李淵

摘 要：本文結合企業(yè)生產的實際情況，運用含有較高氧化鐵含量的低品位礬土，在實驗室中以不同的氧化鐵含量和燒結溫度來探索其對水泥物理性能和水化性能的影響，從而為企業(yè)的生產提供參考和指導。

關鍵詞：硫鋁酸鹽水泥 氧化鐵 物理性能 結合水含量

1.實驗

1 . 1原材料

實驗的原材料為礬土、石膏和石灰石，用分析純的Fe2O3來做鐵質校正原料，通過化學分析可以得到各組份的化學成分，見表1。

1 . 2配料計算

配料計算所遵循的規(guī)律是物料平衡。同硅酸鹽水泥類似，硫鋁酸鹽水泥的三個率值分別是，堿度系數Cm、鋁硅比N和鋁硫比P，生產中控制三個率值的范圍一般為Cm≤1，P≤3.82。依次通過調整鐵質校正原料的含量來控制各熟料的成分。

1.3燒結和配制

稱取一定比例的原材料均勻混合，加入適量的水攪拌，在60KN的壓力下成型為φ30mm，高度為10mm的圓形試樣。試樣放入105℃的烘箱中4h，接著在硅鉬棒電爐中燒結，煅燒溫度為1200℃、1300℃和1400℃，升溫速率是5℃/min，保溫80min，取出在空氣中急冷得到熟料。摻加10%的石膏與熟料共同粉磨，研磨到細度通過0.080mm方孔篩，篩余為5%，可制得水泥。

1 . 4性能檢測和分析方法

抗壓強度實驗水灰比為0.33，成型成20mm×20mm×20mm的立方體試塊，6h后脫模，然后在標準條件下養(yǎng)護，分別測定1、3、7和28d的強度。試樣水化程度用結合水含量來表征。采用D/max-RB型X射線衍射儀對水泥的水化產物進行分析；用JSM-5610LV型SEM透射電鏡對水化試樣進行分析。

2.結果與討論

2 . 1水泥物理性能

對不同組份和不同溫度燒結下的水泥進行凝結時間和力學性能實驗，結果如表2所示。

表2分析可知，不同的組份和煅燒溫度對水泥的性能有很大的影響。A和B組中，低溫燒結下的初、終凝時間都非常短，出現促凝現象，為10min和15min，在實際的生產中要避免這種情況的發(fā)生，高溫燒結下的水泥凝結時間正常；C和D組中，水泥中的雜質礦物被分解和轉化，使得凝結時間符合實際生產，為20min和100min。

2 . 2結合水含量

不同氧化鐵含量和燒結溫度對水泥各齡期結合水含量的影響如圖1所示。

圖1是各齡期下不同組份的結合水含量，隨著水泥齡期的延長，結合水含量逐漸增加，水化反應持續(xù)進行。A和B組中，低溫組份中的結合水含量增加幅度遠小于高溫組份，水化程度降低，這與強度的發(fā)揮相吻合；C和D組中，低溫組份的結合水含量明顯高于前兩組，雜質礦物消失，水化速率上升。從A到D組，隨著氧化鐵含量的增加，結合水含量緩慢減小，水化速度降低，和上述強度的變化規(guī)律相同。隨著氧化鐵含量的上升，更容易形成配位數較少的低鋁鐵相，其相鄰原子之間的鍵長變短，鍵能增強，水化速度變慢，結合水含量呈下降趨勢。

2.3微觀分析

3.結語

（1）低溫燒結下，低氧化鐵含量的水泥出現促凝現象，高氧化鐵含量的水泥凝結時間正常。高溫燒結時各組份水泥凝結時間大致相同。

（2）低溫燒結下，低氧化鐵含量的水泥前期抗壓強度較低，后期幾乎不增長，高氧化鐵含量的水泥前期與后期的抗壓強度發(fā)展較好。高溫組份水泥各齡期的抗壓強度發(fā)展良好，當氧化鐵含量為8%時，抗壓強度達到最大值，礦物組成比例適宜。

（3）結合水含量隨著氧化鐵含量的增加而減小，水化速度降低。水泥水化后的產物是AFt、鋁膠和鐵膠，以及少量的Ca（OH）2和C-S-H等相互膠結在一起，共同構建了水泥石的空間結構。

參考文獻：

[1]王燕謀，蘇慕珍，張量.硫鋁酸鹽水泥[M].北京：北京工業(yè)大學出版社.1999.

[2]郭勇，蘇慕珍，鄧君安，王燕謀.鐵鋁酸鹽水泥中鐵相水化特征的研究[J].硅酸鹽學報，1989（08）：296-301.