论文部分内容阅读
我国是水泥生产大国，水泥工业的能源、资源消耗巨大。混合粉磨时水泥粉磨电耗高，由于熟料、混合材的易磨性差异大，造成水泥粒度分布不均匀。水泥粗颗粒中含有许多活性较高的熟料，但是粗粒径熟料的水化程度较低，造成熟料浪费。本文通过分别粉磨方式，将不同细度和组分的熟料、矿粉、低活性混合材相互匹配配制水泥，研究了原料细度匹配对水泥性能的影响，找出合理的细度匹配，并在此基础上研究组分匹配对水泥性能影响。通过颗粒粒度分布、力学性能、凝结时间等宏观检测方法以及水化热、综合热分析、XRD和SEM等微观测试技术，对水泥水化微观分析，得到以下主要研究结果：1．不同细度的熟料与低活性混合材相互匹配时，细熟料水泥和中熟料水泥随混合材细度增大，标准稠度用水量减小，凝结时间延长，但变化较小。粗熟料水泥随混合材细度增大，标准稠度用水量基本不变，但凝结时间显著延长。细熟料水泥各龄期强度随混合材细度增大明显降低，S1H1K强度最高，S1H2K次之，S1H3K最低。中熟料水泥S2H2K的各龄期强度较高，28d抗压强度与S1H1K相同，1d抗压强度低于S2H1K0.9MPa，3d抗压强度相同，28d、60d抗压强度高于S2H1K0.3MPa、0.5MPa；粗熟料水泥S3H2K的1d、3d抗压强度低于S3H1K0.4MPa、0.3MPa，28d、60d抗压强度高于S3H1K0.6MPa、1.6MPa。说明与中熟料和粗熟料相匹配时，低活性混合材细度为H2时，水泥强度较高。水泥粒度分布合理，水化放热速率和水化热随混合材和熟料的细度增大明显降低；混合材细度增大，水泥水化第三放热峰出现时间明显延迟，水化放热速率显著降低，S2H3K与S2H1K相比，第三放热峰推迟了2h，水化放热速率降低了13.7%。通过综合热分析、XRD、SEM分析等，表明混合材细度增大，细熟料水泥水化产物减少，但对中熟料水泥水化影响较小，粗熟料水泥由于熟料细度增大，水化速率较慢，所以水化产物明显减少。不同细度匹配的水泥孔隙率均较低且孔结构分布合理。2．综上可知，中细度熟料和中细度低活性混合材相匹配时（S2H2K），水泥的标准稠度用水量低、凝结时间长且各龄期强度较高，水化放热速率和放热量较低，孔隙率较低，孔结构分布较好，是最合理的细度匹配方案。3．在最佳细度匹配方案(S2H2K)基础上，研究组分匹配对水泥性能影响。实验表明，随熟料掺量增加，水泥的标准稠度用水量降低，凝结时间缩短，水泥的抗折强度、抗压强度提高。熟料掺量50%的B23d、28d、60d、90d抗压强度分别为19.7MPa、50.1MPa、59.5MPa、60.9MPa；熟料掺量65%的B5的3d、28d、60d、90d抗压强度分别为25.2MPa、60.0MPa、65.6MPa、69.9MPa。即用50%熟料、20%矿粉和30%的低活性混合材，制备28d强度达到50.0MPa的复合硅酸盐水泥，用65%熟料、20%矿粉和15%的低活性混合材，水泥28d强度达到60.0MPa。通过综合热分析、XRD、SEM、压汞测试分析可知，不同组分匹配的水泥水化较好，水泥石结构较为致密，孔结构分布合理。