(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211062709.5 (22)申请日 2022.08.31 (71)申请人 中国建筑材料科学研究总院有限公 司 地址 100024 北京市朝阳区管庄东里1号 申请人 中国建材集团有限公司 (72)发明人 任雪红　叶家元　郅晓　张洪滔　 史迪　张文生　文寨军　 (74)专利代理 机构 扬州市苏为知识产权代理事 务所(普通 合伙) 32283 专利代理师 周全 (51)Int.Cl. G01N 1/28(2006.01) G01N 33/38(2006.01) C04B 7/36(2006.01) (54)发明名称 一种水泥基材 料高通量制备的方法及装置 (57)摘要 一种水泥基材料高通量制备的方法及 装置， 属于水泥生产技术领域。 本发明的技术方案是： 以单矿、 单相或保持特定水化硬化特性的单元组 分为结构单元， 按以下步骤进行： 1)、 将所述结构 单元分别置于存储管X  1、 X2、 X3…Xn中； 2)、 根据 水泥基材料组成设计配比将各所述存储管中物 料投放、 组配为Y1、 Y2、 Y3 …Ym份混合物料； 3)、 通 过混匀装置将所述Y1、 Y2、 Y3 …Ym份混合物料分 别充分混匀； 4)、 将混匀后的所述Y1、 Y2、 Y3 …Ym 份混合物料分别装入储罐Z1、 Z2、 Z3 …Zm， 制得m 组水泥基材料样品。 本发明的方法和装置操作简 单， 应用性强， 能大幅降低材料研发人力和资源 成本。 权利要求书1页 说明书9页 附图3页 CN 115436126 A 2022.12.06 CN 115436126 A 1.一种水泥基材料高通量制备的方法， 其特征在于， 以单矿、 单相或保持特定水化硬化 特性的单 元组分为结构单 元， 按以下步骤进行： 1)、 将所述结构单 元分别置 于存储管X1、 X2、 X3 …Xn中； 2)、 根据水泥基材料组成设计配比将各所述存储管中物料投放、 组配为Y1、 Y2、 Y3 …Ym 份混合物料； 3)、 通过混匀装置将所述Y1、 Y2、 Y 3…Ym份混合物料分别充分 混匀； 4)、 将混匀后的所述Y1、 Y2、 Y3 …Ym份混合物料分别装入储罐Z 1、 Z2、 Z3…Zm， 制得m组水 泥基材料样品。 2.根据权利要求1所述的一种水泥基材料高通量制备的方法， 其特征在于， 所述结构单 元为水泥熟料单矿， 包括阿利特(硅酸三钙C3S的固溶体)、 贝利特(硅酸二钙C2S的固溶体)、 铝酸三钙(C3A)、 铝酸一钙(CA)、 二铝酸一钙(CA2)、 七铝酸十二钙(C12A7)、 铁酸二钙(C2F)、 铁 铝酸四钙(C4AF)、 二铁铝酸六钙(C6AF2)、 铁二铝酸六钙(C6A2F)、 硫铝酸钙(C4A3$)、 氟铝酸钙 (C11A7·CaF2)、 氯铝酸钙(C11A7·CaCl2)、 硫铝酸钡钙(C3A3$·BaO)、 铝酸锶钙(C3A3$·SrO)、 硫硅酸钙(C5S2$)、 磷酸三钙(C3P)、 磷酸四钙(C4P)、 磷铝酸钙(C8A4P)、 钙铝黄长石(C2AS)、 方 镁石(MgO)、 游离石 膏(f‑CaSO4)和游离氧化钙(f ‑CaO)。 3.根据权利要求2所述的一种水泥基材料高通量制备的方法， 其特征在于， 所述结构单 元还包括水泥组分单 元， 所述水泥组分单 元为： 石膏、 矿渣、 火山灰、 粉煤灰、 硅灰和石灰石。 4.根据权利要求2所述的一种水泥基材料高通量制备的方法， 其特征在于， 所述结构单 元还包括混凝土结构单元， 所述混凝土结构单元包括： 砂、 石和外加剂， 以及 磷渣、 钢渣等辅 助性胶凝材 料。 5.根据权利要求2所述的一种水泥基材料高通量制备的方法， 其特征在于， 所述结构单 元还包括不同细度和颗粒级配的水泥熟 料单矿、 水泥组分、 辅助胶凝材 料和砂石材 料。 6.