熟料矿物组成对阿利特–硫铝酸钡钙水泥性能影响的设计和研究

Material Sciences 材料科学, 2020, 10(6), 454-459

Published Online June 2020 in Hans. /journal/ms

https:///10.12677/ms.2020.106055

Design and Research on the Influence of

Clinker Mineral Composition on the

Properties of Alit-Baluminate Cement

Shitao Liu

Shanghai Construction Design Institute, Shanghai

Received: May 21st, 2020; accepted: Jun. 4th, 2020; published: Jun. 11th, 2020

Abstract

The paper studies the effect of clinker mineral composition on the properties (rheological and ex-pansion properties, pore structure, etc.) of alite-barium aluminate calcium cement. Results show that the shear stress of alit-barium aluminate calcium cement paste with different mineral com-position varies with the shear rate, and the linear relationship between them belongs to the Bing-ham rheological equation. The expansion rate is also quite different, the expansion ratio of D min-eral composition is the largest (Such as 28 d expansion rate of 0.0565%). The distribution and size of the pore size and the degree of hydration are different for different minerals. Among them: A sample 1 d, 7 d and 28 d of the total porosity is the smallest, divided into 24.63 percent, 20.06% and 13.62 percent, respectively. A sample of 1 d, 7 d and 28 d were the slowest hydropers, with

21.45%, 41.26% and 61.49%, respectively.

Keywords

Clinker Mineral Composition, Alite-Barium Aluminate Calcium Cement, Rheological, Expansion

Properties, Pore Structure

熟料矿物组成对阿利特–硫铝酸钡钙水泥性能影响的设计和研究

柳世涛

上海中建建筑设计院有限公司，上海

收稿日期：2020年5月21日；录用日期：2020年6月4日；发布日期：2020年6月11日

柳世涛

摘

要

本文主要研究熟料矿物组成对阿利特–硫铝酸钡钙水泥性能(流变性和膨胀性能、孔结构等)的影响。结果表明：不同矿物组成的阿利特–硫铝酸钡钙水泥浆体的剪应力随剪切速率的流变曲线不同，且两者之间的线性关系属于宾汉姆流变方程；膨胀率也有较大的不同，其中D 矿物组成的膨胀率最大(如28 d 膨胀率为0.0565%)；不同矿物组成试样的孔径的分布和空隙大小、水化程度各不相同，其中：A 试样的1 d 、7 d 和28 d 的总孔隙率最小，分别分24.63%、20.06%和13.62%；A 试样的1 d 、7 d 和28 d 的水化程度最慢，分别分21.45%、41.26%和61.49%。

关键词

熟料矿物组成，阿利特–硫铝酸钡钙水泥，流变性，膨胀性能，孔结构

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1. 引言

以C3S 和C2S 矿物为主导矿物相的硅酸盐水泥早期强度(3 d)较低，后期强度较高(28 d 及龄期较长) [1] [2] [3]。含钡硫铝酸盐水泥的矿物(C2.75B1.25A3)作为优势矿物，具有水化速度快、早期强度高、凝结时间短等特点，但后期强度增强大较低。硫铝酸钙钡是一种快速硬早强水硬化矿物，也具有烧成温度低、水化微膨胀的特点[4] [5] [6]。程新和卢令超教授等将硫铝酸钡钙阿与利特结合，通过引入铝钙硫铝酸盐矿物相体系，合成了高凝性铝钙硫铝酸盐矿物相体系的早强矿物铝酸钡钙(C (4−x)B x A 3S )进入水泥熟料[7] [8] [9]，从而提出阿利特–硫铝酸钡钙水泥。综合程新等教授对阿利特–硫铝酸钡钙水泥性能的研究，研究该水泥性能(比如力学性能和耐性性能等等)至关重要。

本文研究熟料矿物组成对水泥性能(流变性、膨胀性、孔隙结构等)的影响。设计4种不同的熟料矿物成分设计方案。为该水泥在各种建设工程项目中的推广应用提供了一定的技术支持和建议。

2. 试验材料和试验方法

2.1. 试验材料

水泥熟料所用材料为：分析纯化学试剂，主要有碳酸钙、碳酸钡、硫酸钡、三氧化铝、三氧化二铁、二氧化硅和氟化钙等。石膏为山东淄博某石膏矿厂产。

2.2. 试验方法

熟料和水泥的制备方法：按各种比例称取各原料，加水拌合均匀并压制成Ф60 × 10 mm 试饼，以5℃/min 升温至1380℃保温4 h 。制得水泥熟料，然后磨细加适量石膏混合即得水泥。

3. 结果和分析

3.1. 熟料矿物组成对水泥流变性能影响的试验研究

A 、

B 、

C 和

D 四个方案分别为：