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阿利特—硫铝酸锶钙水泥制备技术的研究

作　者: 李秋英
导　师: 芦令超
学　校: 济南大学
专　业: 材料学
关键词: 阿利特硫铝酸锶钙水泥制备水化
分类号: TQ172.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着对建筑工程质量要求的不断提高,传统硅酸盐水泥的缺点和不足日益突显,主要表现在水泥早期强度偏低、煅烧能耗大和环境污染严重。为了提高水泥性能、节约能源和资源、保护环境,本论文将快硬早强型矿物硫铝酸锶钙引入到硅酸盐熟料矿物体系中,合成阿利特-硫铝酸锶钙水泥,达到改善硅酸盐水泥性能的目的。实验首先采用纯化学试剂为原料,通过调控硫铝酸锶钙矿物的含量,确定硫铝酸锶钙在硅酸盐水泥熟料中的最佳引入量;通过实验明确熟料的烧成温度,及矿物大量形成的温度范围;探讨过掺三氧化硫和氧化锶对熟料合成及水泥性能的影响规律,确定其最佳过掺量,并研究了氟化钙对水泥熟料性能的影响以确定其在体系中的最佳掺量。在水泥熟料合成的基础上,研究石膏对阿利特-硫铝酸锶钙水泥水化程度及水泥硬化浆体微观结构的影响,确定石膏的最佳掺量;利用工业原料合成阿利特-硫铝酸锶钙水泥,进一步探索合成条件和水泥性能。实验利用XRD,SEM-EDS、岩相分析等测试手段,研究了阿利特-硫铝酸锶钙水泥熟料及其水化产物的组成和微观结构。结果表明:硫铝酸锶钙矿物可以与硅酸盐水泥熟料矿物共存于同一矿相体系中,最佳矿物组成为:Ca_1.5Sr_2.5A₃（S|-）为9.0%（质量百分比,下同）、C₃S为59.35%、C₂S为14.15%、C₃A为7.5%、C₄AF为10.0%;最佳煅烧温度范围为1350℃-1380℃;SO₃和SrO最佳过掺量分别为50%和80%;CaF₂的适宜掺加量为0.6%。通过对熟料的SEM-EDS及岩相分析可知,在阿利特-硫铝酸锶钙水泥熟料中,C₃S和C₂S矿物的尺寸较小,这可能是煅烧温度低造成的。Ca_1.5Sr_2.5A₃（S|-）矿物尺寸较小,成粒状存在于硅酸盐熟料矿物的边界或空隙中。在1350℃-1380℃煅烧温度范围内烧成时,阿利特及Ca_1.5Sr_2.5A₃（S|-）矿物能复合并共存,并且能表现出良好的力学性能。在最佳矿物组成及最佳煅烧温度条件下合成的阿利特-硫铝酸锶钙水泥,其净浆小试体在1d,3d和28d龄期抗压强度分别达到32.8MPa,67.7MPa和120.4MPa。阿利特-硫铝酸锶钙水泥的早期、后期强度相对普通硅酸盐水泥均有一定提高。在阿利特-硫铝酸锶钙水泥中最佳石膏掺量为9%,该水泥的水化产物有AFt、Ca（OH）₂、C-S-H凝胶等。同时,利用工业原料及低品位原料合成了阿利特-硫铝酸锶钙水泥熟料。制备的阿利特-硫铝酸锶钙水泥的1d,3d和28d龄期抗压强度分别达到22.5MPa,43.0MPa和98.0MPa;用低品位石灰石（高硅石灰石）合成的阿利特-硫铝酸锶钙水泥的1d,3d和28d龄期抗压强度分别达到了24.5MPa,56.1MPa和102.2MPa。阿利特-硫铝酸锶钙水泥的力学性能优于普通硅酸盐水泥。

阿利特—硫铝酸锶钙水泥制备技术的研究

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