含鋇鐵鋁酸鹽水泥的制備與性能研究.pdf

1、含鋇鐵鋁酸鹽水泥是以傳統(tǒng)鐵鋁酸鹽水泥、含鋇硫鋁酸鹽水泥和硫鐵鋁酸鋇鈣單礦物(C2.7581.25A1.5Fe1.5S—)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的一種新型水泥。而硫鐵鋁酸鋇鈣單礦物是近幾年由常鈞等學(xué)者合成的一種性能優(yōu)異的水泥單礦物，該礦物不僅有早強(qiáng)高強(qiáng)的性能特點(diǎn)，3d強(qiáng)度即可達(dá)到64MPa，后期強(qiáng)度增長穩(wěn)定，90d強(qiáng)度可以達(dá)到90.4MPa，而且具有燒成溫度低，原材料品位低的特點(diǎn)。 因此，在本課題開展的初期，實(shí)驗(yàn)使用CaCO3，BaCO3

2、，Al2O3，F(xiàn)e2O3，CaSO4·2H2O、SiO2等分析純化學(xué)試劑，合成以C2.75B1.25A1.5Fe1.5S—、C2S、C4AF為主要礦物的不同配比的含鋇鐵鋁酸鹽水泥進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：由于BaCO3的分解溫度過高造成C2.75B1.25A1.5Fe1.5S—單礦物無法正常的合成，而Fe2O3大量的引入造成了大量鐵鋁酸鈣礦物的生成，最終導(dǎo)致含鋇鐵鋁酸鹽水泥性能異常，實(shí)驗(yàn)失敗。 為了解決這一問題，實(shí)驗(yàn)使用BaSO4

3、作為原料，取代全部的CaSO4·2H2O和一部分BaCO3同時(shí)減少Fe2O3的引入，從而合成以C2.75B1.25A3S—、C2S、C4AF為主要礦物的多種配比的含鋇鐵鋁酸鹽水泥。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：經(jīng)過在不同溫度下煅燒后發(fā)現(xiàn)，在1365℃下合成的礦物配比為，C2.75B1.25A3S—-60％，C2S-25％，C4AF-15％的含鋇鐵鋁酸鹽水泥熟料早期性能最理想，3d抗壓強(qiáng)度可達(dá)73.3MPa。早期的水化產(chǎn)物以BaSO4、CxAHy(包括C

4、2AH8，CAH10，C4AH19等)為主，但是，水泥熟料在未摻加混合材的情況下，該配比水泥漿體在水化28d后CxAHy系列礦物發(fā)生晶形轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)變成體積小，密度大的C3AH6造成水泥漿體孔隙率增加，水泥后期強(qiáng)度倒縮嚴(yán)重。 為解決含鋇鐵鋁酸鹽水泥后期強(qiáng)度倒縮的問題，實(shí)驗(yàn)向水泥熟料中分別摻入水泥質(zhì)量0％，1％，3％，5％，7％，10％和12％的二水石膏，使其與水泥早期水化產(chǎn)物CxAHy系列礦物反應(yīng)生成AFt，從而抑制水泥水化后期的晶

5、形轉(zhuǎn)化，保證水泥后期強(qiáng)度的穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，石膏的最佳摻加量為7％，其28d強(qiáng)度可達(dá)83.4MPa。當(dāng)石膏的摻入量大于1％時(shí)，C2.75B1.25A3S—礦物和C4AF早期的水化受到抑制，凝結(jié)時(shí)間明顯延長，而且水泥的早期強(qiáng)度降低明顯。通過XRD分析可知，水泥水化28d時(shí)無C3AH6產(chǎn)生，這表明，7％石膏的摻入有效的抑制了水化產(chǎn)物的晶形轉(zhuǎn)化，再由MIP分析可知，水泥水化28d的孔隙率較未摻石膏的含鋇鐵鋁酸鹽水泥熟料的孔隙率明顯降低，這說