硫铁铝酸钡钙矿物的研究

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1、济南大学硕士学位论文摘要硫铝酸钡钙矿物(Caof4_x1‘舢203‘xBaS04)是含钡硫铝酸盐水泥的主导矿物，具有良好的早强、高强性能。许多学者对其进行深入的分析。研究表明，当硫铝酸钡钙的组成为c2．75B。∞A3S时强度最高。现阶段含钡硫铝酸盐水泥的生产中原料成本较高，其最主要的一个原因原料铝矾土的价格相对较高。因此，本研究课题的基本思路是通过对含钡硫铝酸盐水泥矿物C2．7581．25A3S进一步研究，用分析纯化学试剂Fe203中的Fe离子对C2．758125A3S中的～离子进行取代，合成了一种新的水

2、泥矿物——硫铁铝酸钡钙系列矿物，改善其性能，降低其成本。本文系统的研究了硫铁铝酸钡钙矿物，确定硫铁铝酸钡钙矿物的结构、组成及矿物烧成制度。通过正交试验方法研究硫铁铝酸钡钙矿物，确定最佳烧成温度及铁掺入量。研究caF2对硫铁铝酸钡钙矿物形成过程的影响。并运用xRD，sEM．EDS，D1'A．TG，孔结构分析等测试手段对矿物及水泥熟料的物理性能进行了定性分析与表征。研究结果表明：硫铁铝酸钡钙(c2．7581．25A3。聃s)各单矿物各项性能指标如强度、xRD、sEM—EDs、DrllA．TG等相比较，证明硫铁

3、铝酸钡钙单矿物中选含铁量为O．25的试样是硫铝酸钡钙水泥矿物中铁的最佳替代点，其化学式为C275Bl笛A2．75Feo．篮s：其1d、3d、28d强度分别为49．8MPa、64．4MPa和90MPa。利用正交试验方法分析研究Ba离子摩尔量、Fe离子摩尔量和烧成温度对胶凝材料(硫铁铝酸钡钙矿物)抗压强度的影响规律和影响的显著性。实验证明硫铁铝酸钡钙矿物最佳组成是c2．7581．2幽_75F025S，最佳烧成温度为1250℃。在C275Bl2sA2∞Feo∞S矿物生料中加入少量的caF2，可以降低c2．758

4、1．25A2．75Feo．25s矿物的烧成温度，提高其烧成质量，进一步降低其生产成本。在烧成温度定位1200℃时，其强度在caF2掺量为0．4％时达到最高，1d、3d、28d强度分别为31MPa、72MPa和90MPa。在烧成温度为1250℃时，其1d强度随CaF2掺量的增加上升明显，在CaF2掺量为2％时达到最高的66．83MPa。从xRD分析可以看出，caR的掺入可以促使生成c275Bl25A275F025S矿物，且影响非常明显。最后，当硫铝酸钡钙系列矿物【(3．x)CaO·xBaO·(3．”m203

5、·yFe-cas04】中Ba含量在0到1．25变化时，用铁取代矿物中的铝，通过x_ray分析，并考虑抗压强度的因素，确定铁能取代铝的最佳替代点。关键词：硫铁铝酸钡钙，抗压强度，氧化铁，正交试验堡垂垂耋塑童竺篁堡墼苎查堡堡璧墼丝堡ABSTRACTBariumcalciumsulphoaluminateisthemainmineralofBabearingsulphoaluminatecementwhichhashighearlystrengfh．nisresearchedbymanyscientists．R

6、esultsiⅡdicatematthecompressivestren甜hofC2．7581．2幽5isthehighest．TheproductioncostofBabearingsulphoaluminatecementisstillhighinnowadays，oneofthemOstlyreasOnisthepriceofthealuminumbauxiteisexpensive．Hence，inordertoimproVeperfomallceandreducethecost，thisrese

7、archwillstudytheBabearingsulphoalumiIlatecementfIlnher．，。—、√，—一’‘—。’、-_·’’-‘、_，‘-一TheBa-bearingcalciumsulfo-feⅡitealuminateseriesofnewcementmineralsares”mesizedbyadi鼢entequivalentofFc3+replaceingfor～3+．Thestructure，∞mpositionaIldthebumingmechanismofBa-bea

8、ringcaldumsulfo—feⅡitealuminatehavebeenstudiedinthisresearch．ThebestbumiⅡgtemperatureofBa-bearingcaldumsulfo—feIrilealuminatewereresearchedbyorthogonaltest．TheinnuenceofCaF2oncomposjtion柚dperf0瑚aIlccofBa-bearingcalc