A潘正昭硫鐵鋁酸鋇鈣礦物的研究

1、 硫鐵鋁酸鋇鈣礦物的研究硫鐵鋁酸鋇鈣礦物的研究 研究生：潘正昭研究生：潘正昭 導(dǎo)導(dǎo) 師：常鈞師：常鈞 教授教授 濟(jì)南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院濟(jì)南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 山東省水泥工程技術(shù)研究中心山東省水泥工程技術(shù)研究中心匯報(bào)提綱匯報(bào)提綱 研究的目的與意義研究的目的與意義 實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)部分 結(jié)果與討論結(jié)果與討論 結(jié)論結(jié)論研究目的與意義研究目的與意義 1、用鐵取代鋁，減少鋁礬土用量，降低硫鋁、用鐵取代鋁，減少鋁礬土用量，降低硫鋁酸鋇鈣水泥的生產(chǎn)成本。酸鋇鈣水泥的生產(chǎn)成本。 2、該水泥燒成溫度低（、該水泥燒成溫度低（1300左右），由于左右），由于Fe的引入，將會進(jìn)一步降低該水泥的燒成溫的引入，將會進(jìn)

2、一步降低該水泥的燒成溫度，可節(jié)約能源；度，可節(jié)約能源； 3、廢棄物資源化再利用。、廢棄物資源化再利用。 4、研究其該礦物的水化過程，以期為今后該、研究其該礦物的水化過程，以期為今后該水泥在工程上的應(yīng)用提供參考。水泥在工程上的應(yīng)用提供參考。1 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 1.1 原料及配方原料及配方 實(shí)驗(yàn)用原料為分析純化學(xué)試劑實(shí)驗(yàn)用原料為分析純化學(xué)試劑CaCO3，BaCO3，Al2O3，F(xiàn)e2O3，CaSO42H2O。以。以500g熟料為熟料為基 準(zhǔn) ， 按基 準(zhǔn) ， 按 1 . 7 5 C a O 1 . 2 5 B a O ( 3 -X)Al2O3XFe2O3CaSO4 的礦物組成比例配料，的礦物組成比例配

3、料，樣品編號及鐵含量變化見表樣品編號及鐵含量變化見表1。表1 鐵含量及燒成溫度和抗壓強(qiáng)度Table1 Content of Fe2O3, sintering temperature and Compressive strength of samplesXCompressive Strength/MPa1d3d28d0#034.1042.2060.62 1#0.215.50 35.0050.60 2#0.25 26.25 57.2562.5 3#0.3 43.62542.5 61.375 4#0.4 24.12556.7577.255#0.5 63 55.75596#0.6 57.12558.2

4、561.8757#0.7 53.1757 60.48#0.8 59.12575 60.899#0.9 655160.810#1.0 50.650.973.3311#1.1 48.550.87571.212#1.2 46.2548.9570.613#1.35848.37560.1814#1.450.7543.539.8115#1.56477.7586.6216#1.661.2865.7576.1217#1.761.16759.87562.2518#1.827.6729.37530.1819#1.931.2549.1255720#2.041.62540.540.1821#2.12321.33122

5、#2.22324.687524.81 1.2 礦物的燒成礦物的燒成 將配好的生料置于行星磨中，加入適量水，充分將配好的生料置于行星磨中，加入適量水，充分?jǐn)嚢枋股匣旌暇鶆?，然后在干燥箱中烘干，再攪拌使生料混合均勻，然后在干燥箱中烘干，再壓制成壓制?0mm10mm的試餅。在電熱鼓風(fēng)干燥的試餅。在電熱鼓風(fēng)干燥箱中箱中105下保溫下保溫2h。將制成的生料餅放入箱式。將制成的生料餅放入箱式電阻爐中進(jìn)行煅燒，以電阻爐中進(jìn)行煅燒，以5/min升至升至1300（詳（詳見表見表1）烘干）烘干2h，然后取出熟料風(fēng)冷至室溫。，然后取出熟料風(fēng)冷至室溫。2 結(jié)果與討論結(jié)果與討論 2.1 硫鐵鋁酸鋇鈣水泥礦物的強(qiáng)度硫

