預(yù)熱后的混合物送入水泥回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行燒成反應(yīng)，在高溫下，混合物中的各組分會(huì)發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，生成硅酸三鈣、硅酸二鈣水硬性礦物質(zhì)，這個(gè)過(guò)程通常需要持續(xù)數(shù)小時(shí)至數(shù)天，直至混合物完全燒成熟料；

7、e)、冷卻破碎：將燒成的水泥熟料進(jìn)行冷卻，然后送入破碎設(shè)備進(jìn)行破碎，得到水泥粉狀或砂狀的成品。

8、作為優(yōu)選，所述增強(qiáng)劑由耐堿玻璃纖維、填料、化學(xué)助劑、去離子水與水泥防水劑組成，所述耐堿玻璃纖維的重量組分為1-3份，所述水泥防水劑的重量組分為2-6份；所述粘合劑由磷酸鹽、硅酸鹽、氫氧化鈉與去離子水組成，所述磷酸鹽與硅酸鹽的重量組分均為0.5-1.5份，所述氫氧化鈉的重量組分為10-15份，所述去離子水的重量組分為45-55份。

9、作為優(yōu)選，步驟b中，預(yù)定的比例按照重量份為：石灰石35～55份、粘土20～30份、礦渣40～60份、煤矸石15～25份、脫硫石膏25～45份、亞鐵離子化合物1～3份、改性芳綸-碳纖維5～10份、金屬絲1～5份、消泡劑2～5份、去離子水10～20份、增強(qiáng)劑2～5份、粘合劑2～5份。

10、一種高強(qiáng)度水泥的加工裝置，包括原料混合攪拌器、第一運(yùn)輸組件、預(yù)熱窯、第二運(yùn)輸組件、回轉(zhuǎn)窯，所述預(yù)熱窯包括殼體、上多孔陶瓷燃燒介質(zhì)、下多孔陶瓷燃燒介質(zhì)，所述殼體左右端均設(shè)置有開(kāi)口，所述原料混合攪拌器的出料端與所述第一運(yùn)輸組件的進(jìn)料端連接，所述第一運(yùn)輸組件延伸至所述殼體內(nèi)部，所述上多孔陶瓷燃燒介質(zhì)設(shè)置于所述第一運(yùn)輸組件的上方，所述下多孔陶瓷燃燒介質(zhì)設(shè)置于所述第一運(yùn)輸組件的下方，所述第一運(yùn)輸組件的出料端與所述第二運(yùn)輸組件的進(jìn)料端對(duì)接，所述第二運(yùn)輸組件的出料端與所述回轉(zhuǎn)窯的進(jìn)料口對(duì)接。

11、作為優(yōu)選，所述原料混合攪拌器包括進(jìn)料斗、攪拌倉(cāng)、攪拌組件，所述攪拌組件包括攪拌電機(jī)、攪拌軸和多個(gè)攪拌件，所述進(jìn)料斗安裝于所述攪拌倉(cāng)上端，所述攪拌電機(jī)安裝于所述攪拌倉(cāng)外，所述攪拌軸的一端與所述攪拌電機(jī)連接，所述攪拌軸的另一端延伸至所述攪拌倉(cāng)內(nèi)，所述攪拌件均勻分布于所述攪拌軸上，所述攪拌倉(cāng)側(cè)部設(shè)置有進(jìn)料管，所述進(jìn)料管呈外擴(kuò)式設(shè)置。

12、作為優(yōu)選，所述回轉(zhuǎn)窯包括爐體和多個(gè)罐體，所述所述爐體內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)安裝架，兩個(gè)相鄰的安裝架之間設(shè)置有燃燒腔，所述燃燒腔內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)多孔陶瓷燃燒介質(zhì)，多個(gè)所述罐體均勻安裝于所述爐體上，所述罐體的兩端延伸出所述爐體，所述罐體可拆卸旋轉(zhuǎn)設(shè)置于所述安裝架上，所述罐體兩端設(shè)置有進(jìn)料口，所述罐體上設(shè)置有進(jìn)氣口。

