利用粉煤灰及拜耳法赤泥制備貝利特硫鋁酸鹽水泥的研究.pdf

1、硫鋁酸鹽水泥(SAC)在工藝上具有低溫?zé)?、低碳排放而有利于水泥工業(yè)節(jié)能減排,在性能上具有早強(qiáng)高強(qiáng)、抗凍、抗?jié)B、自應(yīng)力等優(yōu)點(diǎn),因而在海洋、搶修和冬季施工等工程方面均有廣闊應(yīng)用前景。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)SAC主要原料為鋁礬土,因其資源緊張而使SAC生產(chǎn)成本高,制約應(yīng)用推廣。為降低SAC的成本,本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金課題:拜耳法赤泥制備鐵鋁酸鹽水泥熟料礦物形成機(jī)理及膠凝性研究(編號(hào):51362007),利用粉煤灰及拜耳法赤泥部分取代鋁礬土制備了貝

2、利特硫鋁酸鹽水泥(BSAC),探討了原料配比、煅燒制度與水泥熟料物相、水泥性能之間的關(guān)系,針對(duì)BSAC抗折強(qiáng)度偏低問(wèn)題,研究了以硅酸鹽水泥(OPC)熟料作為BSAC性能調(diào)節(jié)組分,探討了復(fù)合配比對(duì)水泥力學(xué)性能的影響規(guī)律。
　　本文進(jìn)行的主要研究工作和取得的成果有:
　　以粉煤灰及赤泥作為鋁礬土的部分取代原料,經(jīng)過(guò)破碎粉磨、混料、壓片以及煅燒等工藝過(guò)程,制備得到了BSAC。巖相分析發(fā)現(xiàn)在熟料燒結(jié)溫度范圍內(nèi),提高煅燒溫度與延長(zhǎng)保溫

3、時(shí)間,β-C2S礦物粒徑越大越致密,礦物分布越均勻。XRD分析發(fā)現(xiàn)隨著煅燒溫度升高, C4A3S呈下降趨勢(shì),β-C2S含量增多;原料摻入適量赤泥,有利于C4A3S、β-C2S形成,但赤泥超過(guò)8％,熟料燒結(jié)范圍小,易過(guò)燒,且不利于C4A3S形成。分析原因認(rèn)為是赤泥中的Na、K等堿金屬氧化物降低了熟料最低共熔溫度與液相粘度而有利于C4A3S、β-C2S結(jié)晶;而Na,K等堿金屬氧化物較多則與SO3反應(yīng)生成硫酸鹽礦物而減少C4A3S含量。

4、>　　力學(xué)性能分析發(fā)現(xiàn),煅燒溫度升高,BSAC的3d抗壓強(qiáng)度降低而28d抗壓強(qiáng)度增進(jìn)率增加;延長(zhǎng)保溫時(shí)間,28d抗壓強(qiáng)度增進(jìn)率減小;原料中同時(shí)摻入粉煤灰與赤泥的BSAC比僅摻入粉煤灰時(shí)強(qiáng)度高;當(dāng)摻入19.2%粉煤灰、8%赤泥,在1320℃保溫60min時(shí),其28d抗壓強(qiáng)度可達(dá)45.4MPa,抗壓強(qiáng)度28d對(duì)3d增進(jìn)率可達(dá)51.3%。但BSAC的28d抗折強(qiáng)度增進(jìn)率低,通過(guò)SEM分析其原因認(rèn)為是水泥28d水化時(shí)生成較多的六方片狀A(yù)Fm,結(jié)

5、構(gòu)疏松而使強(qiáng)度降低。
　　對(duì)摻入OPC熟料后的BSAC力學(xué)性能分析發(fā)現(xiàn),5%以內(nèi)的OPC熟料能夠提高水泥3d抗壓強(qiáng)度,而超過(guò)5%時(shí),3d抗壓強(qiáng)度降低;28d抗壓強(qiáng)度隨OPC熟料摻量的增加而先升高后降低,在15%左右達(dá)到最大值;當(dāng)BSAC:OPC:石膏比為72.25:15:12.75時(shí),水泥強(qiáng)度最優(yōu),其3d抗壓、抗折強(qiáng)度分別達(dá)30.6MPa、5.6MPa,28d抗壓、抗折強(qiáng)度分別達(dá)56.4MPa、7.2MPa,凝結(jié)時(shí)間為初凝58mi