硫鐵鋁酸鋇鈣礦物的研究.pdf

1、硫鋁酸鋇鈣礦物(CaO(4-x)·Al2O3·xBaSO4)是含鋇硫鋁酸鹽水泥的主導(dǎo)礦物，具有良好的早強(qiáng)、高強(qiáng)性能。許多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行深入的分析。研究表明，當(dāng)硫鋁酸鋇鈣的組成為C2.75B1.25A3(S)時(shí)強(qiáng)度最高。現(xiàn)階段含鋇硫鋁酸鹽水泥的生產(chǎn)中原料成本較高，其最主要的一個(gè)原因原料鋁礬土的價(jià)格相對(duì)較高。因此，本研究課題的基本思路是通過對(duì)含鋇硫鋁酸鹽水泥礦物C2.75B1.25A3(S)進(jìn)一步研究，用分析純化學(xué)試劑Fe2O3中的Fe離子對(duì)

2、C2.75B1.25A3(S)中的Al離子進(jìn)行取代，合成了一種新的水泥礦物——硫鐵鋁酸鋇鈣系列礦物，改善其性能，降低其成本。 本文系統(tǒng)的研究了硫鐵鋁酸鋇鈣礦物，確定硫鐵鋁酸鋇鈣礦物的結(jié)構(gòu)、組成及礦物燒成制度。通過正交試驗(yàn)方法研究硫鐵鋁酸鋇鈣礦物，確定最佳燒成溫度及鐵摻入量。研究CaF2對(duì)硫鐵鋁酸鋇鈣礦物形成過程的影響。并運(yùn)用XRD，SEM-EDS，DTA-TG，孔結(jié)構(gòu)分析等測(cè)試手段對(duì)礦物及水泥熟料的物理性能進(jìn)行了定性分析與表征。

3、 研究結(jié)果表明：硫鐵鋁酸鋇鈣(C2.75B1.25A3-xFex(S))各單礦物各項(xiàng)性能指標(biāo)如強(qiáng)度、XRD、SEM-EDS、DTA-TG等相比較，證明硫鐵鋁酸鋇鈣單礦物中選含鐵量為0.25的試樣是硫鋁酸鋇鈣水泥礦物中鐵的最佳替代點(diǎn)，其化學(xué)式為C2.75B1.25A2.75Fe0.25(S)；其1d、3d、28d強(qiáng)度分別為49.8MPa、64.4MPa和90MPa。利用正交試驗(yàn)方法分析研究Ba離子摩爾量、Fe離子摩爾量和燒成溫度對(duì)

4、膠凝材料(硫鐵鋁酸鋇鈣礦物)抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律和影響的顯著性。實(shí)驗(yàn)證明硫鐵鋁酸鋇鈣礦物最佳組成是C2.75B1.25A2.75F0.25(S)，最佳燒成溫度為1250℃。在C2.75B1.25A2.75Fe0.25(S)礦物生料中加入少量的CaF2，可以降低C2.75B1.25A2.75Fe0.25(S)礦物的燒成溫度，提高其燒成質(zhì)量，進(jìn)一步降低其生產(chǎn)成本。在燒成溫度定位1200℃時(shí)，其強(qiáng)度在CaF2摻量為0.4％時(shí)達(dá)到最高，1d、3d

5、、28d強(qiáng)度分別為31MPa、72MPa和90MPa。在燒成溫度為1250℃時(shí)，其1d強(qiáng)度隨CaF2摻量的增加上升明顯，在CaF2摻量為2％時(shí)達(dá)到最高的66.83MPa。從XRD分析可以看出，CaF2的摻入可以促使生成C2.75B1.25A2.75F0.25(S)礦物，且影響非常明顯。最后，當(dāng)硫鋁酸鋇鈣系列礦物[(3-x)CaO·xBaO·(3-y)Al2O3·yFe·CaSO4]中Ba含量在0到1.25變化時(shí)，用鐵取代礦物中的鋁，通過