A1-陈诚-阿利特-硫铝酸盐水泥的合成与水化研究进展

,*,*,阿利特-硫铝酸盐水泥的合成与水化研究进展,报告人,：陈诚,导 师,：芦令超 教授,9/16/2024,1,引言,1、,早期强度偏低,2,、烧成温度高,3,、后期强度发展稳定,1、,早期强度高,2,、烧成温度低,3,、后期强度增进率低,硅酸盐水泥的主要特点,硫铝酸钡钙矿物的特点,将硫铝酸钡钙引入到硅酸盐水泥熟料矿物体系中，取代或部分取代,C,3,A,，,在低温条件下，形成以阿利特-硫铝酸钡钙为主导矿物的新型水泥体系，发挥硫铝酸钡钙的早强特性，提高传统硅酸盐水泥的早期强度，使其既具有硅酸盐水泥强度稳定发展的特性，又有快硬水泥所具有的早期强度增进率高的优点。,9/16/2024,2,1,阿利特-硫铝酸钙水泥的合成与水化,3CaO3Al,2,O,3,CaSO,4,：,5%20%,3CaOSiO,2,：,30%50%,2CaOSiO,2,：,30%40%,4CaOAl,2,O,3,Fe,2,O,3,：,3%10%,原料:石灰石、矾土和石膏，少量助熔剂和矿化剂:萤石,阿利特,-,硫铝酸钙水泥也称高钙硫铝酸盐水泥。,实现了,C,3,S,与,C,4,A,3,S,矿物在低温煅烧条件下的复合与共存。早期性能优异，后期强度高且持续增长，硬化水泥浆体收缩小或不收缩，体积稳定性增强。,9/16/2024,3,研究进展：,1997,年刘晓存等探讨了利用高炉矿渣、石膏和石灰石制备阿利特,-,硫铝酸钙水泥的研究,。,结果表明：利用矿渣制备的阿利特,-,硫铝酸钙水泥具有优良的强度及凝结性能。,1998,年，刘晓存和李艳君等以粉煤灰配料研究制备阿利特,-,硫铝酸钙水泥。结果表明：用粉煤灰配料可不用铁粉，矾土用量也有所减少，配料易于控制；生料的易磨和易烧性好，窑的产量高 。,9/16/2024,4,研究进展：,2000,年，蔡丰礼等利用高铝煤矸石和盐石膏等为原料，在硅酸盐水泥的生产工艺线上，低温烧制了主要矿物组成为,C,3,S,，,C,2,S,，,C,4,A,3,S,和,C,4,AF,的阿利特,-,硫铝酸钙水泥熟料，取得了良好效果。,2001,年，刘晓存研究了,ZnO,及,ZnO,与,CaF,2,复合对,C,3,S,和,C,4,A,3,S,形成及共存的影响，认为一定量的,ZnO,可改善熟料的易烧性，促进,C,3,S,及,C,4,A,3,S,矿物的形成,。,2002,年蔡丰礼等研究了阿利特,-,硫铝酸钙自应力水泥，该水泥的强度、膨胀等性能主要取决于熟料中,C,3,S,和,C,4,A,3,S,含量及水泥中石膏掺量,。,9/16/2024,5,阿利特,硫铝酸钙水泥的水化：,硫铝酸钙矿物的前期快速水化,硅酸盐熟料矿物的后期水化,张晨曦等研究了掺有不同外加剂的硫铝酸钙单矿物的水化速率。结果表明：,该矿物在水化初期就迅速发生水化反应,掺入,NaOH,、,CaCl,2,外加剂后，其水化速度加快，诱导期缩短，加速期提前,3,h,内其水化就基本水化完全，进入水化稳定期,9/16/2024,6,2 阿利特-硫铝酸钡钙水泥的合成与水化,程新等研究认为硫铝酸钡钙和硅酸盐熟料矿物可以在低温（低于,1400,）煅烧条件下实现复合与共存，这为该水泥的研究奠定了重要基础。,结果表明：,目前已研究了微量,SO,3,、,CuO,、,ZnO,、,MnO,和,P,2,O,5,对水泥烧成的影响。