微量元素对含钡硫铝酸盐水泥性能的影响

摘要

本文系统地研究了微量元素F、P、Cr、Fe、Mn、Zn对硫铝酸钡钙单矿物的合成及性能的影响规律，利用工业废渣氟石膏、磷石膏替代天然石膏烧制了含钡硫铝酸盐水泥熟料，并用差热-热重(DTA-TG)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、环境扫描电镜(ESEM)等测试手段对其烧成制度、力学性能、熟料的组成结构和水化过程进行了分析研究，结合硬化水泥浆体的孔结构和水化热分析进一步探讨了硫铝酸钡钙矿物和含钡硫铝酸盐水泥的水化机理，并对含钡硫铝酸盐水泥的耐久性能进行了研究。研究结果表明：硫铝酸钡钙单矿物在水化2 h时已形成大量絮状的水化铝酸钙和铝胶，均匀覆盖于熟料颗粒表面，此时具有一定强度；水化12 h，钙矾石晶体逐渐长大，附着于熟料颗粒的四周并相互交织在一起，熟料颗粒表面的水化膜消失，硫铝酸钡钙的早期水化过程基本结束。在硫铝酸钡钙体系中掺入CaF2，能降低CaCO3和BaCO3的分解温度，有利于熟料的烧结，CaF2起到了矿化剂的作用，其最佳掺量为1.6﹪；当CaF2的掺量为1.6﹪时，硫铝酸钡钙矿物的各龄期抗压强度都有所提高，28d抗压强度达到103.2MPa。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1课题研究的背景

1.2选题的目的和意义

1.3国内外研究动态

1.3.1含钡硫铝酸盐水泥发展概况

1.3.2微量元素在硫铝酸盐水泥中的应用研究概况

1.4主要内容

1.5实验方案设计

第二章原料与实验方法

2.1原料

2.2实验方法

第三章硫铝酸钡钙矿物早期水化性能的研究

3.1硫铝酸钡钙矿物合成的研究

3.2 C2.75B1.25A3S-早期水化性能的研究

3.2.1 C2.75B1.25A3 S-的水化热分析

3.2.2水化样的XRD分析

3.2.3 C2.75B1.25A3S-的ESEM分析

3.3本章小结

第四章微量元素对硫铝酸钡钙的合成及性能的影响

4.1 CaF2对硫铝酸钡钙的合成及性能的影响

4.1.1熟料煅烧过程的DTA-TG分析

4.1.2抗压强度结果分析

4.1.3熟料的XRD分析

4.1.4熟料的SEM-EDS分析

4.1.5水化样的XRD分析

4.2 P2O5对硫铝酸钡钙的合成及性能的影响

4.2.1熟料f-CaO与抗压强度分析

4.2.2熟料的XRD分析

4.2.3熟料的SEM-EDS分析

4.2.4水化样的XRD分析

4.2.5水化样的孔结果分析

4.3 Cr2O3对硫铝酸钡钙的合成及性能的影响

4.3.1熟料煅烧过程的DTA-TG分析

4.3.2熟料f-CaO及抗压强度分析

4.3.3熟料的XRD分析

4.3.4熟料的SEM-EDS分析

4.4 Fe2O3对硫铝酸钡钙力学性能的影响

4.5 MnO2对硫铝酸钡钙力学性能的影响

4.6 ZnO对硫铝酸钡钙力学性能的影响

4.7本章小结

第五章利用氟石膏、磷石膏烧制含钡硫铝酸盐水泥熟料及其性能研究

5.1氟石膏的特性研究

5.1.1氟石膏的来源及危害

5.1.2氟石膏的性质

5.2磷石膏的特性研究

5.2.1磷石膏的来源及危害

5.2.2磷石膏的性质

5.3利用氟石膏、磷石膏烧制含钡硫铝酸盐水泥

5.3.1烧成制度的确定

5.3.2原料的化学组成

5.3.3配料计算

5.3.4熟料组成设计及配料

5.3.5实验结果与分析

5.4氟石膏和磷石膏复掺烧制含钡硫铝酸盐水泥熟料

5.4.1复掺实验方案设计

5.4.2实验结果与分析

5.5本章小结

第六章含钡硫铝酸盐水泥水化机理的研究

6.1强度性能比较

6.2机理分析

6.2.1水化样的XRD分析

6.2.2水化样的差热分析

6.2.3水化样的孔结构分析

6.2.4水化样的SEM分析

6.2.5水泥水化热分析

6.3本章小结

第七章含钡硫铝酸盐水泥耐久性的研究

7.1抗硫酸盐化学侵蚀性能

7.1.1硫酸盐侵蚀原理

7.1.2结果与分析

7.2含钡硫铝酸盐水泥抗渗性能的研究

7.3本章小结

第八章结论

参考文献

致谢

附录