影響低鈣水泥熟料中C2S活性因素的探討(四)

4.2 鐵粉對(duì)低鈣水泥易燒性影響
  從燒制出的水泥熟料外型上看，1200℃、1250℃溫度下的試樣加鐵粉與不加鐵粉沒有明顯的差別而1300℃燒制出的熟料試樣則有明顯的區(qū)別，特別是加鐵粉與不加鐵粉的熟料很容就能區(qū)別開，加鐵粉的熟料都呈現(xiàn)黑色，且試樣呈融塊狀，質(zhì)地較為致密，粉磨時(shí)硬度較大，不容易達(dá)到細(xì)磨的細(xì)度要求。不加鐵粉的還是灰綠色，但顏色比1200℃、1250℃已經(jīng)有變化，它的粉磨的難易程度較加鐵粉的好磨。
從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，無論哪個(gè)溫度下，哪一組，加鐵粉的那一組所得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都比沒加鐵粉的那一組數(shù)據(jù)低，也就是說加鐵粉的物料比不加鐵粉的物料滴定所耗的滴定液少，即加鐵粉的那組物料所含f-CaO比不加鐵粉那一組要低。這是因?yàn)榧尤腓F粉后，使液相量增加，促使f-CaO+C2S—C3S

圖2 橫坐標(biāo)是溫度（℃） 縱坐標(biāo)是f-CaO的含量
圖2是摻加與不摻加的鐵粉試樣隨溫度變化線性關(guān)系.由圖可發(fā)現(xiàn):在1200℃時(shí)摻鐵粉試樣在該溫度下碳酸鹽開始分解,由于鐵粉加大了其反應(yīng)速度的進(jìn)行,導(dǎo)致碳酸鹽分解速度加快,石灰石等得以迅速分解,使得f-CaO迅速減少.在1200～1220℃時(shí),隨著溫度增加,鐵粉更促進(jìn)了反應(yīng)的進(jìn)行,使熟料中液相點(diǎn)提前生成,形成共熔物,使C2S回吸f-CaO形成C3S.在1250～1350℃時(shí),兩者f-CaO的含量差距縮小,燒至1350℃時(shí)摻加鐵粉試樣f-CaO的含量已小于1%,表明摻加鐵粉試樣易燒性明顯好于不摻加鐵粉試樣,而不摻加鐵粉試樣的f-CaO的含量較摻加鐵粉試樣高.由圖還可看出,摻加鐵粉的試樣即1-3的斜率最大，那也就是說摻加鐵粉的試樣隨著溫度的升高其f-CaO的含量逐次降低,且降低得最快。而不摻加鐵粉的試樣的f-CaO的含量隨著溫度的升高也逐漸減少,但減少的程度小于摻加鐵粉的試樣.

1-2-1400

1-3-1400
    我們從加鐵（1-2-1400）和不加鐵（1-3-1400）的X衍射圖中可以看出，1-3-1400的圖中所含的礦物有明顯的差異，加入鐵粉后C2S明顯比不加鐵粉時(shí)含量少，而C3S相應(yīng)比不加時(shí)多。這主要是因?yàn)榧尤腓F粉后，液相量增加，C2S+f-CaO——C3S。使熟料中液相點(diǎn)提前生成，形成共熔物，使C2S回吸f-CaO形成C3S。

