[发明专利]亚稳态可溶性硬石膏III的稳定化方法、稳定化可溶性硬石膏III基水硬性粘结料的制备方法、得到的水硬性粘结料、该粘结料的用途以及实施该方法的工业设备

说明书

技术领域

本发明涉及亚稳态可溶性硬石膏(anhydrite)III的稳定化方法 以及稳定化可溶性硬石膏III基水硬性粘结料的制备方法。

本发明还涉及所制得的水硬性粘结料以及该水硬性粘结料在水泥 工业中的用途。

本发明还涉及可实施所述方法的工业设备。

本发明涉及水泥工业技术领域，更具体而言涉及由硫酸钙脱水得 到的水泥组合物。

背景技术

可溶性硬石膏III基水硬性粘结料已为本领域技术人员所熟知。 化学式为(CaSO₄·2H₂O)的天然硫酸钙或合成硫酸钙(石膏(gypse)) 或化学式为(CaSO₄·1/2H₂O)的半水硫酸钙(生石膏)的强 脱水(220℃至360℃)将导致形成化学式为(CaSO₄·εH₂O)的亚稳态 可溶性硬石膏III，其中ε为0.1至0.2。更强的脱水(自约400℃开 始)将导致形成硬石膏II(CaSO₄·0H₂O)，其吸湿性非常弱。

亚稳态可溶性硬石膏III是强吸湿性的，其会在空气湿度的作用 下很快重新水合成为半水合物或者常规β型生石膏，然后变回硫酸钙 的状态。

本领域技术人员特别从专利FR 2733496(DUSSEL)，FR 2767815 (COUTURIER)，FR 2804423(ENERGETIC INDUSTRIES INTERNATIONAL)， WO 00/47531(COUTURIER)或WO 2005/000766(COUTURIER)中获知 稳定化可溶性硬石膏III的制备方法，其包括如下两个相继步骤：

a)对硫酸钙(天然或合成石膏或生石膏)基粉末状组合物进行焙 烧，以形成亚稳态可溶性硬石膏III；

b)热淬火以稳定化硬石膏III的亚稳态相。

现有技术的方法因而教导本领域技术人员对硬石膏III颗粒施加 热应力以稳定化其亚稳态相。这种急速冷却特别重要，因为它可以将 硬石膏III颗粒的晶体结构冻结和固定，从而使其稳定化。

然而，这种类型的已知方法具有一些缺点。这是因为，所述冷却 通常通过向物料的中心注入干冷的空气得以实现。结果，稳定化硬石 膏III颗粒的质量不均一，因为该冷却并非作用于颗粒整体。

此外，冷却步骤中存在的一定比例的潮湿空气使亚稳态硬石膏III 重新水合成半水硫酸钙，以至工业上得到的稳定化硬石膏III的比例 不是很高，除非使用复杂且昂贵的设备。

同样地，加热过程通常在需要大量能量来运转的转炉中实现。此 外这些转炉具有强烈的惯性，即必须用大量时间进行冷却或者使其达 到所希望的温度。基于这些原因，考虑到时间和能耗，中断生产是困 难且昂贵的。

发明内容

面对现有技术的缺点，本发明所要解决的主要技术问题是有效地 稳定化亚稳态可溶性硬石膏III的颗粒，而不借助于所述颗粒的冷却。

本发明的目的还在于提供一种可制备稳定态硬石膏III颗粒的方 法，其实施过程简单且不需很高的能量。

本发明的另一目的在于提供一种可实施这种方法的简单且不太贵 的工业设备。

本发明的再一目的在于提供一种具有良好机械性能的硬石膏III 基水硬性粘结料。

为解决这些技术问题，本申请人现已证实，对亚稳态硬石膏III 颗粒施加机械应力可以有效地稳定化所述颗粒。

在本发明中，“稳定”是指硬石膏III颗粒的再水合动力大大放缓。 这样，所得水硬性粘结料可以没有特殊限制地贮藏和保存很长时间， 其性质随时间几乎保持恒定。

文献MURAT.M.；EL HAJJOUJI.A.：《Activation of solids by mechanical grinding，concequences for calorimetric investigation on the hydration rate orthorhombic anhydrite(通 过机械研磨的固体活化，对斜方晶型硬石膏水合率的量热研究的结 果)》，THERMOCHIMICA ACTA，Vol.85，1985，第119-122页，描述了 一种用于改善斜方晶型硬石膏的水合速率的方法，包括：