复合土聚水泥的研究

• 作 者: 杨晓昕
• 机 构: 河北联合大学
• 出 处: 河北理工大学 河北联合大学
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 偏高岭土 煅烧制度 复合土聚水泥 水化机理

通过测定活性氧化铝含量和强度对比的方法，比较了不同煅烧制度下脱水高岭土的活性，确定了高岭土脱水的最佳煅烧制度；以高活性偏高岭土为基本材料，通过与不同种类的外掺料(矿渣、粉煤灰、硅酸盐水泥熟料、石灰、硅灰)进行单掺和复掺试验，找出最适合与偏高岭土复合的矿物外掺料，并在上述工作的基础上，进行了复合土聚水泥碱含量和外掺料掺量的优化，确定了水泥的最佳配比。最后借助水化放热速率测定、SEM、EDS、XRD等测试手段，对复合土聚水泥的水化硬化机理进行了深入研究。
研究结果表明：升温速度越快，高岭土的最佳脱水温度越高，脱水后得到的偏高岭土活性也越高；提高冷却速度，同样可以提高脱水后偏高岭土的活性。因此，确定高岭土脱水的最佳热工制度是850℃下急烧急冷。兼顾水泥的强度与其他性能，发现在所研究的外掺料中，最适合与偏高岭土复合的外掺料是矿渣。将不同掺量的矿渣与偏高岭土复合后，在最佳碱含量条件下测定各种使用性能，发现当矿渣掺量为50﹪、体系碱含量为11﹪时复合土聚水泥各种性能最佳，超过纯土聚水泥。
在复合土聚水泥的水化过程中，初始期极短，因此可以把过程大体分成加速期、减速期和稳定期。其中加速期又包括偏高岭土水化加速期和矿渣水化加速期，二者水化时相互促进，使复合土聚水泥的水化速度进一步加快。其主要原因在于从矿渣颗粒溶解下来的Ca<2+>部分扩散到偏高岭土水化产物中，促进了其水化产物的聚合；而溶解下来的[Sio<,4>]<4->、[AlO<,4>]<5->也有部分参与到聚合反应中，进一步加快了高聚合度水化产物的形成，从而缩短了水泥的凝结时间，提高了水泥的早期强度。复合土聚水泥的最终水化产物为类沸石型无定形物质，按照化学组成及聚合形态的不同可以分为内、外两部分：外部是阳离子以Na(含有少量Ca)为主的类沸石型无定形物质，聚合度较高；内部是阳离子以Na、Ca为主、且含量都较高的类沸石型无定形物质，聚合度较低。