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【碩士】利用低品位原料合成貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥
內容簡介
【碩士】利用低品位原料合成貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥 學科專業(yè): 施工工程 授予學位:碩士 學位授予單位:濟南大學 學位年度:2010 隨著國家對基礎設施建設和建筑工程質量要求的不斷提高,以及國際社會對節(jié)能減排和環(huán)境保護的關注程度不斷增加,傳統(tǒng)硅酸鹽水泥的缺點和不足日益突顯。滿足現(xiàn)代建設工程對水泥的多功能、高性能的要求,并達到節(jié)約能源、節(jié)約資源、保護環(huán)境的目的,是水泥工業(yè)的發(fā)展目標。貝利特.硫鋁酸鋇鈣水泥是一種新型膠凝材料,具有節(jié)能降耗、強度高和耐久性好的特點。本文主要研究應用低品位原料和工業(yè)廢渣合成具有高早強節(jié)能型的貝利特.硫鋁酸鋇鈣水泥,并研究了其工藝條件、MgO等微量組分的影響及水化硬化機制,結合XRD、SEM.EDS、水化熱分析和巖相等測試手段對該水泥熟料及其硬化水泥漿體組成、結構進行了分析。主要結論如下: MgO對水泥的燒成具有重要影響。在煅燒貝利特一硫鋁酸鋇鈣水泥熟料時加入少量MgO,可以促進C3S在低溫下形成,當MgO含量少于3%時可促進f-CaO的吸收。M92+固溶于C2S中,可提高C2S晶型的穩(wěn)定性,使C2S保持高活性,且C2S的水化速度加快,早期力學性能明顯提高。S03對該水泥的煅燒也有重要影響,由于熟料中S03的存在,降低了液相粘度, -于M92+在液相中擴散,有助于MgO在貝利特一硫鋁酸鋇鈣水泥熟料中的固溶?! ? 貝利特一硫鋁酸鋇鈣水泥熟料能容納較多的Mgo而不影響安定性。貝利特.硫鋁酸鋇鈣水泥熟料的適宜燒成溫度為1380C,由于燒成溫度下降,MgO的過燒程度降低,減d,了MgO對水泥硬化漿體安定性的危害程度。所以,貝利特.硫鋁酸鋇鈣水泥具有較高的容納氧化鎂的能力。當熟料中氧化鎂含量達5.14%時,水泥的安定性依然較好,其阿利特和貝利特礦物結晶較為規(guī)則,包裹物較少,且3d,28d,90d的抗壓強度分別達至IJ49.1MPa,819MPa,83.7MPa,展現(xiàn)了良好的力學性能。因此,可用高鎂石灰石生產貝利特一硫鋁酸鋇鈣水泥。 可應用低鈣高硅的石灰石生產貝利特.硫鋁酸鋇鈣水泥。該水泥的最佳組成設計為:硅酸鹽水泥含量為91%,C2.7581.25A3§含量為9%。與之復合的硅酸鹽水泥熟料的最佳率值:石灰石飽和系數(shù)為O.81,鋁率為1.3,硅率為3.1。在煅燒溫度為1380℃和最佳組成的條件下制備貝利特.硫鋁酸鋇鈣水泥熟料,其貝利特礦物呈卵粒狀,結晶程度較好,晶體尺寸范圍在20.35Hm,阿利特礦物多為長柱狀、六角板狀,輪廓清晰完整,晶體尺寸范圍在30.50Mm,發(fā)育良好。該水泥的3d和28d抗壓強度分別達到41.5MPa和84.8MPa,力學性能良好。同時,可用頁巖代替部分粘土制備貝利特.硫鋁酸鋇鈣水泥。頁巖可改善生料的易燒性,有利于水泥礦物的形成。頁巖比例增加時,貝利特.硫鋁酸鋇鈣水泥熟料C3S的含量增加,且阿利特晶體輪廓清晰完整,水泥早期強度提高。反之,熟料中C2S含量提高,水泥后期強度增加。這是由于頁巖結晶程度差,煅燒所需熱量低,有利于固相反應。而粘土結晶程度較好,其易燒性比頁巖低,不利于C3S的形成?! ? 由于低品位原料含有較多的MgO等微量元素或具有易燒性,改善了該水泥熟料的形成狀況及晶型結構,提高了礦物的水化活性,水化速度加快。水化3d時,針柱狀AFt晶體相互交織,和Ca(OH)2構筑成水泥石骨架,早期強度明顯提高。水化14d時,該水泥強度就超過或接近同齡期的硅酸鹽水泥。水化28d時,C—S.H凝膠大量出現(xiàn),呈花朵狀,與AFt和Ca(On)2等晶體相互膠結,使硬化漿體結構更為密實?! ?
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