1、,水泥與外加劑相容性的研究熟料燒成工藝的影響,一、相容性的研究意義,相容性與水泥高性能化的關(guān)系 目前存在的問題：符合國標(biāo)質(zhì)量要求的水泥在配制商品混凝土?xí)r性能差異較大。 商品混凝土企業(yè)的需要：選擇優(yōu)質(zhì)原材料、提高混凝土質(zhì)量、降低混凝土生產(chǎn)成本。 水泥生產(chǎn)企業(yè)的需要：生產(chǎn)高品質(zhì)、高性能的水泥，增強產(chǎn)品的市場競爭力。,二、相容性的評價標(biāo)準,同一配合比、同一水泥摻量條件下配制相同強度等級、相同流動性能的混凝土拌和物，所需減水劑用量的多少 混凝土拌和物塌落度經(jīng)時損失的大小 混凝土拌和物離析、泌水性能的好壞 即在同一配合比條件下，混凝土拌和物和易性的好壞,三、相容性的評價方法,凈漿流動度法 Marsh筒法

2、,飽和點摻量小，飽和點Marsh時間短，Marsh時間經(jīng)時損失小，漿體抗離析泌水性能好，則水泥與外加劑相容性好。,飽和點,四、相容性的影響因素,實驗條件：水灰比、溫度、濕度、外加劑添加方式等,（一）實驗條件水灰比的影響,水灰比越大，凈漿流動度越大，飽和點對應(yīng)的減水劑摻量越小，達到飽和點后流動時間越短。 水灰比越小，水泥對減水劑的敏感程度越大。 不同標(biāo)號混凝土水灰比不同，對減水劑的相容性也不同。,（二）外加劑品種的影響,（三）水泥的影響,ACB,不同水泥對外加劑的相容性不同，并且水泥是影響相容性好壞的主要原因。,ACB,五、熟料礦物組成及生產(chǎn)工藝的影響,熟料率值與燒成制度,1. 熟料率值對相容性

3、的影響,1A,8D,7C,9A,5B,10E,11F,6B,9A 1450 ,1A 1420 ,2. 煅燒溫度對相容性的影響,實驗結(jié)果：煅燒溫度越高，水泥與外加劑相容性越好。,1450 ,1420 ,1380 ,1450 ,1420 ,實驗結(jié)果：高溫段冷卻速度越快，水泥與外加劑相容性越好。,3. 冷卻速度對相容性的影響,3A 快冷,1A 中速,2A 慢冷,6B 快冷,5B 中速,4、煅燒制度影響水泥與外加劑相容性的原因,煅燒制度礦物組成和生長發(fā)育狀況 實驗方法： （1）對熟料進行化學(xué)相萃取，根據(jù)各自的化學(xué)分 析了解固溶狀況，計算礦物組成。 熟料=硅酸鹽礦物+中間相礦物 中間相礦物=C3A+C4

4、AF+玻璃體 （2）對熟料進行巖相分析，觀察礦物形貌。,萃取出的硅酸鹽礦物化學(xué)分析結(jié)果,XRD表明：沒有C3A、C4AF礦物的特征衍射峰，說明萃取分 離是干凈的，表中的Al2O3、Fe2O3是固溶在硅酸鹽礦物中的組分。,萃取出的硅酸鹽礦物中礦物組成,煅燒溫度越高，硅酸鹽礦物中固溶的C3A、C4AF含量越高。,萃取出的中間相礦物化學(xué)分析結(jié)果,XRD顯示：沒有硅酸鹽礦物C2S、C3S的特征衍射峰，說明萃取 分離是干凈的。,萃取出的C4AF固溶體化學(xué)分析結(jié)果,XRD 顯示：沒有C3A礦物的特征衍射峰，萃取分離是干凈的 煅燒溫度提高，鐵相固溶體中A/F摩爾比增大。,中間相中C3A與鐵相固溶體及其它成分

