MgO和P2O5對阿利特-硫鋁酸鍶鈣水泥合成和性能的影響.pdf

1、阿利特-硫鋁酸鍶鈣水泥是通過在硅酸鹽水泥熟料中引入新的早強型礦物——硫鋁酸鍶鈣,而制得的高性能膠凝材料。我國存在大量高鎂石灰石資源及磷工業(yè)廢渣,研究MgO及P2O5對水泥煅燒及性能的影響,對提高低品位原料和工業(yè)廢渣的利用率并為阿利特-硫鋁酸鍶鈣水泥的工業(yè)化生產(chǎn)提供廉價原料具有重要意義。本文主要研究了MgO與P2O5對硫鋁酸鍶鈣礦物和阿利特-硫鋁酸鍶鈣水泥合成、結構及性能的影響。采用SEM-EDS、XRD、水化熱分析和巖相分析等測試手段,

2、分析了水泥熟料的組成、水化機制、硬化漿體的微觀結構和水泥性能,闡明了MgO及P2O5在該水泥體系中的作用機理。主要結論如下：
　　 ⑴MgO和P2O5對硫鋁酸鍶鈣礦物的合成具有重要影響。在1300℃保溫150min的煅燒條件下,摻入適量的MgO能夠使硫鋁酸鍶鈣礦物的晶體尺寸變小,從而提高硫鋁酸鍶鈣礦物的水化活性,使水化加速期提前,早期力學性能提高;MgO的適宜摻量為0.5％～2％,當含量超過2％時,其各齡期強度明顯降低;適量P2

3、O5能夠促進硫鋁酸鍶鈣礦物的形成,而過量摻入P2O5則不利于硫鋁酸鍶鈣礦物的生成;當P2O5摻量為0.3％時,其3d、7d、28d強度分別為65.5MPa、83.6MPa、96.7MPa;摻入少量的P2O5不利于提高硫鋁酸鍶鈣礦物的水化速率;在1150～1300℃溫度范圍內(nèi),加入MgO及P2O5后,硫鋁酸鍶鈣礦物形成反應屬于界面化學反應控制范圍,滿足動力學方程:f(α)=1-(1-α)1/3。
　　 ⑵在1380℃的煅燒條件下,

4、當熟料中MgO含量為1％～5％時,阿利特-硫鋁酸鍶鈣水泥早期強度明顯提高。當MgO含量為2.0％時,該水泥各齡期強度達到最佳,其1d、3d、28d強度分別達到29.5MPa、64.3MPa、103.6MPa;當水泥中MgO含量較高時,過摻SO3可以提高MgO在中間相的固溶量,且有利于硫鋁酸鍶鈣礦物的形成,但當SO3過摻量高于70％時則不利于C3S礦物的形成;MgO能夠降低熟料中CaF2的摻量,MgO與CaF2可以促進C3S和C1.5Sr

5、2.5A3-S的形成,并有利于其在熟料體系中的共存。與硅酸鹽水泥相比較,阿利特-硫鋁酸鍶鈣水泥熟料的硅酸鹽相與中間相能夠固溶較多的MgO,使游離氧化鎂的含量降低,為高鎂石灰石的利用奠定了基礎。
　　 ⑶當P2O5的含量為0.3％,煅燒溫度為1350℃時,阿利特-硫鋁酸鍶鈣水泥力學性能最佳,其1d、3d和28d強度分別達到27.0MPa、59.1MPa和110.9MPa;P2O5主要固溶于貝利特礦物中,可能對貝利特礦物活性的提高有