高水化活性贝利特水泥熟料的合成VIP专享VIP免费

高水化活性贝利特水泥熟料的合成——LarbiKacimia,⁎,AngéliqueSimon-Masseronb,SouriaSalemc,AbdelhamidGhomarid,ZoubirDerrichea摘要本研究主要是利用水淬冷却来增加贝利特熟料的冷却速率以获得化学性质稳定的活性贝利特，从而提高熟料的水化性能。加入充足的矿化剂如氟化钠或三氧化二铁有助于在较低的煅烧温度下提高熟料的性能。X-射线荧光光谱分析和X-射线衍射分析以及光学显微分析都被用来确定熟料的化学和矿物组成。另外，扫描电镜和X射线能谱仪也被用于检测样品以探测贝利特相的组成和形态。同时，水泥熟料的化学和力学性能也被测定。结果显示，贝利特熟料以0.67的石灰饱和系数在1150℃下生成时，具有很高的水化活性，类似于普通阿利特熟料。加入2%的氟化钠或水淬急冷可以提高其化学、矿物和结构性能，同时也提高其水化活性。关键字：贝利特熟料活性矿化剂熟化1.绪论普通硅酸盐水泥熟料生产需要大量的热能，大约为3100MJ/吨[1-3]。这些能量对于使水泥生料混合物加热到超过1450℃以形成决定水泥质量的C3S来说是必需的[4]。有一种节约能耗的方法就是降低生料混合物的石灰饱和系数，这将导致熟料中的阿利特含量降低而贝利特的含量提高[3,5]。降低生料混合物中的CaCO3含量，使石灰饱和系数降到0.80~0.85以生产富贝利特相水泥可以减少15%~20%的能耗[6]。但是由于贝利特相的水化速度很慢，从而导致贝利特水泥的力学强度很低。这种强度可以通过多种方法来提高，其中就包括贝利特的力学活化[7]，即使更多的活性贝利特[8]稳定下来并通过水热合成工艺来生产具有很大的比表面积的材料[9]。近来，人们越来越重视可以节约能耗的贝利特-硫铝酸盐水泥的开发，因为他可以在较低的温度（1300℃~1350℃）下生成。其中一种以C2S,C4A3S*,C4AF和CS*等为主要组成相的水泥被许多学者研究和报道过[10-17]。然而，它们需要和其他材料一起使用以提高其力学和化学强度[14,18-25]，来增加这些水泥的用途。这些水泥有一部分为贝利特水泥，它们的水化活性要比普通水泥低，尤其是在早期的时候。另外，过高的的硫酸盐矿物含量也限制了它们的应用领域。其他学者曾研究过将粉煤灰作为替代原料，利用水热合成工艺来生产高活性低能耗贝利特水泥[9,26-32]。通过将加热温度控制在700℃~800℃，使粉煤灰中的多种相脱水，提高高活性贝利特相（α和β-C2S)的含量[29,30]。粉煤灰贝利特水泥较传统贝利特水泥显示出更好的性能。但是它无法替代普通硅酸盐水泥，因为其水化活性还是相对较低。另外，由于过高的铝质成分（15%~16%）含量和缺乏氢氧化钙，其抗硫酸盐侵蚀能力较弱[29,30,32]。尽管煅烧温度较低，但是生产这种水泥仍然需要较高的能量，因为原材料中含有大量的水分，而且因为粉煤灰储量不够丰富，用粉煤灰作原料使得其生产无法达到工业规模。贝利特活性相的化学稳定性可以通过多种方法获得，而而稳定效果则与稳定剂的用量及其属性有关。贝利特相点阵中存在不同比例的稳定剂形成了活性固溶体[33]。近期的研究显示存在K2O,Na2O,SO3,B2O3,Fe2O3,Cr2O3和BaO等[8,34-37]。这些物质虽然在早期会降低贝利特相的活性，但是对于提高长期力学强度是有利的。贝利特中相组成之间的关系，冷却速率和碱含量已经被其他作者所研究{35,36}。α相的稳定性与冷却速率有关。其他学者研究了通过化学稳定化来生产活性贝利特水泥的过程，一方面通过加入稳定剂如NaF,Li2CO3,TiO2和MnO[38,39]，另一方面可以使用不同的原材料[40,41]，这些研究还处于科学探索阶段，没有详细的评论见诸报道。根据这些研究，在以前，化学稳定化不可能获得高水化活性的贝利特水泥，尽管有较高的煅烧温度（>1200℃）我们的工作的意义在于全贝利特水泥的合成。没有阿利特熟料成分，具有与阿利特水泥类似的高水化活性的特点。这一点是通过在天然原料混合物（石灰石和粘土）中加入矿化剂和结构稳定剂并水淬急冷来实现的。这种活性贝利特水泥具有较低的石灰饱和系数（LSF<0.70）。可以在加入具有高化学活性的矿化剂的情况下，在较低的温度煅烧得到（<1200℃）2.实验2.1.样品制备对于熟料生成过程的研究主要基于煅烧样品中游离氧化钙的含量。这是一种广泛应用的手段...