化學摻雜定向誘導(dǎo)Mg2+離子固溶及對水泥熟料性能的影響.pdf

1、我國很多水泥企業(yè)，石灰石礦產(chǎn)資源都是含MgO較高的低品位石灰石。盡管通過生產(chǎn)控制迫使水泥壓蒸安定性合格，但往往會給生產(chǎn)控制帶來困難。高MgO礦帶的剝離也降低了礦山收益，并可能會帶來環(huán)境的影響，同時高鎂熟料的后期強度也較低。因此，研究如何采用高鎂石灰石生產(chǎn)出合格的水泥熟料對于利用低品位原料來說至關(guān)重要。
　　 本文依托于“973”項目(2009CB623101)“高介穩(wěn)Alite在熟料體系中形成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”開展研究，試圖利用離子

2、摻雜使氧化鎂朝著有利的方向固溶，在定向誘導(dǎo)Mg2+固溶的同時，盡可能地促進f-CaO的吸收及硅酸相晶體的發(fā)育，改變硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)，使阿利特水化活性提高，以達到優(yōu)化高鎂熟料的強度的目的，實現(xiàn)低品位原料的綜合和高附加值利用。經(jīng)過試驗分析，得出以下結(jié)論:
　　 (1)當熟料中MgO固定為5％時，在SM=2.2～3.2的范圍內(nèi)，隨著SM值的增大，熟料中MgO固溶量從2.94％降到了1.94％。低SM及低IM有利于固溶，KH則影響不大。

3、隨SM的增大，熟料的28d抗壓強度從60.2Mpa增大至64.0Mpa，而90d抗壓強度則從64.1Mpa逐步增大至71.8Mpa。但當SM高于3.0時，隨著SM的增加，熟料28d、90d抗壓強度已經(jīng)接近飽和，變化不大。另外，隨著KH值的增加，熟料3d、90d抗壓強度不斷增大，28d抗壓強度基本不變。結(jié)合固溶和強度，對于高鎂體系，實際生產(chǎn)中若要生產(chǎn)高阿利特熟料，可采用稍高的KH，稍低的SM和IM。
　　 (2)一定范圍固定SO3

4、摻量，SO3或CaF2均能有效促進熟料中MgO的固溶與吸收。且當CaF2摻量≤0.25％時，在CaF2摻量不變的情況下，MgO固溶量隨SO3含量增加而增加，最高固溶量為3.97％左右。但是，隨著熟料中CaF2固定摻量的增加，SO3含量對MgO的固溶影響越來越弱。在SO3小摻量范圍內(nèi)(SO3≤1.2％)時，CaF2摻量的增加更利于熟料中MgO的固溶。單摻SO3時，熟料28天抗壓強度都隨著SO3摻量變大而有所降低。在摻雜適量的CaF2的前提

5、下，摻加一定量的SO3有助于提高高鎂熟料的抗壓強度，但存在一個最佳摻量(SO3=0.8％)。當生料中摻雜SO3相同時，摻雜有0.25％CaF2的樣品28天強度基本上比不摻CaF2的提高大約2～6MPa左右。且熟料中CaF2的含量越高，水泥熟料的后期強度也越高。而在熟料中同時含有SO3和MgO時，室溫下能穩(wěn)定M2-M3型的的阿利特。且在摻雜一定量的SO3時，隨著熟料中CaF2含量的提高，阿利特的對稱性也逐步提高。
　　 (3)單摻

6、Ca(H2PO4)2·H2O時，隨著P2O5含量的提高，水泥熟料28天抗壓強度略有提高。單摻P2O5若要獲得高強度的高鎂熟料，需要比較高的含量(P2O5≥0.8％)。在F-含量相同的情況下，復(fù)合摻加Ca(H2PO4)2·H2O或CaHPO4.2H2O均有利于提高高鎂熟料的后期強度，最高能達到70MPa左右。但是磷離子存在最佳摻量(0.2％～0.4％)，過高或過低則作用不明顯。在摻加有適量CaF2時，摻加磷酸氫鈣和磷酸二氫鈣均有利于熟料中

7、MgO的固溶，最高固溶量為4.76％左右。但是摻加磷酸氫鈣比磷酸二氫鈣更有利于熟料中MgO的固溶。當熟料中f-MgO含量較低時（小于2％），微量的f-MgO含量的變化已經(jīng)不是影響強度的主要因素。在本實驗摻量范圍內(nèi)，單摻CaF2只能使C3S固溶體穩(wěn)定在M2-M3型之間。而在此基礎(chǔ)上，適當摻加0.2％的Ca(H2PO4)2·H2O，能使C3S固溶體穩(wěn)定在M3-R型之間。但是，外摻Ca(H2PO4)2·H2O時存在最佳摻量，當其含量過高(0.

8、80％)時，C3S固溶體的晶型又降低到M2-M3型之間。在本實驗摻量范圍內(nèi)，C3S晶型變化是高鎂熟料強度變化的主要原因。
　　 (4)采用廢渣摻雜的方案不僅適用于高鎂熟料，也適用于低鎂的正常熟料。在低飽和比(KH=0.87)的情況下，采用PZR+F廢渣方案或PG+F廢渣方案都可以利用高MgO、低CaO的低品位石灰石獲得強度高于57MPa的水泥熟料，但若要獲得高強度(≥60Mpa)的熟料需要適當?shù)靥岣逰H值或提高廢渣摻量。而采用F