矿物组成对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料煅烧及性能影响的研究

摘要

本文利用工业原料和纯化学试剂,制备阿利特-硫铝酸盐水泥,对不同含量的C3S、C4A3-S、C4AF对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料矿物形成及水泥水化、凝结、硬化性能的影响,对不同煅烧温度、保温时间、烧成气氛对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料矿物形成及水泥性能的影响进行了研究和探讨。
　　 研究结果表明:随着熟料C3S含量的增加,阿利特-硫铝酸盐水泥熟料的易烧性变差,C3S为15％、30％、45％、60％时,f-CaO含量分别为0.23％、0.23％、0.29％、1.95％;在阿利特-硫铝酸盐水泥熟料矿物组成体系中,随C3S设计含量的增高,C4A3-S矿物的形成量减少;随熟料中C3S含量的增加,阿利特-硫铝酸盐水泥的强度升高,3天强度分别为18.50、35.38、43.94、53.00 Mpa,28天强度分别为70.69、72.88、83.88、92.50MPa:凝结时间明显延长,初凝时间分别为47、82、94、98min,终凝时间分别为:77、127、162、180 min。
　　 C4A3(-S)含量较少的熟料,结构疏松,易烧性较差;在C3S为30％、45％、60％时,随着C4A3(-S)含量的增加,C3S矿物的形成量增加;当阿利特-硫铝酸盐水泥熟料中C4A嚣的含量较少时,水泥凝结时间较长;随着C4A3(-S)含量的增加,水泥的凝结时间缩短;当矿物组成中C4A3(-S)含量较高,C2S含量较少时,水泥的早期强度较高,但后期强度增进幅度较小。
　　 随着铁相含量的增加,水泥熟料结构致密,易烧性变好;一定量的铁相存在有利于C3S、C4A3(-S)矿物的形成,但当铁相含量较高时,将阻碍此两种主要矿物的形成,其具体表现为:C3S的含量为30％、45％时,随着铁相含量(小于10％)的增加,C3S、C4A3(-S)熟料矿物形成增多,当铁相含量过多(大于10％)时,此两种矿物的形成量逐渐减少;C3S的含量为60％时,5％铁相有利于C4A3(-S)矿物的形成,当铁相含量超过5％时C4A3(-S)矿物形成逐渐减少;10％铁相含量有利于C3S形成,当铁相含量超过10时C3S矿物形成量减少;铁相含量较少时(小于15％)随着铁相含量的增加,水泥各龄期的强度逐渐增加,铁相含量超过15％时各龄期强度降低;随着铁相含量的增加,水泥的初凝和终凝时间均延长。
　　 在1320℃条件下C3S矿物形成良好,在1300℃条件下C4A3(-S)矿物形成最好,温度降低C3S形成量减少。1320℃煅烧温度条件下,C3S设计含量较少的熟料,C4A3(-S)矿物形成较多。温度较高时(1320℃、1300℃)C4A3(-S)设计含量多的熟料中C3S矿物形成多,在较低温下(1280℃)结果与之相反。另外,随着温度的降低,凝结时间变短,水泥后期28d强度明显降低。C3S含量较少时(小于30％)水泥早期3d强度随煅烧温度降低而逐渐增大;C3S含量较多时,煅烧温度为1300℃时,水泥早期3d强度最高。
　　 在氧化气氛条件下,1300℃2煅烧30分钟即可保证熟料矿物良好形成,而还原气氛及较高煅烧温度和较长保温时间等条件均不利于熟料矿物形成。氧化气氛下煅烧的熟料,水泥强度均高于还原气氛下的水泥强度,且终凝时间缩短。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 阿利特-硫铝酸盐水泥的研究与应用

1.2 阿利特-硫铝酸盐水泥的主要矿物组成研究概述

1.2.1 C3S研究概述

1.2.2 C2S研究概述

1.2.3 铁相研究概述

1.2.4 C4A3-S研究概述

1.3 矿物组成对水泥性能影响研究概述

1.3.1 矿物组成对水泥强度的影响

1.3.2 矿物组成对熟料烧成性能的影响

1.3.3 矿物组成对减水剂吸附的影响

1.3.4 矿物组成对水泥耐久性的影响

1.3.5 矿物组成对水泥易磨性的影响

1.4 研究内容

第二章 实验原料与方法

2.1 原料与设备

2.1.1 实验原料

2.1.2 实验仪器与设备

2.2 实验方法

2.3 性能测试

第三章 矿物组成对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料煅烧及性能的影响

3.1 C3S含量对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料煅烧及性能的影响

3.1.1 矿物组成设计

3.1.2 生料的易烧性

3.1.3 熟料的矿物形成

3.1.4 水泥性能

3.2 C4A3-S矿物含量对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料煅烧及性能的影响

3.2.1 矿物组成设计

3.2.2 生料的易烧性

3.2.3 熟料的矿物形成

3.2.4 水泥性能

3.3 铁相含量对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料煅烧及性能的影响

3.3.1 矿物组成设计

3.3.2 生料的易烧性

3.3.3 熟料的矿物形成

3.3.4 水泥性能

3.4 本章小结

第四章 煅烧温度对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料烧成及性能的影响

4.1 矿物组成设计

4.2 生料的易烧性

4.3 熟料的矿物组成

4.3.1 1320℃条件下C3S含量对矿物形成的影响

4.3.2 1300℃条件下C3S含量对矿物形成的影响

4.3.3 1280℃条件下C3S含量对矿物形成的影响

4.3.4 1320℃条件下C4A3-S含量对矿物形成的影响

4.3.5 1300℃条件下C4A3-S含量对矿物形成的影响

4.3.6 1280℃条件下C4A3-S含量对矿物形成的影响

4.4 水泥性能

4.4.1 煅烧温度对凝结时间的影响

4.4.2 煅烧温度对水泥抗压强度的影响

4.4.3 结合水的测定

4.5 本章小结

第五章 煅烧气氛对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料矿物形成及性能的影响

5.1 矿物组成设计

5.1.1 矿物组成与化学组成

5.1.2 实验条件

5.2 生料的易烧性

5.3 熟料的矿物形成

5.3.1 煅烧温度对熟料矿物形成的影响

5.3.2 保温时间对熟料矿物形成的影响

5.3.3 煅烧气氛对熟料矿物形成的影响

5.4 水泥性能

5.4.1 水化性能

5.4.2 水泥物理力学性能

5.5 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

附录A (攻读硕士期间发表的学术论文情况)