MgO和P2O5對(duì)阿利特-硫鋁酸鍶鈣水泥合成和性能的影響.pdf

1、阿利特-硫鋁酸鍶鈣水泥是通過在硅酸鹽水泥熟料中引入新的早強(qiáng)型礦物——硫鋁酸鍶鈣,而制得的高性能膠凝材料。我國存在大量高鎂石灰石資源及磷工業(yè)廢渣,研究MgO及P2O5對(duì)水泥煅燒及性能的影響,對(duì)提高低品位原料和工業(yè)廢渣的利用率并為阿利特-硫鋁酸鍶鈣水泥的工業(yè)化生產(chǎn)提供廉價(jià)原料具有重要意義。本文主要研究了MgO與P2O5對(duì)硫鋁酸鍶鈣礦物和阿利特-硫鋁酸鍶鈣水泥合成、結(jié)構(gòu)及性能的影響。采用SEM-EDS、XRD、水化熱分析和巖相分析等測(cè)試手段,

2、分析了水泥熟料的組成、水化機(jī)制、硬化漿體的微觀結(jié)構(gòu)和水泥性能,闡明了MgO及P2O5在該水泥體系中的作用機(jī)理。主要結(jié)論如下：
　　 ⑴MgO和P2O5對(duì)硫鋁酸鍶鈣礦物的合成具有重要影響。在1300℃保溫150min的煅燒條件下,摻入適量的MgO能夠使硫鋁酸鍶鈣礦物的晶體尺寸變小,從而提高硫鋁酸鍶鈣礦物的水化活性,使水化加速期提前,早期力學(xué)性能提高;MgO的適宜摻量為0.5％～2％,當(dāng)含量超過2％時(shí),其各齡期強(qiáng)度明顯降低;適量P2

3、O5能夠促進(jìn)硫鋁酸鍶鈣礦物的形成,而過量摻入P2O5則不利于硫鋁酸鍶鈣礦物的生成;當(dāng)P2O5摻量為0.3％時(shí),其3d、7d、28d強(qiáng)度分別為65.5MPa、83.6MPa、96.7MPa;摻入少量的P2O5不利于提高硫鋁酸鍶鈣礦物的水化速率;在1150～1300℃溫度范圍內(nèi),加入MgO及P2O5后,硫鋁酸鍶鈣礦物形成反應(yīng)屬于界面化學(xué)反應(yīng)控制范圍,滿足動(dòng)力學(xué)方程:f(α)=1-(1-α)1/3。
　　 ⑵在1380℃的煅燒條件下,

4、當(dāng)熟料中MgO含量為1％～5％時(shí),阿利特-硫鋁酸鍶鈣水泥早期強(qiáng)度明顯提高。當(dāng)MgO含量為2.0％時(shí),該水泥各齡期強(qiáng)度達(dá)到最佳,其1d、3d、28d強(qiáng)度分別達(dá)到29.5MPa、64.3MPa、103.6MPa;當(dāng)水泥中MgO含量較高時(shí),過摻SO3可以提高M(jìn)gO在中間相的固溶量,且有利于硫鋁酸鍶鈣礦物的形成,但當(dāng)SO3過摻量高于70％時(shí)則不利于C3S礦物的形成;MgO能夠降低熟料中CaF2的摻量,MgO與CaF2可以促進(jìn)C3S和C1.5Sr

5、2.5A3-S的形成,并有利于其在熟料體系中的共存。與硅酸鹽水泥相比較,阿利特-硫鋁酸鍶鈣水泥熟料的硅酸鹽相與中間相能夠固溶較多的MgO,使游離氧化鎂的含量降低,為高鎂石灰石的利用奠定了基礎(chǔ)。
　　 ⑶當(dāng)P2O5的含量為0.3％,煅燒溫度為1350℃時(shí),阿利特-硫鋁酸鍶鈣水泥力學(xué)性能最佳,其1d、3d和28d強(qiáng)度分別達(dá)到27.0MPa、59.1MPa和110.9MPa;P2O5主要固溶于貝利特礦物中,可能對(duì)貝利特礦物活性的提高有