高钙系硅酸盐水泥熟料矿相匹配及掺杂效应研究

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1、摘要本文系统地研究了高钙硅酸盐水泥熟料体系的矿物匹配关系及不同阴离子掺杂和钢渣、矿渣、磷渣、赤泥等几种工业废渣掺杂的掺杂效应。通过水泥熟料易烧性分析、物理检验、化学分析、XRD、SEM+EDS、光学显微镜等实验手段。本文从熟料矿物匹配关系入手，分析了阴离子掺杂及不同工业废渣掺杂对高钙硅酸盐水泥熟料易烧性及熟料性能的作用；获得了高钙硅酸盐水泥熟料体系的矿物匹配优化关系和适宜的掺杂物质种类和掺杂方法；通过对熟料微观结构和C，S晶型演变的影响分析，初步探索了高钙硅酸盐水泥熟料体系的掺杂效应机理。对高钙硅酸盐水泥熟料体系的矿物匹配关系的研究

2、表明：在高Alite熟料体系中，IM值一般可控制在1．3～1．9范围内，对高硅配方应偏高控制、对低硅配方可偏低控制；SM值应取在2．5～3．0之间，同时应结合IM总体考虑：并指出，采用LSF控制熟料极限石灰饱和量比KH控制要方便可靠，其值应控制在1．0左右，根据硅酸率不同，其低限值可至0．96。高钙系硅酸盐水泥熟料掺杂效应研究表明：在高钙水泥熟料烧成中，F及F+S复合矿化剂适宜用作低温矿化剂，而磷酸盐化合物A则在高温时矿化效果较好。s+A复合、F+A复合及F+A+S三者复合对高钙熟料的易烧性有很好的改善作用。其中三者复合在各温度段都

3、可显著改善熟料的易烧性。F+S复合的效果较差。F+A在高温煅烧时的掺杂效果较好。在满足一定配料率值要求和掺量范围内，磷渣、钢渣都可以促进高钙熟料煅烧时矿物形成过程中对f-CaO的吸收，改善熟料的易烧性。赤泥对高钙硅酸盐水泥熟料的低温煅烧时易烧性的改善效果不明显，但在1400"C以上时可显示一定效果。矿渣对易烧性的改善作用不明显，当温度低于1400。C时掺量为4．1w％，对易烧性有一定的改善作用。在1400。C以上各掺量f-Ca0含量都较高，易烧性变差。掺杂对高钙硅酸盐水泥熟料物理性能影响的研究表明：对于含有相同元素A的掺杂物质，随化

4、合物种类的不同，对水泥强度的影响也不同——磷酸摘要盐化合物A2、A3的掺杂有利于熟料早期水化活性的提高，但对后期水泥水化活性的改善则无明显效果。当化合物A复合萤石时水泥抗压强度最高，随着龄期增长强度增长率高于其他组。利用玻璃态废渣并引入适宜的杂质离子，采用“三高”配料方案，在正常煅烧温度下，在实验室可烧制出28d抗压强度70MPa以上。合适的结晶态工业废渣掺杂可以增加水泥熟料煅烧过程中液相量，改善易烧性及水泥的物理性能，根据不同的废渣来源和废渣性质，要严格控制其掺量，否则有不良影响。我们所用的废渣掺量在4．O～6．0w％之间时可在一

5、定程度上提高水泥的强度。我们烧成的高钙熟料强度较高，其原因是熟料中C、s含量较高，掺杂作用改变了C，S晶体的对称性、增加了熟料中高温型阿利特固溶体晶型数量。合成的纯C，S为TⅢ型，单独掺加A或CaF：都可以提高C，S固溶体的对称性，单掺A掺量在(O．4～0．6)％，C，S固溶体为MT型，进一步提高掺量则又为TⅡI型。单掺CaF：在较高掺量时作用明显，当掺量提高到2．O％，C，S固溶体可稳定为R型。以不同化合物引入P：O，时，对改变c，s固溶体对称性的作用不同，单独掺加化合物A2和A3，对改变C，S固溶体的对称性没有明显作用。复合掺加

6、A和CaF：对改变C，S固溶体对称性有显著作用，在很小掺量范围即可改变C，S固溶体的对称性，以A在c，s中引入O．2％的A3和O．7w％的CaF2可以稳定MI型，以A在c，s中引入(O．4～0．8)％的A3和0．7％的CaF，可以稳定R型。，A在高钙熟料中主要固溶进Alite中，在Alite中的固溶量大致是中间相的2倍。随着煅烧温度的升高，A在Alite中的固溶量稍有下降，在中间相中的固溶量略有提高，但在Alite中的固溶量仍远大于在中间相的固溶量。含F、A的实验熟料中Alite是R型和MⅢ型的混合体，而普通工业熟料中Alite则是

7、MⅢ型，引入F及A使得Alite的对称性提高。高钙熟料体系中，A及其与F、S的复合改善了液相性质，从而改善了熟料的皿微结构。关键词：硅酸盐水泥熟料，掺杂效应，阴离子，废渣，性能ⅡAbstractAbstraetAsweallknow，thegoalofstudyingandproducingincementindustryistoimprovetheperformance．Theperformanceisrelatedtothemineralcomponentandmicrostmcture．Sincec3Sisthemostimp

8、ortantmineralincementmineralcomponents，wetrytofindsomemeo．rlstoincreasethecontentofC3Saswellasthebumabilityimproved．T