阿利特—硫铝酸钡钙水泥制备技术与性能研究

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1、摘要水泥及水泥基复合材料是世界上用量最大的人造材料。但是，随着社会的发展，水泥工业所面临的问题越来越多，对其性能的要求也越来越高。提高传统硅酸赫水泥的性能，满足现代建、发工程对水泥材料的多功能、高性能的要求，并达到节约能源、节约资源、保护环境的目的，实现水泥工业可持续发展，对国民经济与社会发展具有重要意义。以阿利特和贝利特为主导矿相的硅酸盐水泥早期强度偏低，但后期强度增进率高；硫铝酸钡钙(C275Bl25A3s)是一种具有优良早期性能的矿物，以此为主导矿相的含钡硫铝酸盐水泥具有突出的快硬早强性能，但后期强度增进率低。阿利特一硫铝酸钡钙水泥就是以C275B

2、-25A3s矿物优良的快硬早强性能为基础，将该矿物引入到普通硅酸盐水泥熟料矿相体系中，改善和提高硅酸豁水泥的性能。本实验主要研究阿利特一硫铝酸钡钙水泥的制各技术与性能。采用正交实验方法确定了熟料组成，并应用热力学原理对熟料组成进行优化，结合实验室研究结果和工业化生产的要求，确定最佳熟料组成。在此基础上，研究了熟料煅烧制度对水泥性能的影响，采用正交实验的方法确定了熟料最佳煅烧制度，并研究了MgO对熟料煅烧及水泥性能的影响。通过xRD、sEM—EDs、岩相等测试手段对熟料组成和结构等进行了分析。研究结果表明：在本实验条件下，阿利特一硫铝酸钡钙水泥熟料最佳组成

3、为c275B】25A3i．8．0％、c3s-616％、c2s．14．7％、c3A一5．1％、c4AF．10．5％，即8．O％的c275B】25A3i和92．0％的硅酸盐熟料，其中硅酸盐熟料率值分别为铝率12，硅率2．8，石灰石饱和系数O．92。熟料的最佳煅烧温度为1360℃，保温时间为60min，冷却制度为急冷。在最佳熟料组成和煅烧制度条件下，caF：在熟料中的适宜掺量为O．75％，此时，阿利特一硫铝酸钡钙水泥的净浆小试体在1d、3d和28d龄期的抗压强度分别达到31．4、71．5和87．9MPa，与相同率值的硅酸盐水泥相比，1d和3d抗压强度分别提高了

4、73．5％和26．3％，展现出良好的早期性能。同时，热力学计算表明，当硅酸盐水泥熟利率值分别为铝率12，硅率2．8，石灰石饱和系数O．92叫，与之复合的硫铝酸钡钙矿物最大含量不能超过11％。阿利特～硫铝酸钡钙水泥熟料中MgO的适宜含量为4．0％，适量的MgO能改善生料的易烧性，促进f-CaO的吸收，促进C3S和c275Bl25A3i的形成，有利于其在体系中的共存，但当MgO含量过高时，对两种矿‰叼形成产生阻碍作用。关键词：阿利特一硫铝酸钡钙，熟料组成，热力学，抗压强度，氧化镁ABSTRACTCememandcementmatrixcompositesar

5、eartiflcialmaterialwhichisusedlargeIyintheworld．Butwiththedevelopmentofsociety，thecementindustryhasfacedtomoreandmoreproblems，andtherequirementonitsperformanceishi曲erandhi曲ertoo．T6improvetheperformallce，increasefunction，saveene唱ysourcesandresource，andprotectenvir011ment，haveimpor

6、tantea、ectonthenationaleconomyandsocialdeVelopment．Portlandcementta“ngA1lteandBeliteasmainmineralhas10wearlystrengthandhi曲improvingrateoflatestrength．Bariumcalciumsulphoaluminate(c2158125A3s)hasearly-h追hstrength，anditisthemainmineralofbariumcaIciumsulplloaluminatecementwhichhaspr

7、ominentearlystrengIhandsmalllmprovingrate0flafestrength．Basedontheperfornlanceofr印idhardeningandearIy—h追hstrengthofc275Bl25A3S，Thecompositecementofalite-bariumcalciumsulphoalumjnateissynthesized．Thepreparationtechn0109yandperformanceofalite_bariumcalciumsuIphoaluminatecementarest

8、udiedinthepape‘Clinkercompositionwaschos