高贝利特硫铝酸盐水泥研究现状

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1、高贝利特硫铝酸盐水泥研究专业：材料科学与工程班级：建材一班学生姓名：凌桥指导教师：姚武完成时间：2012年9月3日高贝利特硫铝酸盐水泥研宄现状摘要：众所周知，水泥是一种高耗能，高污染行业，水泥生产要排放大量的co2。随着全球变暖和人们环保意识的增强，减少水泥行业的co2排放已经成为目前迫切需要解决的问题。本文将介绍一种高贝利特硫铝酸盐体系水泥（BCSAF）,并简单概述其制备与使用性能。关键字：二氧化碳贝利特硫铝酸盐1•引言随着社会的不断发展，当今世界对于建筑材料的需求越来越大。而水泥作为建筑行业中

2、最重要的一种人工制备原材料，其产量随需求增长而不断变大，已成为仅次于水的第二大人类消耗品，也是产量最大的工业产品。同时水泥生产又是一种高污染，高耗能的工业门类,其二氧化碳排放占到全世界二氧化碳排放总量的5%〜8%左右。所以减少水泥行业的（302排放就显得格外重要。自1986年以来，我国水泥年产量一直居于世界首位。2011年水泥产量高达20.67亿t，约占世界水泥产量近60%。随着经济的快速增长和社会的不断进步，在未来100〜200年，全球对水泥高需求量趋势将持续增长，因此实现我国水泥工业的节能减排

3、和低碳发展对全球可持续发展而言具有举足轻重的推动作用。伴随着科技的进步以及生产工艺的逐步优化，普通硅酸盐水泥产业在节能减排目标上也不断有新的突破n’21。从20世纪70年代至今，通过改进生料粉磨系统、选粉离心系统以及挤压工艺，水泥工业电耗己降低约50%。同时随着收尘技术、尾气处理技术的进步，现在新型干法水泥厂粉尘、有害气体排放浓度己远低于国家細准。窑炉技术的进步使得燃料利用率大幅提商，新能源的不断发现也使得传统能源部分被替代，降低水泥了对传统能源的依赖。与此同时，随着水泥质M的稳定，可通过在水泥屮

4、掺入用特定种类的矿物掺合料替代部分水泥，降低水泥需求量，以实现水泥产业的减排目标。然而，经过长期的研究和探索，通过以上方法降低水泥产业的能耗和排放已几乎已达到了理论上限[3],在接下来的生产中很难通过传统的节能减排手段再进一步降低水泥生产所带來的环境负荷。因此，通过对新型水泥的研发以进一步获得低碳、低能耗的混凝土材料己逐渐成为水泥产业的发展方向。通常普通波特兰水泥，氧化钙含量约为66%,在熟料中占50%〜70%的阿利特矿物（Alite,即硅酸三钙，3CaO.SiO2）的形成温度约1450°C,该矿

5、物含氧化钙达73.7%。在不考虑其它热损失的前提下，熟料的烧成热耗主要来自两个方面：一是熟料矿物（主要是阿利特矿物）的高温形成；二是生料中石灰石的分解。据估算，CaCO3分解耗能占熟料理论热耗的46%左右。显然，通用硅酸盐水泥熟料烧成的高能耗的根本原因在于其高钙矿物组成设计。早在1978年，Mehta[4]指出开发新型节能低排放水泥的关键在于在同等性能水平的基础上，采用低能耗、低温室气体排放组分替代高能耗高排放组分。2.1.贝利特-硫铝酸钙-铁铝酸钙三元体系（BCSAF）[7'12]由于贝利特为主

6、导矿物的水泥早期水化活性低，强度发展缓慢，而现有的贝利特活化方法均未能有效改善其早期强度，或条件控制较为严苛现有实际生产条件下不易实现。因此,有研究者尝试通过W利特fl合其他早强型胶凝材料，在降低体系总co2排放量的同时也以弥补W利特水泥早期水化活性的不足的缺点。根掘早期强度高的特点，以替代普通硅酸盐水泥中的（：4矿物相，并将其与C2s矿物复合，以弥补W利特其早期强度低的缺陷，可制成含有W利特、硫铝酸钙及铁铝酸钙三个主要矿物相的新型低碳水泥。同时向水泥中掺入一定的矿物元素，使贝利特以活性更高的相存

7、在，可使得贝利特早期水化活性得以提高。根据报道，BCSAF水泥熟料有可能实现与普通硅酸盐水泥具有相似的性能，并能通过传统的水泥生产线进行生产，并且与普通硅酸盐水泥相比降低20-30%的碳排放。表1中给出了H前研究较为广泛的低碳水泥品种：BCSAF水泥、高W利特水泥（HBC）、硫铝酸盐水泥（SAC）以及普通硅酸盐水泥（OPC）熟料的矿物组成以及强度性能。表1各种水泥熟料矿物组成及物理性能編号熟料矿物组成（wt.%）抗压强度（MPa）熟料烧成温度03d28dC2S:54%BCSAFd32%C-,AF:

8、9%C2S:40-70%C3S:10-40%33.255.71300HBCC3A:2-8%C^AF：10-25%C2S:8-37%17.270.21300-1400SAC(42.5)C,A3:55-75%C4AF:3-10%C2S:15-30%42451350P.0(42.5R)C3S:50-70%C3A：5-10%2242.51450C4AF:5-15%湛傑觏壤鄉ym媒湖趣趣潘戲s賺勸斑酸観鼸黼颶賴2.2.贝利特-硫铝酸钙-铁铝酸钙（BCSAF）水泥的制备原料脱水，包括吸附水和结