【碩士】利用低品位原料合成貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥

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內(nèi)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(xué)科專業(yè)： 施工工程 　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：濟(jì)南大學(xué)　　學(xué)位年度：2010　　 隨著國家對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和建筑工程質(zhì)量要求的不斷提高，以及國際社會(huì)對節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)的關(guān)注程度不斷增加，傳統(tǒng)硅酸鹽水泥的缺點(diǎn)和不足日益突顯。滿足現(xiàn)代建設(shè)工程對水泥的多功能、高性能的要求，并達(dá)到節(jié)約能源、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的目的，是水泥工業(yè)的發(fā)展目標(biāo)。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(qiáng)度高和耐久性好的特點(diǎn)。本文主要研究應(yīng)用低品位原料和工業(yè)廢渣合成具有高早強(qiáng)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(jī)制，結(jié)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(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。主要結(jié)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(shí)加入少量MgO，可以促進(jìn)C3S在低溫下形成，當(dāng)MgO含量少于3％時(shí)可促進(jìn)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(xué)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(kuò)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(dāng)熟料中氧化鎂含量達(dá)5．14％時(shí)，水泥的安定性依然較好，其阿利特和貝利特礦物結(jié)晶較為規(guī)則，包裹物較少，且3d，28d，90d的抗壓強(qiáng)度分別達(dá)至IJ49．1MPa，819MPa，83．7MPa，展現(xiàn)了良好的力學(xué)性能。因此，可用高鎂石灰石生產(chǎn)貝利特一硫鋁酸鋇鈣水泥?！　】蓱?yīng)用低鈣高硅的石灰石生產(chǎn)貝利特．硫鋁酸鋇鈣水泥。該水泥的最佳組成設(shè)計(jì)為：硅酸鹽水泥含量為91％，C2．7581．25A3§含量為9％。與之復(fù)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(jié)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(qiáng)度分別達(dá)到41．5MPa和84．8MPa，力學(xué)性能良好。同時(shí)，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(shí)，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(qiáng)度提高。反之，熟料中C2S含量提高，水泥后期強(qiáng)度增加。這是由于頁巖結(jié)晶程度差，煅燒所需熱量低，有利于固相反應(yīng)。而粘土結(jié)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(jié)構(gòu)，提高了礦物的水化活性，水化速度加快。水化3d時(shí)，針柱狀A(yù)Ft晶體相互交織，和Ca(OH)2構(gòu)筑成水泥石骨架，早期強(qiáng)度明顯提高。水化14d時(shí)，該水泥強(qiáng)度就超過或接近同齡期的硅酸鹽水泥。水化28d時(shí)，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(jié)，使硬化漿體結(jié)構(gòu)更為密實(shí)。　　

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