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《中国建筑材料科学研究总院》 2007年
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煅烧条件对高胶凝性水泥熟料的烧成和阿特晶体结构的影响

朱晓燕  
【摘要】:水泥作为混凝土的主要组分之一,是决定混凝土性能的关键性因素。现今混凝土向高性能、低能耗、优良的耐久性能和更加符合生态要求的方向发展。为了顺应这一发展趋势,水泥必须具有高强度、优异耐久性和低环境负荷等特征。影响水泥熟料性能的因素很多,其中,煅烧条件就是一个重要因素。因此,为了探求煅烧条件与熟料矿物的组成、结构和性能的对应关系,本文就煅烧条件对高胶凝性水泥熟料烧成的影响开展了研究。 研究结果表明,适当提高熟料的煅烧温度和延长保温时间,可使熟料中f-CaO含量降低,有利于阿利特的形成;掺加适量杂质,特别是复合掺加氟和磷、氟和磷渣的熟料,可进一步降低熟料中f-CaO的含量,阿利特晶体更加完整;还原气氛煅烧、缓慢冷却对熟料的烧成不利,与氧化气氛下烧成、快速冷却获得的熟料相比,熟料中f-CaO含量明显增加,阿利特含量降低,结晶不完整,而且晶体内部有大量包裹物。 采用溶胶-凝胶法合成C_3S及其固溶体,在室温下纯C_3S以T1型稳定存在;掺加杂质可使C_3S的高温晶型在室温下稳定:在纯C_3S中掺加1.5%的CaF_2,C_3S固溶体的晶型主要以M型存在;当掺量大于2.0%(在实验掺量范围内)时,C_3S固溶体的晶型主要以R型存在;当复合掺加0.7%的CaF_2、0.4%的CaHPO_4时,C_3S固溶体的晶型以R型为主;当在纯C_3S中引入Al_2O_3、Fe_2O_3、MgO、K_2O、Na_2O时,C_3S固溶体的晶型主要以M型为主,若同时引入0.7%的CaF_2、0.4%的CaHPO_4时,C_3S固溶体的晶型主要以R型为主。采用普通配料的水泥熟料中,室温下阿利特主要以M型存在;当复合参加氟和磷、氟和磷渣的熟料中,阿利特以M型、R型共存。 煅烧制度影响C_3S固溶体的晶型和水化活性。在急冷的样品中,C_3S固溶体以R型、M型存在或者两者共同存在,水化活性较高;当样品缓慢冷却时,C_3S固溶体稳定性降低,向低温晶型T型转变,以及部分C_3S固溶体分解成二次B矿和f-CaO,导致C_3S固溶体的含量降低,水化活性减弱;若样品在还原气氛下缓慢冷却时,这种结构上的变化程度加剧。水泥熟料的性能与熟料中阿利特的含量和其微结构有关。阿利特的含量越高,水泥的强度越高,反之,强度降低(3天、28天龄期);当阿利特以R型、M型或者两者共存时,水泥熟料的活性较高,反之,当以T型存在时,活性降低。 同时,本研究采用Rietveld方法对C_3S结构进行了解析,结果为:纯C_3S在室温下以T1型稳定存在,晶胞参数为:a=11.637(?),b=14.213 (?),c=13.687 (?),α=105.3°,β=94.6°,γ=89.9°;V=2177(?)3;Z=18;水泥熟料C_3S(Alite)常以M型和R型稳定存在,其中M型的晶胞参数为:a=33.089~33.166(?),b=7.045~7.057(?),c=18.536~18.581(?),β=94.1~94.3°;V=4310~4336(?)3;Z=36;R型的晶胞参数为:a=7.057~7.078(?),c=24.984~25.074(?);V=1078~1088 (?)3;Z=9;缓慢冷却的熟料中,T型C_3S(Alite)的晶胞参数为:a=11.647~11.650(?),b=14.248~14.250 (?),c=13.740~13.748(?),α=105.6~105.7°,β=94.3~94.4°,γ=90.2°;V=2189~2192(?)3;Z=18;
【学位授予单位】:中国建筑材料科学研究总院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ172.62

【引证文献】
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