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硅酸盐水泥组成配料计算

2020-07-22 12:46 作者:菠菜评级 点击:

  一、CaO—SiO2—Al2O3系统 ? 硅酸三钙C3S ? 硅酸二钙C2S ? 铝酸三钙C3A ? 铝酸一钙CA ? 二铝酸一钙CA2 ? 七铝酸十二钙 C12A7 ? 钙铝黄长石C2AS ? 六铝酸一钙CA6 硅酸三钙C3S ? 纯C3S只在2065~1250℃温度范围内稳定。 ? 随着温度的降低,C3S在不同温度下存在多晶转变。 ? 硅酸三钙可以固溶少量的其它氧化物,将影响它的反应能力 和晶型。 ? 硅酸三钙加水调和后,初凝≥45min,终凝≤12h。 ? 水化较快。 ? 硅酸三钙可产生较高的强度,且强度发展比较快,早期强度 较高,且强度增进率较大,28d强度可以达到一年强度的70~ 80%。 ? 硅酸三钙水化热较高,抗水性较差。 ? 硅酸三钙固溶体晶体尺寸和发育程度会影响其反应能力。 硅酸三钙的合成: 在CaO—SiO2二元系统中: ? 1800℃,几分钟; ? 1650℃,1h,C3S基本形成,游离CaO 1%左右; ? 1450℃,1h,只有少量C3S生成。 硅酸三钙单矿物在1450℃合成时,需要多次重复 粉磨再燃烧。如有足够的熔剂(液相)存在,就可使C2S在 液相中吸收CaO,比较迅速地形成硅酸三钙。 硅酸二钙C2S 纯C2S在1450 ℃下,进行下列多晶转变: γ型C2S无水硬性 C2S由β型转变为γ型,体积膨胀10%而导致物料粉化。 硅酸二钙可固溶其它少量氧化物。固溶的氧化物不同, 同一 晶型的硅酸二钙与水反应后所得的强度不同。 纯硅酸二钙色洁白当有氧化铁时呈棕黄色。 硅酸二钙固溶体与水反应速度较慢,28天仅有20%左 右反应。 凝结硬化较慢,早期强度低,但后期强度增进率较 高,一年后可赶上或超过硅酸三钙固溶体。 硅酸二钙固溶体的水化热较小,耐水性好。 铝酸三钙C3A ? 等轴晶系,可固溶部分其他氧化物,呈多晶形态。 ? 在偏光镜下,无色透明。 在反光镜下,快冷呈点滴状,慢冷呈矩形或柱状。 反光能力弱,呈暗灰色。 ? 水化迅速,放热多,凝结很快,如不加缓凝剂,就会急凝。 ? 硬化很快,它的强度3天内就大部分发挥出来,故早期强度 较高,但绝对值不高,以后几乎不再增长,甚至倒缩。 ? 干缩变形大,抗硫酸盐性能差。 ? 铝酸一钙CA 二铝酸一钙CA2 七铝酸十二钙C12A7 钙铝黄长石C2AS 六铝酸一钙CA6 Fe2O3? 铁铝酸四钙C4AF ? 斜方晶系,常呈棱柱状和圆粒状晶体。 密度为3770Kg/m3。 在偏光镜下,具有从浅褐到深褐的多色性,二轴晶, 负光性,光轴角中等。在反光镜下,由于反射能力强, 呈亮白色,故在硅酸盐水泥熟料中又称白色中间相。 ? 铁铝酸四钙的水化速度在早期介于铝酸三钙与硅酸三钙 之间,但随后的发展不如硅酸三钙。 ? 早期强度类似于铝酸三钙,而后期还能不断增长,类似 于硅酸二钙。 ? 铁铝酸四钙的抗冲击性能和抗硫酸盐性能较好,水化热 较铝酸三钙低。 四种矿物性能比较 28d内绝对强度:C3S>C4AF>C3A>C2S 水 化 速 度:C3A> C4AF> C3S>C2S 水化 ? 热: C3A> C3S> C4AF> C2S 硅酸盐水泥的组成设计及配料计算 一、硅酸盐水泥的组成设计 1. 硅酸盐水泥对矿物组成的要求 硅酸盐水泥是一种水硬性胶凝材料,因此水泥熟料矿物 必须具备: ? 良好的与水反应的能力 ? 相当的强度与良好的耐久性 ? 反应速度可以满足生产的要求 2. 硅酸盐水泥组成矿物的选择 对硅酸盐水泥而言,最符合硅酸盐水泥性质要求的矿物 组成是硅酸三钙和硅酸二钙。 C2S C3S 3 C3S C2S y k C3A C3A 均以固溶体的形式存在。 硅酸盐水泥熟料由C2S、C3S、C3A、C4AF四种矿物组成。 A矿——在硅酸盐水泥熟料中固溶了其它少量氧化物的C3S 称为阿利特(Alite),又称为A矿; 在反光显微镜下为黑色多角形颗粒 B矿——C2S固溶体称为贝利特(Belite),又称为B矿; 在反光显微镜下呈圆粒状,快冷常具有黑白交叉双晶条纹; 慢冷常具有黑白平行双晶条纹。 C矿——固溶了其它少量氧化物的C4AF称为才利特 (Celite),又称为C矿; 在偏光显微镜下反光能力强, 一般称为白 色中间相。 黑色中间相——C3A固溶体。 在偏光显微镜下反光能力弱, 一般称为黑 色中间相。 C3A和C4AF在煅烧中的作用 铁铝酸四钙和铝酸三钙在煅烧过程中熔融成液相,又称 熔剂矿物,可以促进硅酸三钙的顺利形成。 ? 如果物料中熔剂矿物过少,易生烧,氧化钙不易被吸收 完全,导致熟料中游离氧化钙增加,影响熟料质量,降 低窑的产量,增加燃料消耗。 ? 如果熔剂矿物过多,在立窑内易粘结度大的块影,响结?炉瘤;在回 转窑内易结大块,甚至结圈等。 液相的粘度,随C3A/C4AF比而增减。 3. 硅酸盐水泥的组成设计 硅酸盐水泥中含有C3S、C2S、C3A、C4AF四种矿物, 相应的组成氧化物为CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3。因为 Fe2O3含量较低,可以合并入Al2O3一并考虑,C4AF则相应 计入C3A,这样可以用CaO- Al2O3- SiO2三元系统来表示 硅酸盐水泥的配料组成。 CaO 62%~67% SiO2 20%~24% Al2O3+Fe2O3 6.5%~13% C3S C2S C3A+C4AF 50%~60% 20% 22% 4. 熟料中其他物质及其作用 玻璃体 冷却方式? 工厂中,通常熟料冷却较快, 有部分液相来不及结晶就成为玻璃 体。玻璃体的主要成分为Fe2O3、 Al2O3、CaO,也有少量的MgO和 碱(K2O和Na2O)等。 游离氧化钙 性质: 水化很慢; 水化生成氢氧化钙时,体积膨胀97.9%,在硬 化水泥石内部造成局部膨胀应力。 作用: 游离氧化钙含量增加: 强度降低,甚至倒缩; 严重时甚至引起安定性不良,使水泥制品变形或 开裂,导

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