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《武汉理工大学》 2005年
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阿利特—硫铝酸钡钙水泥的制备及组成、结构与性能研究

芦令超  
【摘要】:传统硅酸盐水泥已经得到了广泛的应用,并且在二十一世纪仍然是最重 要的建筑材料之一。但其具有的早期强度偏低,烧成温度高,硬化水泥浆体体 积收缩等缺点不能适应现代建筑对高性能胶凝材料的要求,因此,如何提升水 泥材料的性能,特别是早期力学性能、体积稳定和耐久性,并达到节约能源、 节约资源、保护环境的目的,是水泥科技领域研究的重要方向,对国民经济与 社会发展具有重要意义。通过矿物复合技术制备新型高性能水泥材料是解决这 些问题的有效途径之一。 近年来,硫铝酸钡钙矿物的发现,引起了众多学者的关注。组成为 2.75CaO-3Al_20_3·1.25BASO_4(C_2.75B_1.25A_3 S)的硫铝酸钡钙具有优良的快硬早 强性能,特别是其早期力学性能明显优于无水硫铝酸钙4CaO-3Al_2O_3.·CaSO_4 (C_4A_3(?)),而且该矿物的烧成温度低,并在水化硬化过程中具有体积微膨胀等 特性,能够有效的改善硅酸盐水泥的早期性能和耐久性,但是其后期强度增进 率低。本文将硫铝酸钡钙矿物与硅酸盐熟料矿物体系进行复合,充分发挥硫铝 酸钡钙和阿利特这两种高胶凝性矿物的优点,制备了早期性能优良的高胶凝性 阿利特-硫铝酸钡钙水泥材料,系统研究了其制备工艺及组成、结构与性能的 关系。 本文首先研究了C_2.75B_1.25A_3S的形成动力学、热分解特性和水化性能,结 果表明:该矿物在1000"C左右就开始形成,1300-1350℃生成速度较快,继续 升高温度到1370℃以上,开始发生缓慢分解,其热稳定性明显高于C_4A_3(?); C2.75B_1.25A_3S矿物的水化速率较快,快硬早强性能突出;在1150~1300~C温度 范围内C_2.75B_1.25A_3S的形成反应属于扩散动力学范围,满足Glinstling动力学 方程F(a)=1-2 a/3一(1-a)~2/3=K(T.c)t,矿物形成的扩散活化能为280.39 kJ·mol(-1)。当合成温度为1350"C时,C_2.75B_1.25A_3S的形成同时受扩散和界面化 学反应控制,满足界面化学反应方程F(a)=1-(1-a)~(1/3)=K(T.c)t;当少量CaF_2 存在时, C_2.75B_1.25A_3S形成过程中一直伴随有C_llA_7'CaF_2的生成,当煅烧温 度低于1300"C时,CaF_2能促进C_2.75B_1.25A_3(?)矿物的生成,高于1300~C时,由 于C_llA_7·CaF_2的形成速度加快,CaF_2可能会延缓C_2.75B_1.25A_3(?)的形成。 采用正交实验的方法优选了熟料组成和煅烧制度,应用材料热力学的基本 原理对熟料组成进一步优化,并综合考虑了水泥的力学性能和新型干法制造工 艺对熟料组成设计的要求,确定了熟料最佳组成。在优化选择熟料组成的基础 上,考虑到SO_3和BaO在熟料烧成过程中有少量挥发或固溶,使C_2.75B_1.25A_3S
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TQ172

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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10 霍世金;尚建丽;;机制砂配制C60高性能混凝土试验研究及工程应用[J];四川建筑科学研究;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 王政;张玉珍;李家和;;贫矿煅烧贝里特水泥的研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会水泥基材料论文集(上册)[C];2003年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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8 玄东兴;水泥混凝土组成材料的热相互作用与热再生体系的研究[D];武汉理工大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张勇;Bi系Fe、Co氧化物的制备、结构与性能[D];浙江理工大学;2010年
2 杨明林;塑性混凝土配合比及性能指标试验研究[D];郑州大学;2010年
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8 何远;捣固炼焦煤饼捣固仿真与试验研究[D];大连理工大学;2010年
9 赵畅;海洋环境下高性能混凝土耐久性试验研究[D];大连理工大学;2010年
10 彭超;单向荷载、冻融循环及龄期对混凝土氯离子渗透性的影响研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李艳君,刘晓存;石灰石对阿利特—硫铝酸盐水泥性能的影响[J];硅酸盐通报;1994年04期
2 芦令超,常钧,沈叶青,于丽波,程新,刘韩星,袁润章;阿利特-硫铝酸钡钙水泥材料制备技术的研究[J];硅酸盐通报;2004年05期
3 常钧,芦令超,刘福田,滕冰,程新;含钡硫铝酸钙水泥矿物的研究[J];硅酸盐学报;1999年06期
4 程新,芦令超,王来国,常钧,刘福田,陈亚明,叶正茂;高胶凝性阿利特硫铝酸钙钡矿相体系的研究[J];硅酸盐学报;2004年03期