5、含量,隨著煅燒溫度的提高，鐵相固溶體中固溶Al2O3的比例增大， 中間相中C3A/鐵相固溶體的比例下降,熟料的實際礦物組成,（1）熟料4A、1A、9A樣品，隨著煅燒溫度的提高，實際硅酸鹽相礦物含量增多，中間相礦物含量減少，C3A礦物含量的變化尤為顯著； （2）熟料2A、1A與3A樣品，隨著高溫段冷卻速度的加快，也存在硅酸鹽相礦物含量增多，中間相礦物含量減少的規(guī)律，樣品2A與1A之間的差距尤其大。 礦物的活性、發(fā)育狀況對相容性的影響不可忽視。,1A,4A,9A,低溫,高溫,煅燒溫度對熟料巖相結(jié)構(gòu)的影響,隨著煅燒溫度的提高，A礦晶軸比減小。,慢冷,快冷,3A,1A,冷卻速度對巖相結(jié)構(gòu)的影響,冷卻速

6、度越慢，暗色中間體含量越多。,2A,5. 還原氣氛對相容性的影響,熟料的理論礦物組成,熟 料 物 理 性 能,熟料煅燒氣氛對相容性的影響,還原氣氛,正常氣氛,還 原 氣 氛,正 常 氣 氛,熟料的礦物組成、煅燒溫度、高溫段冷卻速度和燒成氣氛對水泥與外加劑的相容性有著顯著的影響：（1）減少熟料中熔劑礦物（尤其是C3A）的含量，減少硅酸鹽礦物中C3S的含量；（2）高溫煅燒快速冷卻的熟料；對改善水泥與外加劑相容性有利；（3）還原氣氛對相容性不利。 早強、快凝 相容性優(yōu)良 從水泥生產(chǎn)工藝來講，目前的新型干法窯生產(chǎn)設(shè)備具有為熟料提供高溫、快燒、急冷的熱工制度的條件，因此實際工業(yè)生產(chǎn)中通過優(yōu)化熟料礦物組成

7、與燒成工藝，可以生產(chǎn)出與外加劑相容性較好的熟料。結(jié)合現(xiàn)有工藝條件，選擇合適的熟料率值，調(diào)整好窯爐的熱工制度可以顯著改善現(xiàn)有熟料的外加劑相容性。,矛盾,（四）工業(yè)樣實驗結(jié)果與討論 1、水泥與外加劑的相容性,水泥樣品：分別選取省內(nèi)較具代表性的新型干法回轉(zhuǎn)窯、濕法回轉(zhuǎn)窯和立窯廠生產(chǎn)的八個工業(yè)熟料樣，在同一實驗小磨中粉磨至比表面積為36010m2/kg的硅酸鹽水泥。 其中A、B、C、D為新型干法回轉(zhuǎn)窯熟料，E、F為濕法回轉(zhuǎn)窯熟料，G、H為立窯熟料。 減水劑：減水劑FS-3A、AP-1F均為固含量為40%的液體商品外加劑，摻量均為液體的重量百分比，其中FS-3A為低濃萘配制的高效減水劑，AP-1F為中濃

8、萘配制的高效減水劑。,綜合以上各指標(biāo)，水泥與高效減水劑相容性從好到差的排序為：A、C、B、D、E、F、H、G。 A、C、B、水泥對應(yīng)的減水劑“飽和點”小，凈漿流動度大，凈漿流動度經(jīng)時損失較小，與減水劑相容性好；H、G水泥對應(yīng)的減水劑“飽和點”大，凈漿流動度小，凈漿流動度經(jīng)時損失大，與減水劑相容性較差；D、E、F、水泥與減水劑的相容性介于前兩組水泥之間。,2、熟料礦物組成對相容性的影響,礦物組成,表12、各工業(yè)樣品理論礦物組成的差異,3、熟料煅燒工藝條件相容性的影響,表2、 各熟料在窯內(nèi)的與燒成溫度有關(guān)的參數(shù),表13、各工業(yè)樣品煅燒工藝的差異,（五）小結(jié),熟料的礦物組成、煅燒溫度、煅燒時間、和冷卻速度對水