6、鐵鋁酸鋇鈣水泥礦物的強(qiáng)度 將燒好的熟料粉磨細(xì)度控制在將燒好的熟料粉磨細(xì)度控制在74m篩篩余在篩篩余在16%范范圍內(nèi)。用乙二醇圍內(nèi)。用乙二醇-乙醇法測得各熟料中的游離氧化鈣均乙醇法測得各熟料中的游離氧化鈣均為零，說明含鋇硫鐵鋁酸鹽水泥熟料燒成較好。為零，說明含鋇硫鐵鋁酸鹽水泥熟料燒成較好。 將粉磨好的水泥以水灰比將粉磨好的水泥以水灰比Mw/Mc=0.3混合后振動成型，混合后振動成型，制成制成2cm2cm2cm的小試體，放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)的小試體，放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)（溫度（溫度201，相對濕度大于，相對濕度大于90）養(yǎng)護(hù)）養(yǎng)護(hù)24h后脫后脫模，然后將小試塊放入模，然后將小試塊放入20水中水化至各齡期測

7、其抗水中水化至各齡期測其抗壓強(qiáng)度，其結(jié)果見圖壓強(qiáng)度，其結(jié)果見圖1。 由圖由圖1可知，試樣的可知，試樣的1d，3d強(qiáng)度隨著強(qiáng)度隨著X的增加先逐漸增的增加先逐漸增加，然后趨于平穩(wěn)，后逐漸降低。加，然后趨于平穩(wěn)，后逐漸降低。X值取在值取在0.5-1.7之之間時(shí)，試樣的強(qiáng)度都是令人滿意的，但之后強(qiáng)度開始下間時(shí)，試樣的強(qiáng)度都是令人滿意的，但之后強(qiáng)度開始下降。當(dāng)降。當(dāng)X超過超過1.8時(shí)，時(shí)，1d，3d,28d強(qiáng)度都開始下降。強(qiáng)度都開始下降。 圖圖1 水化樣的抗壓強(qiáng)度水化樣的抗壓強(qiáng)度MPamol2.2 生料熟料的水化熱分析生料熟料的水化熱分析 020406080100120-0.0050.0000.0050

8、.0100.0150.0200.0250.0300.035水化放 熱速率（ mw/g）水化時(shí) 間（ min）15#熟料的水化熱圖譜05101520-0.010.000.010.020.030.040.050.060.07水化放 熱速率（ mw/g）水化時(shí) 間（ h）15#熟料的水化熱圖譜2.3水化樣的水化樣的X射線衍射分析射線衍射分析01 02 03 04 05 06 02.532.847.181.942.753.0393.442.2042.9563.093.8174.682 8 d3 d1 d2 / BaSO4; C3AH6; CAH10; CBAF ;SC2AH815#樣品各齡期的XRD圖

9、譜S15#水化1d2.4水化樣的掃描電鏡形貌分析水化樣的掃描電鏡形貌分析15#水化3d 15#水化28d 3、結(jié)、結(jié) 論論 （1）硫鐵鋁酸鋇鈣礦物水化時(shí)，最高水化速率）硫鐵鋁酸鋇鈣礦物水化時(shí)，最高水化速率出現(xiàn)在出現(xiàn)在8h之內(nèi)，初始水解期出現(xiàn)較早，在之內(nèi)，初始水解期出現(xiàn)較早，在1h之之內(nèi)；誘導(dǎo)期從內(nèi)；誘導(dǎo)期從1h到到5h；水化加速期為；水化加速期為5h到到6.3h，此時(shí)放熱速度迅速增加；衰減期為此時(shí)放熱速度迅速增加；衰減期為6.3h到到8h。 （2）硫鐵鋁酸鋇鈣礦物的水化產(chǎn)物主要為）硫鐵鋁酸鋇鈣礦物的水化產(chǎn)物主要為BaSO4，含鐵，含鐵C3AH6, CAH10, C2AH8, 鐵膠和鐵膠和鋁膠以及部分尚未水化的鋁膠以及部分尚未水化的CBAF 。 （3）硫鐵鋁酸鋇鈣礦物水化產(chǎn)物中晶粒發(fā)育較）硫