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利用工业废渣制备高C_3S水泥熟料的研究

高宇  
【摘要】: 水泥是一种用途广泛的建筑材料,有着巨大的市场需求。目前我国的水泥生产绝大部分采用自然材料进行,生产水平较低。研究、生产出高胶凝性水泥熟料矿物体系,已势在必行。因此,高效节能的硅酸盐水泥生产工艺的研发具有重大的理论意义和现实意义。 根据课题的研究内容,本论文从研究利用工业废渣改善水泥生料易烧性入手,运用金相显微镜、X射线衍射、等离子电感耦合光谱仪、环境扫描电镜和能谱仪等测试方法,对在1450℃下高C_3S水泥熟料制备和形成机理进行了详细的研究。通过在实验室中对工业化生产的模拟,初步探讨了高C_3S水泥熟料的工业烧成制度。 本论文首先对在1450℃下烧制高C_3S水泥熟料进行了研究。研究结果表明,用磷渣等代替部分水泥原料,采用KH=0.98、SM=2.2、IM=1.6的熟料率值,磷渣掺量为7%时,可以在1450℃下烧制成合格的高C_3S水泥熟料。熟料中C_3S结晶完整,颗粒数量多、分布均匀,其他主要熟料矿物相也烧成较好。用高C_3S熟料制得的水泥,早期强度达到30MPa以上,后期强度可以达到70MPa以上。 本论文还对磷渣在改善高C_3S水泥熟料烧成过程中的作用机理进行了研究。研究结果表明,磷渣中大量存在的微细晶体在C_3S形成过程中起到了“晶核作用”,明显降低了C_3S表观形成反应的活化能,促进了C_3S在较低过饱和度下的生成。磷渣中的玻璃体不仅可以降低高温液相出现的温度,而且增加了液相量。


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