硫铁铝酸钡钙水泥的研究

• 作 者: 潘正昭
• 机 构: 济南大学
• 出 处: 济南大学
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 硫铁铝酸钡钙水泥 水化机理 矿物组成 烧成温度 扫描电子显微镜 能谱分析

硫铝酸钡钙矿物(3CA·BaSO4)是快硬硫铝酸盐水泥的主要矿物，对该矿物已有很多研究。其优点是凝结时间快，早期强度高，但缺点是为了进一步降低该新品种水泥的成本，我们试图寻找价格低廉的原材料。BaCO3是一种重要的化工原料，但其排放的废渣因没有得到很好处理，一直困扰着企业的生产，而且对周围环境造成了污染；钢渣占用大量土地，污染环境；基于此，本课题尝试利用含钡工业废渣、石灰石和钢渣烧制出了性能优异的新型含硫铁铝酸钡钙水泥。
实验中将硫铁铝酸钡钙水泥的主要矿物设计为为C2.75B1.25A3-xFxS。研究表明:硫铝酸钡钙水泥中主要为硫铝酸钡钙系列矿物，其中的Al3+能部分被Fe3+取代，Fe取代的摩尔值可在0.5-1.7mol之间时强度都较高。用分析纯化学试剂为原料时，Fe的最佳取代值为1.5mol，此时1，3，28，90d强度分别达到64，77.7，86.6，90.4 MPa。硫铁铝酸钡钙水泥的强度随硫铁铝酸钡钙矿物含量的增加而增加。
用工业原料烧制硫铁铝酸钡钙水泥时，掺入适量的含钡工业废渣取代了绝大部分石膏，钢渣取代了部分石灰石，其煅烧温度较传统的硫铝酸盐水泥低，早期和后期的抗压强度高，熟料形成理论热耗低，而且易磨性好，降低了水泥成本，改善了水泥的易烧性；另外，生产这种水泥还可有效的处理废渣，拓宽了资源，提高了生产的经济性和水泥生产使用上的综合经济效益。通过大量实验，我们找出了水泥矿物的最佳组成及烧成工艺条件:最佳矿物组成为C2.75B1.25A1.5F1.5-S:65％；C4AF:5％；β-C2S:30％，最佳烧成温度为1275℃，此时1，3，28，90d强度分别达到33，49.7，56 MPa。并利用扫描电子显微镜和能谱分析探讨了该系列水泥的水化机理。