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本文研究了SO3、P2O5对工业熟料矿物形成与其水化性能的影响。为水泥生产中使用含硫、磷工业废渣提供理论依据。借助XRD定量技术、显微分析方法(岩相)研究了熟料矿物的变化情况;SEM、水化热等手段测试了水泥的相关水化性能以及水化产物;还测定了所制备的水泥的物理性能。结果表明,在水泥熟料中掺入一定量SO3可以促进水泥熟料中主要矿物的形成,提高熟料中主要矿物的含量,促进熟料的水化。单独掺入P2O5时,熟料中的阿利特含量降低,并且延缓了水泥浆体的凝结和水泥的水化。SO3、P2O5复合掺杂时,水泥的性质较单独掺杂P2O5有所改善。为含磷水泥(P2O5或者磷酸盐)的使用提供了一种技术方法:可以通过掺入一定量的SO3或者石膏来得到合格甚至是高性能的水泥熟料。本文具体研究了以下几个方面的内容: 研究了P2O50.1%、0.2%、0.25%和0.3%的掺量下熟料矿物的形成情况。结果表明,P2O5不利于熟料中C3S的形成。掺入P2O5后,熟料中的C3S结晶细小,晶界清晰;C2S的结晶较大,边界紧密,边缘光滑呈典型的圆形颗粒。中间相C3A和C4AF的形貌变化不大。 还研究了SO30.5%,1.0%,1.2%和1.5%掺量下熟料矿物的形成情况。结果显示,在熟料中掺入一定量的SO3可以增加熟料中C3S的含量。当SO3掺量过高时会引起C3S含量的降低。当SO3掺量达到1.2%时,熟料中的中间相C3A和C4AF含量也会有所增加。掺SO3的熟料,C3S结晶良好,晶核较大,边界棱角清晰,呈不规则的多边形;C2S结晶细小,边缘光滑。 研究复合掺杂P2O5和SO3对熟料质量的影响。结果表明,复合掺杂SO3和P2O5可以提高熟料中C3S的含量,当固定P2O5含量时,随着SO3掺量的增加,熟料中C3S含量会有所降低;固定SO3含量适当提高P2O5含量可以提高C3S含量。当SO3掺量达到1.2%时,P2O5掺量可以达到0.25%,熟料质量依然较好。复掺SO3和P2O5,熟料中C3S结晶较好,晶粒较大,晶界模糊;C2S晶粒的形貌变化不是很大。高温下SO3挥发量要远大于P2O5的挥发量,SO3在熟料中的固溶量有20%左右,P2O5的挥发量一定,外掺的P2O5几乎全部固溶进熟料中。 测试了样品的强度性能、凝结时间和水化性能,并对水化产物进行了表征,还测试了水化产物的结合水含量。掺SO3试样的早期强度要明显高于掺P2O5试样和空白样;复合掺杂P2O5和SO3试样的早期强度要略低于掺SO3试样。SO3可以促进熟料中C4AF的水化,初凝时间和终凝时间分别为3.0h和7.1 h;P2O5延缓了熟料中主要矿物的水化,凝结时间也较掺SO3试样长。水化放热速率由大到小顺序为S1.5>P0.25S1.5>Blank>P0.25,72h的总放热量大小顺序为P0.25>S1.5>Blank>P0.25S1.5。P2O5对水泥早期水化有较明显的延缓作用,但对熟料的后期水化没有显著影响。与水化放热的数据一致,P0.25样品28d水化产物结合水含量最高。不掺石膏的水泥中,试样的水化产物主要是团簇状的C-S-H凝胶和六方片状的CH,复合掺杂SO3和P2O5样中存在少量的针状AFt,CH结晶明显,呈典型的六方片状的晶体,紧密堆积在C-S-H凝胶的周围。