13、作為優(yōu)選，所述上多孔陶瓷燃燒介質(zhì)、所述下多孔陶瓷燃燒介質(zhì)、所述內(nèi)多孔陶瓷燃燒介質(zhì)均采用碳化硅材質(zhì)制成，所述所述上多孔陶瓷燃燒介質(zhì)的厚度、所述下多孔陶瓷燃燒介質(zhì)的厚度、所述內(nèi)多孔陶瓷燃燒介質(zhì)的厚度為2-5cm，所述上多孔陶瓷燃燒介質(zhì)、所述下多孔陶瓷燃燒介質(zhì)、所述內(nèi)多孔陶瓷燃燒介質(zhì)均外部的密度大于內(nèi)部的密度。

14、作為優(yōu)選，所述第一運(yùn)輸組件、所述第二運(yùn)輸組件均為帶狀運(yùn)輸組件，所述第二運(yùn)輸組件的出料端設(shè)置有滑料板，所述滑料板可與所述罐體對(duì)接。

15、作為優(yōu)選，所述預(yù)熱窯可設(shè)置有多個(gè)。

16、作為優(yōu)選，所述殼體上設(shè)置有第一保溫層，所述爐體內(nèi)設(shè)置有第二保溫層，所述第一保溫層、所述第二保溫層均采用三氧化二鋁材質(zhì)制成。

17、本發(fā)明的有益效果：

18、本發(fā)明提供的一種高強(qiáng)度水泥的加工方法，本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化原料配比及加工步驟，引入改性芳綸-碳纖維、金屬絲高性能增強(qiáng)材料，本發(fā)明的水泥產(chǎn)品相較于傳統(tǒng)水泥，在抗壓、抗拉及抗折強(qiáng)度上均有大幅度提升，滿足了現(xiàn)代建筑對(duì)高強(qiáng)度、高耐久性材料的需求；在原料選擇中，本發(fā)明創(chuàng)造性地利用煤矸石、脫硫石膏工業(yè)廢棄物，不僅降低了生產(chǎn)成本，還實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，減少了環(huán)境污染，符合綠色、低碳的可持續(xù)發(fā)展理念；本發(fā)明的加工方法通過(guò)精確控制原料混合、預(yù)熱分解、燒成反應(yīng)及冷卻破碎等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化，顯著提高了生產(chǎn)效率，縮短了生產(chǎn)周期，降低了能耗。

技術(shù)特征：

1.一種高強(qiáng)度水泥的加工方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度水泥的加工方法，其特征在于，所述增強(qiáng)劑由耐堿玻璃纖維、填料、化學(xué)助劑、去離子水與水泥防水劑組成，所述耐堿玻璃纖維的重量組分為1-3份，所述水泥防水劑的重量組分為2-6份；所述粘合劑由磷酸鹽、硅酸鹽、氫氧化鈉與去離子水組成，所述磷酸鹽與硅酸鹽的重量組分均為0.5-1.5份，所述氫氧化鈉的重量組分為10-15份，所述去離子水的重量組分為45-55份。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度水泥的加工方法，其特征在于，步驟b中，預(yù)定的比例按照重量份為：石灰石35～55份、粘土20～30份、礦渣40～60份、煤矸石15～25份、脫硫石膏25～45份、亞鐵離子化合物1～3份、改性芳綸-碳纖維5～10份、金屬絲1～5份、消泡劑2～5份、去離子水10～20份、增強(qiáng)劑2～5份、粘合劑2～5份。

