摻雜BaO-BaSO-,4-對高阿利特水泥熟料合成及性能的影響.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，水泥向著高性能、低能耗、良好的耐久性和更加符合生態(tài)要求的方向發(fā)展。高膠凝性水泥熟料是制備高性能水泥的關鍵，提高熟料中阿利特(C3S)含量，是提高水泥膠凝性的有效途徑之一。而通過摻雜技術是制備高C3S含量硅酸鹽水泥熟料的重要途徑。因此，本文通過在高阿利特水泥熟料中摻雜氧化鋇，研究了其對高阿利特生料易燒性以及對高阿利特水泥熟料組成、結構和性能的影響；同時探討了摻雜BaO的高阿利特熟料形成過程的動力學機制，以獲得高阿利特水泥熟

2、料形成的動力學數(shù)據(jù)；通過在高阿利特水泥熟料中摻雜硫酸鋇，并形成少量具有快硬早強性能的硫鋁酸鋇鈣礦物(C2.75B1.25A3S)，制備了硫鋁酸鋇鈣礦物改性高阿利特硅酸鹽水泥熟料。采用正交實驗方法確定了該熟料的最佳組成和熟料的最佳煅燒制度。通過XRD、SEM-EDS和巖相等測試方法對上述兩種熟料的組成、結構和性能進行了分析，闡明了摻雜作用下提高該水泥性能的機理。主要結論如下：
　　 在摻雜BaO的條件下，確立了高阿利特硅酸鹽水泥熟

3、料中BaO的最佳摻量和煅燒溫度。BaO可以降低液相出現(xiàn)溫度、液相粘度和提高液相量，加速f-CaO的吸收。該熟料中BaO的最佳摻量是1.5％，最佳煅燒溫度是1400℃，比硅酸鹽水泥熟料的燒成溫度低50℃左右，降低了燒成能耗；在BaO最佳摻量和煅燒溫度條件下，所制備的高阿利特水泥在3d、7d和28d齡期時，其抗壓強度分別達到了41.9MPa、73.7MPa和110.4MPa，表現(xiàn)出了良好的力學性能；摻雜BaO使熟料中C3S礦物形成的速率常數(shù)

4、增大，反應形成活化能降低，加快了熟料礦物的形成速率；熟料形成反應屬于擴散動力學范圍，滿足Glinstling動力學方程：f(a)=1-2/3a-(1-a)23=Kt。但在1450℃的高溫下，摻雜BaO對C3S的形成是不利的，并使熟料中f-CaO含量增加，C3S結晶程度下降。
　　 在摻雜BaSO4的條件下，確立了硫鋁酸鋇鈣礦物改性高阿利特水泥熟料的最佳礦物組成為：C2.75B1.25A3(?)-4.0％,C3S-65.8％，C2

5、S-10.9％，C3A-7.7％，C4AF-11.7％,即4.0％的C2.75B1.25A3S和96.0％的高阿利特硅酸鹽水泥熟料，其中高阿利特硅酸鹽熟料率值分別為硅率2.3，鋁率1.4，石灰飽和系數(shù)0.94;確定了該水泥熟料的最佳煅燒制度，熟料的燒成溫度為1380℃，保溫時間60min，冷卻方式是分段冷卻；在最佳熟料組成和煅燒制度條件下，所制備的硫鋁酸鋇鈣礦物改性高阿利特水泥的凈漿小試體的3，7，28d齡期抗壓強度分別達到了43.4,

6、80.6，123.8MPa，展現(xiàn)了良好的力學性能；在降低熟料燒成溫度的前提下，提高了水泥的性能，同時大大降低了燒成能耗。該熟料中阿利特含量較多，礦物發(fā)育良好，輪廓清晰完整，形狀多為不規(guī)則的六角板狀，尺寸均勻，在20～40微米之間；貝利特礦物呈圓粒狀，表面帶有明顯的交叉雙晶紋，同時侵蝕后B礦呈藍色，活性提高。
　　 摻雜少量的BaO和BaSO4可以促進熟料中C3S礦物的形成，促進A礦、B礦的晶體發(fā)育，改善了B礦的晶體結構，進一步提