高强度复合硅酸盐水泥及研制.docVIP

高强度复合硅酸盐水泥的研制 陈连发，耿树东* （吉林化工学院 化工与材料工程学院，吉林 吉林 132022；） 摘 要：本文研究一种高强度复合硅酸盐水泥。利用矿渣和硅质渣制备一种高强度的复合硅酸盐水泥，探讨不同掺量对水泥性能的影响，获得水泥基材料性能的互补效应。研究混合材对复合水泥体系的化学成分与物理性能的影响。通过对试验数据的分析，获得最优的混合材配比方案。 关键词 ：复合水泥；矿渣；硅质渣；化学分析；配比 中图分类号：TQ172.71+6 0 前言 复合硅酸盐水泥(以F简称复合水泥)是我国通用水泥中的一个较新的品种，它是在混合材水泥的基础上发展起来的。与混合材水泥相比，它的特点是使用两种或两种以上的混合材复合掺入水泥熟料，而且混合材的选择范围更宽[1]。更重要的是，复合水泥注重于多种混合材的物理化学效应的优势互补，选择性能优势互补的复合混合材生产复合水泥,能够改善水泥的性能,提高水泥质量,两种混合材相互弥补,使复合水泥具有较高的早、后期强度。作为结构材料，由于复合水泥是以拓宽混合材应用范围和进一步改善水泥性能为特点，符合材料未来发展的环境和资源的两大主题，使之成为近年来国内外研究的热点[2]。 1 实验 1.1实验原材料 本实验采用的水泥熟料来自冀东水泥水泥厂，矿渣来自中国吉林铁合金厂生产的粒化高炉矿渣，硅质渣来自中国吉林铁合金厂，二水石膏（CaSO4·2H2O）由冀东水泥厂生产。水泥熟料、矿渣、硅质渣的化学组成见表1。二水石膏中SO3的百分含量为47.63%。 表1原材料的化学成分 试验材料 SiO2 Al2O3 Fe2O3 SO3 CaO MgO fCao 烧失量 水泥熟料 21.32 6.54 3.8 0.72 61.12 2.06 2.12 2.76 矿渣 36.26 14.26 1.18 0.18 39.24 8.36 0.32 硅质渣 72.42 15.34 0.22 2.12 3.86 0.72 3.46 fCao—代表活性氧化钙 1.2水泥熟料的率值 率值作为生产控制的一种指标，可以比较方便地表示化学成分和矿物组成之间的关系，明确地表示对水泥熟料的性能和煅烧的影响。我国目前所采用的是硅率SM、铝率IM和石灰饱和系数KH等三个率值。计算公式如下[3]： 作者简介: 陈连发（1962- ）, 男, 黑龙江齐齐哈尔人, 吉林化工学院副教授 主要从事无机非金属材料方面的研究. 联系方式 （硅率控制在1.7～2.7之间） （铝率控制在0.9～1.7之间） （石灰饱和系数控制在0.82～0.94之间） 经过计算本课题中所用水泥熟料各项率值符合指标。 1.3原材料的处理 硅酸盐水泥的制备是将96％的熟料与4％的二水石膏混合后共同粉磨而成的。硅质渣加少量的水作为研磨剂单独粉磨至与上述水泥细度相当，矿渣则经过粉磨制成矿渣细粉。按照设计的配比分别与硅酸盐水泥混匀而成为复合水泥。 1.4复合水泥配掺实验 水泥熟料、矿渣、硅质渣全部经过105℃烘干，并用0.08mm标准筛筛除粗颗粒，按比例配合，然后按国家标准GB177-85《水泥胶砂强度检验方法》测定复合水泥的水泥砂浆3d、7d、28d三个龄期的抗折强度和抗压强度。原材料细度、熟料与混合材的配比情况和强度测试结果。见表2、表3、表4。 表2原材料细度分析结果 细度 硅酸盐水泥 石膏 矿渣粉 硅质渣 80μm方口筛筛余（%） 4.68 2.76 3.86 5.02 表3复合水泥试样的配比% 编号 水泥 矿渣 硅质渣 T1 100 T2 90 10 T3 90 10 T4 85 10 5 T5 75 20 5 T6 80 10 10 T7 70 20 10 表4水泥各龄期强度 试样 抗折强度/MPa 耐压强度/MPa 3d 7d 28d 3d 7d 28d T1 5.0 5.5 7.1 25.3 36.3 55.6 T2 5.8 5.2 8.6 28.4 44.3 62.0 T3 5.3 6.4 7.3 24.2 34.8 54.2 T4 6.0 6.3 7.9 29.0 42.7 60.5 T5 5.9 6.4 7.4 26.1 43.2 63.3 T6 5.8 6.5 8.3 28.7 44.8 66.1 T7 5.9 6.4 8.1 26.2 43.1 65.8 1.5试样化学成分的测试 对各试样（除空白试样T1）中的SO3 、SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、K2O和Na2O的百分含量进行测量。采用常用无机化学的分析