硫鐵鋁酸鋇鈣礦物及水泥電學(xué)性能的研究.pdf

1、以硫鋁酸鋇鈣水泥的主要礦物C<,2.75>B<,1.25>A<,3>S為基礎(chǔ),本文以分析純化學(xué)試劑為原料,利用Fe<,2>O<,3>中的Fe離子對(duì)礦物C<,2.75>B<,1.25>A<,3>S中的Al離子進(jìn)行取代,合成了一系列新的水泥礦物--硫鐵鋁酸鋇鈣系列礦物.并以該礦物為主導(dǎo)礦物,制備硫鐵鋁酸鋇鈣水泥. 在燒成溫度為1300℃,保溫2h的條件下,按試驗(yàn)方案配方合成硫鐵鋁酸鋇鈣系列單礦物.通過(guò)SEM分析,該礦物為菱形十二面體,顆粒細(xì)

2、小,晶界清晰.通過(guò)美國(guó)Agilent 4294A阻抗分析儀測(cè)量礦物水化1d,7d,28d的電阻、介電常數(shù)、介電損耗等電學(xué)常數(shù),對(duì)硫鐵鋁酸鋇鈣系列單礦物進(jìn)行電學(xué)性能分析.結(jié)果表明:隨著Fe<,2>O<,3>的摩爾含量的增加,硫鐵鋁酸鋇鈣單礦物的電阻率和阻抗值均先減小后增加,而相對(duì)介電常數(shù)則先增加后減小.并且當(dāng)Fe<,2>O<,3>取代量達(dá)到1.25mol時(shí),電阻率的大小可以降低到30Ωm左右,與硫鋁酸鹽水泥電阻率為相比,硫鐵鋁酸鋇鈣礦物的

3、電阻率平均減小1-2個(gè)數(shù)量級(jí).其介電損耗在水化1d,7d是無(wú)規(guī)律的,到水化28d時(shí),在高頻區(qū)硫鐵鋁酸鋇鈣單礦物介電損耗隨著Fe<,2>O<,3>摩爾含量的增加先增大后減小.隨著頻率的增加,硫鐵鋁酸鋇鈣單礦物的阻抗值和相對(duì)介電常數(shù)均不斷減小,介電常數(shù)在高頻區(qū)達(dá)到穩(wěn)定值.同時(shí)本文研究了水灰比、成型方式、水化時(shí)間對(duì)礦物電學(xué)性能的影響. 通過(guò)硫鐵鋁酸鋇鈣礦物電學(xué)性能研究得知,鐵的摩爾取代量為1.25mol時(shí),硫鐵鋁酸鋇鈣礦物電阻率最低.

4、以硫鐵鋁酸鋇鈣礦物(C<,2.75>B<,1.25>A<,1.75>B<,1.25>S)為主要礦物,硫鐵鋁酸鋇鈣礦物含量分別為30﹪,40﹪,50﹪,60﹪,65﹪,70﹪,75﹪,80﹪.在燒成溫度為1300℃,保溫1h,合成硫鐵鋁酸鋇鈣水泥.通過(guò)XRD,SEM-EDS對(duì)水泥熟料及其水化樣的組成結(jié)構(gòu)和形貌分析,水泥熟料中主要礦物為硫鐵鋁酸鋇鈣和β-C<,2>S,燒成良好.對(duì)其力學(xué)性能分析結(jié)果表明:硫鐵鋁酸鋇鈣礦物含量的多少對(duì)硫鐵鋁酸鋇

5、鈣水泥熟料的抗壓強(qiáng)度有很大的影響.當(dāng)C<,2.75>B<,1.25>A<1.75>Fe<,1.25>S礦物含量高于60﹪時(shí),硫鐵鋁酸鋇鈣水泥熟料有較高的早期和后期強(qiáng)度,當(dāng)?shù)V物含量為75﹪時(shí),水泥熟料的1d,3d,28d的強(qiáng)度分別為69.1MPa,73.6MPa,118.6MPa,1d強(qiáng)度已經(jīng)發(fā)揮了水泥強(qiáng)度的58.3﹪.當(dāng)C<,2.75>B<,1.25>A<,1.75>F<,1.25>礦物含量低于60﹪時(shí),硫鐵鋁酸鋇鈣水泥熟料的強(qiáng)度早期強(qiáng)

6、度正常,后期強(qiáng)度不高,而且有倒縮現(xiàn)象. 塒硫鐵鋁酸鋇鈣水泥熟料進(jìn)行電學(xué)性能分析發(fā)現(xiàn),隨著硫鐵鋁酸鋇鈣礦物含量的增加,電阻率減小,介電常數(shù)增大;但隨著交流頻率的增加,介電常數(shù)和介電損耗趨于穩(wěn)定,說(shuō)明在高頻區(qū)水泥具有介電穩(wěn)定性. 在燒成溫度為1300℃,保溫時(shí)間為1h的條件下,以鐵的摩爾取代量不同合成系列硫鐵鋁酸鋇鈣水泥(鐵的摩爾取代量分別為0.25,0.5,0.75,1.0mol),硫鐵鋁酸鋇鈣單礦物水泥中的質(zhì)量含量分別為

7、60﹪和65﹪.并利用XRD,SEM-EDS分析熟料的結(jié)構(gòu)和形貌.對(duì)其力學(xué)性能分析,隨著鐵的摩爾取代量的增加,硫鐵鋁酸鋇鈣水泥熟料的強(qiáng)度在不斷的增加.通過(guò)對(duì)電學(xué)性能分析,隨著鐵的摩爾含量的增加,熟料的電阻率在逐步的減小.通過(guò)交流阻抗譜分析該系列水泥的電學(xué)性能,結(jié)果表明:隨著鐵的摩爾取代量增大,硫鐵鋁酸鋇鈣水泥的交流阻抗譜圖Nyquist圖形逐步向左移動(dòng),水泥的固液相電阻R<,s>在減小.隨著水化時(shí)間的延長(zhǎng),交流阻抗譜圖Nyquist圖形