,阿利特和硫铝酸钡钙能共存于同一水泥熟料矿相体系中；,C,2.75,B,1.25,A,3,S,矿物设计含量应低于,10%,；该水泥的抗压强度和硅酸盐水泥同龄期强度相比有一定提高，特别是早期强度。,Ba,离子可取代,C,4,A,3,S,中的,Ca,离子而得到,C,(4x),B,x,A,3,S,，,当,Ba,离子的取代量为,1.25,mol,时，即硫铝酸钡钙的组成为,C,2.75,B,1.25,A,3,S,时，其早期力学性能最高。,9/16/2024,7,2 阿利特-硫铝酸钡钙水泥的合成与水化,芦令超、常钧等在前期工作的基础上，研究了煅烧工艺、,氟化钙掺量及矿物匹配关系等因素对阿利特-硫铝酸钡钙水泥的合成及性能的影响，结果表明：,两种优良矿相能够复合并共存于同一体系中，所制备的阿利特-硫铝酸钡钙水泥具有较高的早期力学性能。在众因素中，矿物匹配关系是影响熟料性能的最重要因素。,王来国等以分析纯化学试剂为原料，从硫铝酸钡钙单矿物开始，分别研究了,C,(4x),B,x,A,3,S-C,3,S,二元体系、,C,(4x),B,x,A,3,S-C,3,S-C,2,S-C,4,AF,四元体系以及,C,(4x),B,x,A,3,S-C,3,S-C,2,S-C,3,A-C,4,AF,五元体系的制备条件及性能。,9/16/2024,8,2 阿利特-硫铝酸钡钙水泥的合成与水化,适量的,ZnO,和,CaF,2,均能促进体系中,f-CaO,的吸收，提高水泥的早期抗压强,度；,CuO,、,P,2,O,5,和,MnO,2,均不利于水泥性能的发挥。,研究认为，在,11501300,温度范围内，,C,2.75,B,1.25,A,3,S,的形成动力学受扩散控制，符合,Glinstling,动力学关系。,于丽波等在研究,C,2.75,B,1.25,A,3,S,单矿物的热稳定特性、水化特性和形成动力学的基础上，探讨了微量元素对,C,3,S-C,2.75,B,1.25,A,3,S-C,2,S-C,2,F,与,C,3,S-C,2.75,B,1.25,A,3,S-C,2,S-C,4,AF,熟料矿物体系制备工艺和性能的影响,9/16/2024,9,2 阿利特-硫铝酸钡钙水泥的合成与水化,石膏掺量对阿利特-硫铝酸钡钙水泥水化有较大影响，,芦令超,常钧,沈业青等,研究表明：,适宜石膏掺量能促进阿利特-硫铝酸钡钙水泥的水化进程，加速水化产物形成，提高早期水化程度，浆体结构密实，早期强度明显提高，但对后期强度影响不大,。,这是由于石膏的加入，使得钙矾石在水化早期迅速形成,。,最佳的铝硫比（,Al,2,O,3,/,SO,3,）,为,1/0.9,。,9/16/2024,10,2 阿利特-硫铝酸钡钙水泥的合成与水化,左敏，芦令超,等,采用场发射环境扫描电镜对阿利特-硫铝酸钡钙水泥的早期水化过程进行了连续观察，研究结果表明,：,诱导期前期,水化过程,诱导期,加速期,减速期,稳定期,9/16/2024,11,结论与展望,实现阿利特与铝酸钙矿物的复合能进一步提高水泥的早期强度，并有较高的强度增进率及后期强度。,硫铝酸盐矿物对硅酸盐水泥水化能产生重要影响。,阿利特,-,硫铝酸盐水泥具有良好的应用前景。,9/16/2024,12,阿利特-硫铝酸盐水泥的合成与水化研究进展,汇报完毕，敬请各位老师批评指正,谢 谢,9/16/2024,13,