5 芦令超,常钧,叶正茂,程新,刘韩星,袁润章;硫铝酸盐与硅酸盐矿物合成高性能水泥[J];硅酸盐学报;2005年01期
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 戴民;聂元秋;吴解放;;UEA/硅灰石粉对水泥基灌浆料性能的影响[J];混凝土;2010年03期
2 曾明;周紫晨;;一种用于水泥基灌浆料的复合膨胀剂研究[J];混凝土与水泥制品;2011年02期
3 武红霞;芦令超;轩红钟;程新;;贝利特-硫铝酸钡钙水泥水化机制[J];济南大学学报(自然科学版);2008年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张旭龙;水泥基材料水化热动力学研究[D];武汉理工大学;2011年
2 张康康;超细硫铝酸盐水泥基注浆材料外加剂的研究[D];河南理工大学;2011年
3 赵丕琪;利用低品位原料及工业废弃物制备贝利特—硫铝酸钡钙水泥及其性能的研究[D];济南大学;2011年
4 徐磊;超支化聚(胺—酯)为核的星型聚羧酸系减水剂的合成及性能研究[D];济南大学;2011年
5 孙娜;两性混凝土超塑化剂的合成与性能研究[D];济南大学;2011年
6 袁进科;水泥改性与新型固结灌浆材料研究[D];成都理工大学;2008年
7 高霞;利用石嘴山煤矸石制备硫铝酸盐水泥研究[D];成都理工大学;2008年
8 刘毅;浅埋隧道破碎带岩体注浆技术[D];中南大学;2010年
9 王辉;利用低品位原料合成贝利特—硫铝酸钡钙水泥[D];济南大学;2010年
10 黎奉武;利用锂云母渣及低品位铝矾土制备硫铝酸盐水泥的研究[D];南昌大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 程新;芦令超;王来国;常钧;刘福田;陈亚明;叶正茂;;高胶凝性阿利特-硫铝酸钙钡矿相体系的初步研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
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7 王宗光;朱宏军;;组合腰风技术在水泥立窑熟料煅烧中的应用及其工作原理[J];济南大学学报(自然科学版);1992年02期
8 要秉文;梅世刚;罗永会;吕臣敬;;高贝利特硫铝酸盐水泥的熟料煅烧及其强度[J];硅酸盐通报;2008年03期
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3 管宗甫;望伊涛;栗潮;周颖;毋雪梅;;不同配料方式对C_3S形成动力学的影响[A];中国硅酸盐学会水泥分会首届学术年会论文集[C];2009年
4 王贵生;;磷渣配料生产水泥熟料[A];2005年水泥技术大会暨第七届全国水泥技术交流大会论文集[C];2005年
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6 陈倛;吴铭生;唐艳萍;;热工制度对熟料煅烧质量的影响[A];2008年中国水泥技术年会暨第十届全国水泥技术交流大会论文集[C];2008年
7 王春芳;周宗辉;;通过预烧液相组分研究含硅高温液相对熟料形成动力学的影响[A];中国硅酸盐学会水泥分会第三届学术年会暨第十二届全国水泥和混凝土化学及应用技术会议论文摘要集[C];2011年
8 骆青凉;傅子诚;;ETA冷却机 新线的选择[A];2011中国水泥技术年会暨第十三届全国水泥技术交流大会论文集[C];2011年
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2 山东宏艺科技有限公司 赵洪义;利用生料速烧剂技术煅烧高性能绿色水泥熟料[N];中国建材报;2008年
3 于洪伟 记者 孙立刚;北方水泥日产四千五百吨熟料生产线竣工[N];佳木斯日报;2011年
4 湖北省荆门市葛洲坝股份有限公司水泥厂 蔡世斌;预分解窑水泥熟料率值的优化选择及煅烧[N];中国建材报;2008年
5 吴恒昊 记者 张华;京兰集团专注质量屹立鄂中水泥市场[N];中国质量报;2008年
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8 林宗寿;如何估算煤灰的熔点[N];中国建材报;2010年
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10 长沙市保灵建材助剂有限公司 王志;节煤增效剂的推广与应用[N];中国建材报;2008年
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1 刘元东;水泥熟料煅烧质量的神经网络预报系统研究[D];中南大学;2004年
2 薛军鹏;大颗粒流化床熟料煅烧系统工作特性研究[D];西安建筑科技大学;2004年
3 马腾飞;HF水泥厂原料对熟料煅烧及性能影响的研究[D];济南大学;2013年
4 酒少武;含碳水泥生料球预热预分解过程的数值研究[D];西安建筑科技大学;2005年
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7 段然;大颗粒流化床水泥熟料煅烧工艺热模试验研究[D];西安建筑科技大学;2008年
8 崔育东;钾钠氯硫挥发特性及对熟料煅烧的影响[D];浙江大学;2011年
9 李保亮;矿物组成对阿利特—硫铝酸盐水泥熟料煅烧及性能影响的研究[D];济南大学;2011年
10 潘奎勇;钢渣和熔渣配料在预分解窑上煅烧硅酸盐熟料若干问题的研究[D];河北理工学院;2004年
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