固溶改性高貝利特水泥的燒成及其性能研究.pdf

1、水泥產(chǎn)量的日益增加不僅造成資源、能源的大量消耗，而且對環(huán)境產(chǎn)生極大的危害。傳統(tǒng)水泥的生產(chǎn)已有近180年的歷史，始終以消耗優(yōu)質(zhì)的石灰石礦產(chǎn)資源為代價。目前我國的優(yōu)質(zhì)石灰石資源已不足40年生產(chǎn)之需，從可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略出發(fā)，利用貧礦生產(chǎn)水泥是今后的重點發(fā)展方向。采用普通水泥配制的現(xiàn)代混凝土的耐久性是人們十分關(guān)注的課題，而貧礦生產(chǎn)的以貝利特為主晶相的水泥在耐久性方面明顯優(yōu)于普通水泥。高貝利特水泥的優(yōu)點是節(jié)省資源(可利用貧礦)、能源(具有明顯的節(jié)

2、能效果)、減少污染(有害氣體排放量低)及可配制高耐久性混凝土，但其最大的缺點是早期強度偏低。本文采用異離子摻雜固溶改性技術(shù)對C2S進行結(jié)構(gòu)改性。根據(jù)離子的固溶型式從熱力學(xué)角度分析計算了不同異離子對C2S的穩(wěn)定作用，從結(jié)晶化學(xué)角度分析了不同異離子在C2S結(jié)構(gòu)中的置換作用。通過試驗測定了不同異離子單摻入及復(fù)摻入C2S中對其活性的影響，得出了復(fù)摻效果優(yōu)于單摻的結(jié)論。采用f-CaO、折光率變化等參數(shù)的測定，對離子的固溶型式及極限固溶量進行了試驗

3、分析，得出了異離子在C2S結(jié)構(gòu)中的固溶型式、固溶后對C2S結(jié)構(gòu)改善及異離子在C2S中的極限固溶量等參數(shù)，并提出了BaSO4在C2S中固溶的方程。在對改性C2S結(jié)構(gòu)進行測定的基礎(chǔ)上，提出了C2S活化的新觀點。論文還針對高鐵煅燒體系中，F(xiàn)e3+的存在狀態(tài)、Fe3+對煅燒過程液相影響及Fe3+對C3S和C2S結(jié)構(gòu)的影響進行了測定分析，得出了Fe3+在高貝利特水泥熟料中的存在形式。 論文對高貝利特水泥的燒成工藝進行了詳盡的試驗分析。分別

4、試驗分析了KH、SM、IM、BaSO4摻量及冷卻速度等參數(shù)對燒成過程的影響，并對各參數(shù)進行了正交試驗分析，得出了各參數(shù)在燒成過程中的影響程度，確定了最佳的工藝參數(shù)。通過試驗，對BaSO4在高貝利特水泥熟料燒成系統(tǒng)的作用進行了分析，得出了其對液相粘度、CaCO3分解等影響作用的結(jié)論，確定了BaSO4的適宜摻量。采用了活性硅質(zhì)料進行工業(yè)化生產(chǎn)配料，通過結(jié)構(gòu)測定分析了活性硅質(zhì)料在燒成過程中的作用。 針對高貝利特的物料體系，論文對其燒成

5、動力學(xué)進行了研究，得出了高-Ⅰ-貝利特水泥熟料燒成與普通水泥熟料燒成具有不同動力學(xué)機制的結(jié)論。從而從理論上證明了高貝利特水泥具有節(jié)能效果。 論文采用工業(yè)化生產(chǎn)的高貝利特水泥進行了高性能混凝土的配制研究，并對其耐久性進行了全面系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)高貝利特水泥具有需水量低、水化熱低、水化放熱峰推遲及混凝土坍落度經(jīng)時損失小等一系列特點。特別適合泵送工藝及大體積混凝土應(yīng)用。同時發(fā)現(xiàn)熟料中C2S晶型發(fā)生很大變化，某些晶面間距明顯加大，某些晶面

6、衍射峰強度倒置，某些晶面衍射峰消失，說明高貝利特水泥熟料中C2S的晶型與普通水泥熟料中C2S產(chǎn)生很大變化，這是高貝利特水泥早期活性得到改善的根本原因。 論文針對高貝利特水泥配制高性能混凝土力學(xué)性能及耐久性進行了全面試驗，發(fā)現(xiàn)高貝利特水泥高性能混凝土具有與普通水泥高性能混凝土相近的抗凍融性、收縮性及滲透性，但早期強度略低，后期強度發(fā)展優(yōu)于普通水泥混凝土。同時高貝利特水泥高性能混凝土抗拉極限變形較大，具有較好韌性。通過對混凝土抗裂能