4.3加鐵粉和加鐵粉、BaSO4的影響、
    我們把1-3和2-3繪制成圖做一下比較

圖4 橫坐標(biāo)是溫度（℃） 縱坐標(biāo)是f-CaO的含量
    圖4為摻加鐵粉與摻加鐵粉和BaSO4的f-CaO隨溫度變化關(guān)系.由圖可知, 摻加鐵粉和BaSO4的試樣，其易燒性好于單摻鐵粉.可見在摻加BaSO4后,更增加了碳酸鹽分解的速率,使礦物開始的結(jié)晶溫度明顯提前,燒成溫度降低,這與上文對(duì)水泥生料分析結(jié)果相一致.試樣中f-CaO明顯低于其它單摻加鐵粉、BaSO4試樣,表明慘加鐵粉和BaSO4的活化效果最好。在溫度為1275℃時(shí),隨著溫度的提高,其f-CaO維持在一個(gè)水平,曲線較平直,表明在此溫度下鐵粉摻加對(duì)易燒性影響較少,各種礦物還未大量形成.在1300℃時(shí), ,以后隨溫度的增加f-CaO逐漸減少,可能是鐵粉阻礙了C2S吸收f-CaO的反應(yīng)速率,使得f-CaO來不及被C2S吸收形成C3S.到達(dá)1275℃時(shí)存在一個(gè)最低點(diǎn)且兩者f-CaO差距變小,表明在1320℃左右正是水泥熟料試樣中各種礦物大量形成階段,此時(shí)慘加鐵粉較適宜,。
    綜上所述,在普通水泥中,摻加鐵粉、BaSO4可改善水泥生料易燒性,降低燒成溫度,對(duì)熟料形成有利,在復(fù)合礦化劑的活化效果更加明顯.
4.4 不同的煅燒制度對(duì)水泥熟料的影響
    對(duì)于硅酸鹽水泥熟料而言，一般采用快冷方式，然冷卻制度對(duì)該種熟料是否有影響尚未得知。為了探討不同冷卻制度對(duì)熟料質(zhì)量的影響，對(duì)1250℃及1300℃時(shí)鍛燒的熟料分別采取吹風(fēng)快冷和在硅碳爐中放置至室溫的慢冷方式，所得熟料再進(jìn)行滴定分析。
試樣被加熱到700℃左右CaCO3的分解已經(jīng)開始,隨著分解反應(yīng)的進(jìn)行,新生態(tài)CaO外殼逐漸加厚,而CaCO3的內(nèi)核則逐漸縮小。一直延續(xù)到1000℃才分解完全。此間坯體釋放CO2而形成空穴。質(zhì)點(diǎn)粒子在高溫勢場的作用下,以濃度梯度為推動(dòng)力,由高濃度向低濃度的方向躍遷,填補(bǔ)空穴重新排列堆積而使坯體致密[3]。
    試體在1250℃以前,各種氧化物間進(jìn)行固相反應(yīng),形成過渡礦物CA、CF、C2F、C12A7、C2AS和C3A、C4AF等礦物,從而進(jìn)一步促進(jìn)坯體的致密度。此時(shí)試樣體積的收縮也明顯大于試樣。隨著溫度的升高液相量不斷增多,C2S通過液相吸收氧化鈣形成C3S。直到水泥熟料礦物全部形成。這一階段試樣的體積收縮仍明顯較大。不僅可降低液相出現(xiàn)溫度,促進(jìn)液相的形成,而且也明顯加快了C3S的形成速率。
五 結(jié)論：(1)在燒制低鈣水泥熟料過程中，摻加適當(dāng)數(shù)量的鐵礦可改善水泥生料的易燒性，降低燒成溫度，對(duì)熟料形成有利。
         (2)高貝利特水泥的生產(chǎn)具有良好的節(jié)能、環(huán)保效果，因此高貝利特水泥是環(huán)保型水泥,符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。
         (3) 高貝利特水泥具有流動(dòng)性好、水化熱低、水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)細(xì)密、耐久性好、后期強(qiáng)高的優(yōu)點(diǎn)。與通用硅酸鹽水泥相比，高貝利特水泥需水量低，膠砂流動(dòng)度大，具有良好的工作性。
         (4) 高貝利特水泥中C2S礦物含量多，C3S含量少，在水化程度相同的情況下，HBC水泥石中游離的CaO含量較少，因此生成的C一S一H凝膠的堿度較低，毛細(xì)體積空隙率較小。

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