根据权利要求1所述的一种水泥基材料高通量制备的方法， 其特征在于， 对所述m组 水泥基材料样品分别进 行组成结构与性能测试， 包括化学 组成、 矿物组成、 密度、 细度、 水化 热、 凝结时间、 强度、 水化产物组成结构、 体积安定性、 抗渗性、 抗冻性、 和易性、 抗氯离子侵 蚀、 抗硫酸盐侵蚀、 耐磨性， 用于筛选特定或优异性能的水泥基材料， 同时也可用于生产数 据。 7.一种实现权利要求1所述水泥基材 料高通量制备方法的装置， 其特 征在于， 包括 n个一级存储仓， 用于容置水泥基材料组成单元原材料， 在各所述一级存储仓底端设有 流量阀门， 和m个二级预装罐， 用于接纳来自n个所述一级存储仓中任二个或二个以上投放的物 料， 并对物料进行混匀； n个所述一级存储仓以转动或直线滑动形式设置在一级存储仓投放装置上， m个所述二 级预装罐以转动或直线滑动形式设置在二级预装罐投放装置上； 在所述一级存储仓投放装置与二级预装罐投放装置之间设有投料控制装置 。 8.根据权利要求7所述的实现权利要求1所述水泥基材料高通量制备方法的装置， 其特 征在于， 还 包括m个终端存 储罐； 用于收纳所述 二级预装罐排出的目标物料。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115436126 A 2一种水泥基材料高通量制备的方 法及装置 技术领域 [0001]本发明属于水泥生产技术领域， 尤其涉及 一种水泥基材料高通量制备的方法及装 置。 背景技术 [0002]自美国20 11年提出“材料基因组计划 ”以来， 欧盟、 日本、 俄罗斯和中国也相继发布 了材料基因组研究计划， 大力推进了材料研发理念的转变。 水泥和混凝土等作为最基本、 最 大宗的传统水泥基材料， 在国家基础设施建设、 重大工程建设和国防工程均具有关键且不 可替代的作用。 传统的水泥基材料研发方法， 主要是基于 “试错法”， 耗时费力， 易造成人力、 物力、 财力成本的巨大消 耗， 已不能满足我国现代化建设的发展需求。 因此， 为快速筛选和 有效提升水泥基材料性能、 节约研发时间和经济成本， 迫切需要变革传统水泥基材料研发 范式， 发展基于材料基因工程的水泥基材料高通量实验技术。 这是材料技术革新进步的必 然趋势， 同时也是 未来工程建 设高效化、 智能化的根本要求。 [0003]材料基因一般理解为能保持材料本征特性的基本结构单元。 然而水泥基材料是复 杂的多元多相体系， 其制备工艺过程是复杂典型 的多时序流程工艺。 水泥基材料产品包括 水泥熟料、 水泥和混凝土等不同中间和终端产品， 每阶段均涉及不同原料、 数目和类型， 并 伴随复杂的物理化学反应过程和加工工艺技术。 目前国内外在水泥基材料高通量制备技术 的研究方面仍处于空白。 这也导致了水泥基材料研究方法仍然处于传统 “试错法”阶段， 制 备优选效率低， 研发周期长 。 [0004]因此， 如何基于材料基因工程理念， 研发快速、 低成本、 高效的水泥基材料的高通 量制备方法， 是实现水泥基材料快速迭代优选的基础和前提。 该技术的发明有助于水泥基 材料研发范式变革， 将有效推进性能更优更低碳和特定水化硬化性能水泥基材料的快速研 发和工程 化应用， 助力水泥工业向高质化、 绿色化和低碳 化方向快速转型发展。 发明内容 [0005]本发明针对以上技术问题， 提供了一种着力于加速水泥基材料研发， 助力水泥基 材料研发范式变革的水泥基材料高通量制备 的方法及装置。 本发明的方法以单矿、 单相或 保持特定水化硬化特性的独立组分为结构单元基础要素， 通过对样品的性能测定与分析， 对单元要素 的配比、 细度或级配进行优选控制， 实现对材料组成和性能的快速筛选和定制 优化， 进而能大幅度缩短研发周期， 节约研发成本。 本发明同时提出了水泥基材料高通量制 备的装置 。 [0006]本发明的技术方案是： 以单矿、 单相或保持特定水化硬化特性的单元组分为结构 单元， [0007]按以下步骤进行： [0008]1)、 将所述结构单 元分别置 于存储管X1、 X2、 X3 …Xn中； [0009]2)、 根据水泥基材料组成设计配比将各所述存储管中物料投放、 组配为Y1、 Y2、说　明　书 1/9 页 3 CN 115436126 A 3