4.一種高強(qiáng)度水泥的加工裝置，其特征在于，包括原料混合攪拌器、第一運(yùn)輸組件、預(yù)熱窯、第二運(yùn)輸組件、回轉(zhuǎn)窯，所述預(yù)熱窯包括殼體、上多孔陶瓷燃燒介質(zhì)、下多孔陶瓷燃燒介質(zhì)，所述殼體左右端均設(shè)置有開(kāi)口，所述原料混合攪拌器的出料端與所述第一運(yùn)輸組件的進(jìn)料端連接，所述第一運(yùn)輸組件延伸至所述殼體內(nèi)部，所述上多孔陶瓷燃燒介質(zhì)設(shè)置于所述第一運(yùn)輸組件的上方，所述下多孔陶瓷燃燒介質(zhì)設(shè)置于所述第一運(yùn)輸組件的下方，所述第一運(yùn)輸組件的出料端與所述第二運(yùn)輸組件的進(jìn)料端對(duì)接，所述第二運(yùn)輸組件的出料端與所述回轉(zhuǎn)窯的進(jìn)料口對(duì)接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高強(qiáng)度水泥的加工裝置，其特征在于，所述原料混合攪拌器包括進(jìn)料斗、攪拌倉(cāng)、攪拌組件，所述攪拌組件包括攪拌電機(jī)、攪拌軸和多個(gè)攪拌件，所述進(jìn)料斗安裝于所述攪拌倉(cāng)上端，所述攪拌電機(jī)安裝于所述攪拌倉(cāng)外，所述攪拌軸的一端與所述攪拌電機(jī)連接，所述攪拌軸的另一端延伸至所述攪拌倉(cāng)內(nèi)，所述攪拌件均勻分布于所述攪拌軸上，所述攪拌倉(cāng)側(cè)部設(shè)置有進(jìn)料管，所述進(jìn)料管呈外擴(kuò)式設(shè)置。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高強(qiáng)度水泥的加工裝置，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)窯包括爐體和多個(gè)罐體，所述所述爐體內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)安裝架，兩個(gè)相鄰的安裝架之間設(shè)置有燃燒腔，所述燃燒腔內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)多孔陶瓷燃燒介質(zhì)，多個(gè)所述罐體均勻安裝于所述爐體上，所述罐體的兩端延伸出所述爐體，所述罐體可拆卸旋轉(zhuǎn)設(shè)置于所述安裝架上，所述罐體兩端設(shè)置有進(jìn)料口，所述罐體上設(shè)置有進(jìn)氣口。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高強(qiáng)度水泥的加工裝置，其特征在于，所述上多孔陶瓷燃燒介質(zhì)、所述下多孔陶瓷燃燒介質(zhì)、所述內(nèi)多孔陶瓷燃燒介質(zhì)均采用碳化硅材質(zhì)制成，所述所述上多孔陶瓷燃燒介質(zhì)的厚度、所述下多孔陶瓷燃燒介質(zhì)的厚度、所述內(nèi)多孔陶瓷燃燒介質(zhì)的厚度為2-5cm，所述上多孔陶瓷燃燒介質(zhì)、所述下多孔陶瓷燃燒介質(zhì)、所述內(nèi)多孔陶瓷燃燒介質(zhì)均外部的密度大于內(nèi)部的密度。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高強(qiáng)度水泥的加工裝置，其特征在于，所述第一運(yùn)輸組件、所述第二運(yùn)輸組件均為帶狀運(yùn)輸組件，所述第二運(yùn)輸組件的出料端設(shè)置有滑料板，所述滑料板可與所述罐體對(duì)接。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高強(qiáng)度水泥的加工裝置，其特征在于，所述預(yù)熱窯可設(shè)置有多個(gè)。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高強(qiáng)度水泥的加工裝置，其特征在于，所述殼體上設(shè)置有第一保溫層，所述爐體內(nèi)設(shè)置有第二保溫層，所述第一保溫層、所述第二保溫層均采用三氧化二鋁材質(zhì)制成。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N高強(qiáng)度水泥的加工方法及其加工裝置，涉及水泥加工領(lǐng)域，一種高強(qiáng)度水泥的加工方法，本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化原料配比及加工步驟，引入改性芳綸?碳纖維、金屬絲高性能增強(qiáng)材料，本發(fā)明的水泥產(chǎn)品相較于傳統(tǒng)水泥，在抗壓、抗拉及抗折強(qiáng)度上均有大幅度提升，滿足了現(xiàn)代建筑對(duì)高強(qiáng)度、高耐久性材料的需求；在原料選擇中，本發(fā)明創(chuàng)造性地利用煤矸石、脫硫石膏工業(yè)廢棄物，不僅降低了生產(chǎn)成本，還實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，減少了環(huán)境污染，符合綠色、低碳的可持續(xù)發(fā)展理念；本發(fā)明的加工方法通過(guò)精確控制原料混合、預(yù)熱分解、燒成反應(yīng)及冷卻破碎等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化，顯著提高了生產(chǎn)效率，縮短了生產(chǎn)周期，降低了能耗。

技術(shù)研發(fā)人員：黃裕兵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海張堰南方水泥有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8