鐵相對(duì)硫鋁酸鋇鈣水泥煅燒及其性能影響的研究.pdf

1、普通硅酸鹽水泥因其良好的建筑性能和日漸先進(jìn)的生產(chǎn)方式，在21世紀(jì)的今天，仍然是最重要的建筑材料之一。但是由于其自身存在的一些缺點(diǎn)，如早期強(qiáng)度偏低、硬化漿體體積收縮和燒成溫度高等，已不能滿(mǎn)足一些特殊工程建設(shè)的要求。水泥新礦物的發(fā)明為發(fā)展高性能、低環(huán)境負(fù)荷的新型水泥及水泥行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了基礎(chǔ)。硫鋁酸鋇鈣水泥是在硫鋁酸鹽水泥的基礎(chǔ)上發(fā)明的，具有有好的早強(qiáng)、高強(qiáng)、抗?jié)B等性能，較之硫鋁酸鈣其更優(yōu)。但是起步較晚，其體系仍不夠完善。硫鋁酸鋇鈣水

2、泥熟料中的鐵相對(duì)原材料的選擇、水泥熟料的煅燒和性能起著重要的作用。
　　 本文是在實(shí)驗(yàn)室條件下，采用化學(xué)試劑進(jìn)行試驗(yàn)。首先研究了鐵相量為5％時(shí)，C2F、C6AF2、C4AF、C6A2F等不同鐵相組成對(duì)硫鋁酸鋇鈣水泥煅燒及其性能的影響，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析其影響規(guī)律并得到最優(yōu)鐵相組成配比。在此基礎(chǔ)上，又針對(duì)不同鐵相量對(duì)硫鋁酸鋇鈣水泥的煅燒及其性能的影響進(jìn)行了研究。結(jié)合XRD、SEM-EDS、強(qiáng)度測(cè)試和熱分析等分析測(cè)試手段，對(duì)硫鋁酸鋇鈣

3、水泥熟料和水化樣的微觀結(jié)構(gòu)及組成進(jìn)行分析表征，并進(jìn)行了一些機(jī)理分析探究。
　　 研究結(jié)果表明:鐵相在水泥熟料煅燒過(guò)程中，能夠有效降低碳酸鈣的分解溫度。從XRD分析可以看出，隨著煅燒過(guò)程中溫度的升高，有利于Ba+取代Ca2+而發(fā)生置換取代反應(yīng)，生成硫鋁酸鋇鈣礦物;在相同溫度條件下，隨著鐵相中Fe與Al摩爾比的增加，主要礦物硫鋁酸鋇鈣礦物的主要衍射峰的d值由3.7543、3.7925、3.7945到3.7957逐漸增大。由SEM-E

4、DS分析可知，熟料礦物中呈卵粒狀的為β-C2S、呈菱形十二面體的為C2.75B1.25A3(S)礦物。Ba元素主要分布于硫鋁酸鋇鈣區(qū)域，也有部分固溶到C2S中;Fe元素以一種鐵相固溶體形態(tài)分布在C2.75B1.25A3(S)和C2S晶粒之間，起到熔劑礦物的作用。結(jié)合水化后各齡期強(qiáng)度以及水化樣的XRD和SEM分析可知，當(dāng)鐵相組成為C4AF其各項(xiàng)性能最優(yōu)，其1d、3d和28 d強(qiáng)度分別為:73.2 MPa、97.9 MPa和106.9 MP

5、a。
　　 隨著鐵相量的增加，燒成熟料顏色由淺漸深，而且致密度越來(lái)越大時(shí)易磨性越來(lái)越差。不同C4AF含量，隨著鐵相量的增加，抗壓強(qiáng)度有降低的趨勢(shì)。但是當(dāng)熟料中C4AF含量為15％時(shí)，其水化強(qiáng)度仍表現(xiàn)較好。其1d、3d和28 d強(qiáng)度分別為:74.3 MPa、76.2MPa和102.5 MPa。適量的鐵相能降低燒成熟料體系的共熔點(diǎn)，增加液相量，降低液相粘度，有效加速礦物離子的遷移，促進(jìn)礦物的形成和生長(zhǎng)。當(dāng)鐵相組成為C4AF時(shí)，鐵相量