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最后将熟料试样配以5%的天然石膏制成硅酸盐水泥,测定其标准稠度需水量、凝结时间和力学性能,分析污泥的掺入和煅烧温度的改变对水泥成品性能的影响. 表3:优选研究方案配料 Tab.3The preference projects ingredient 序号 生料配比 熟料碱含量 煅烧温度 熟料率值 石灰石 粘土 铁粉 污泥 KH SM IM D1 81.70% 17.00% 1.30% / 2.0% 1430℃ 0.918 2.56 1.73 D2 77.79% 16.80% / 5.41% 2.0% 1360℃ 0.914 2.41 1.82 D3 77.79% 16.80% / 5.41% 2.0% 1400℃ 0.914 2.41 1.82 实验结果与分析 游离氧化钙含量分析 用甘油-乙醇法岁上述三试样进行f-CaO含量测定,测定结果见图1. 图1:优选试样的f-CaO含量对比柱状图 Fig.1 The content of f-CaO 由图1可以看出,未掺入污泥的D1试样碱含量最高为1.32,其次是在低温煅烧的掺入污泥的D2试样为1.11,在1400℃煅烧温度下掺入污泥的D3试样含量最低,只有0.79;

D1试样与D2,D3相比可以看出单独依靠提高煅烧温度来改善高碱生料易烧性,并不是理想的途径;

污泥对改善高碱生料易烧性有较好的效果,如果在污泥的掺入条件下,配以合适的煅烧温度,对改善高碱生料易烧性效果更加显著. 矿物组成研究 对D

1、D

2、D3高碱熟料试样进行XRD检测,见图2. D1试样 D2试样 D3试样 图2:熟料试样XRD图谱 Fig.2 The XRD fig of clinker 从图2可以看出三组试样的基本矿物组成一致,都生成了A矿(C3S)、B矿(β-C2S)、铁铝酸盐相(C4AF)等矿物,但未发现C3A矿物峰,可见三组试样的C3A形成量都偏少;

根据矿物含量和结晶程度与衍射强度的对应关系,从三试样各种矿物特征峰的相对强度可以看出,D1试样的硅酸盐矿物的相对含量明显多于D

2、D3试样,且结晶较为完善,而中间相的相对含量与D

2、D3相比明显偏少,同时D2试样与D3相比,其铁铝酸盐中间相的相对峰强略有增高,所以从各试样配料角度考虑可知,在相同试验条件下,污泥的掺入有助于降低液相形成的温度,且随着煅烧温度的增加,系统铁铝中间相含量上升. 微观形貌分析 为进一步了解污泥的掺入和煅烧温度对高碱熟料矿物形成的影响,通过SEM对样品进行微观形貌分析.见图3. (a D1*1000)b D2*1000)c D3*1000) (d D1*5000)e D2*5000)f D3*5000) 图3 三试样的SEM Fig.3 The SEM of three samples (a,b,c分别为D1,D2,D3的1000倍SEM图;

d,e,f分别为 D1,D2,D3的5000倍SEM图) 从图3中可以看出,三试样的孔隙率都较大,相互之间的成矿差异较大,从低倍照片对比可以看出,D1试样A矿晶粒尺寸差异较大,含有相对较多的球形或椭球形B矿,且部分B矿被包裹在A矿内部,形成B矿矿巢,中间相夹杂在硅酸盐矿物之间;

D2试样矿物晶粒较为均匀,硅酸盐矿物分布相对集中,而中间相大多部分在硅酸盐矿物内部,将其粘结在一块;

D3试样的A矿尺寸明显增大,且大量的球状B矿由中间相粘附在A矿表面;

从高倍照片可以看出D1试样矿物表面较为清洁,而D2矿物表面粘附的少量中间相, D3试样的硅酸盐矿物则被大量的中间相所包覆;

综上所述:高碱条件下的高温煅烧可能导致部分碱会发,使体系碱含量下降,但碱并不损坏矿物晶体的结构,体系可以得到结晶较为完善的硅酸盐矿物晶体;

污泥的掺入对高碱熟料的烧成有较好的改善效果,低温下就可形成结晶形貌较好的硅酸盐矿物,且略提高温度,系统的液相量会显著增加,这对B矿吸收CaO形成A矿有积极作用 物理力学性能研究 物理力学性能是决定所制水泥产品实际价值的关键因素之一.将试样在相同试验条件下配制成硅酸盐水泥,并在标准养护条件下测定D