利用工业废渣制备高C3S水泥熟料的研究

论文摘要

水泥是一种用途广泛的建筑材料，有着巨大的市场需求。目前我国的水泥生产绝大部分采用自然材料进行，生产水平较低。研究、生产出高胶凝性水泥熟料矿物体系，已势在必行。因此，高效节能的硅酸盐水泥生产工艺的研发具有重大的理论意义和现实意义。根据课题的研究内容，本论文从研究利用工业废渣改善水泥生料易烧性入手，运用金相显微镜、X射线衍射、等离子电感耦合光谱仪、环境扫描电镜和能谱仪等测试方法，对在1450℃下高C3S水泥熟料制备和形成机理进行了详细的研究。通过在实验室中对工业化生产的模拟，初步探讨了高C3S水泥熟料的工业烧成制度。本论文首先对在1450℃下烧制高C3S水泥熟料进行了研究。研究结果表明，用磷渣等代替部分水泥原料，采用KH=0.98、SM=2.2、IM=1.6的熟料率值，磷渣掺量为7％时，可以在1450℃下烧制成合格的高C3S水泥熟料。熟料中C3S结晶完整，颗粒数量多、分布均匀，其他主要熟料矿物相也烧成较好。用高C3S熟料制得的水泥，早期强度达到30MPa以上，后期强度可以达到70MPa以上。本论文还对磷渣在改善高C3S水泥熟料烧成过程中的作用机理进行了研究。研究结果表明，磷渣中大量存在的微细晶体在C3S形成过程中起到了“晶核作用”，明显降低了C3S表观形成反应的活化能，促进了C3S在较低过饱和度下的生成。磷渣中的玻璃体不仅可以降低高温液相出现的温度，而且增加了液相量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 理论研究现状
• 1.2.2 国内外研究现状
• 1.2.3 国内发展现状
• 1.3 选题的目的和意义
• 第2章 研究内容与试验设计
• 2.1 研究内容
• 2.1.1 实验研究总体思路
• 2.1.2 易烧性实验研究
• 2.1.3 水泥宏观性能实验研究
• 2.1.4 烧成制度的研究
• 2.1.5 熟料烧成动力学研究
• 2.2 实验原料选择
• 2.2.1 石灰质原料
• 2.2.2 粘土质原料
• 2.2.3 校正原料
• 2.2.4 外掺原料
• 2.3 原料的制备
• 2.4 配料计算
• 2.4.1 前期准备
• 2.4.2 熟料率值的确定
• 2.5 生料配料
• 2.5.1 配料计算方法
• 2.5.2 生料配料
• 2.6 本章小结
• 第3章 生料易烧性实验研究
• 3.1 生料的制备
• 3.2 掺磷渣和铜渣生料易烧性实验
• 3.2.1 掺磷渣生料易烧性实验
• 3.2.2 掺铜渣易烧性实验
• 3.3 其他废渣的易烧性研究
• 3.3.1 掺铅锌渣生料易烧性实验
• 3.3.2 掺黄磷渣生料易烧性实验
• 3.3.3 掺淤泥生料易烧性实验
• 3.3.4 掺钢渣生料易烧性实验
• 3.4 岩相分析
• 3.4.1 熟料主要矿物岩相
• 3.4.2 反光显微镜岩相实验分析
• 3.5 熟料的XRD分析
• 3.6 本章小结
• 3S熟料的煅烧'>第4章 熟料宏观性能和高C₃S熟料的煅烧
• 4.1 宏观性能试验研究
• 4.1.1 水泥强度实验研究
• 4.1.2 水泥熟料大样岩相分析
• 4.1.3 熟料大样X射线衍射分析
• 4.1.4 低温煅烧熟料实验
• 3S水泥熟料煅烧'>4.2 高C₃S水泥熟料煅烧
• 4.2.1 煅烧制度对水泥宏观性能的影响
• 3S水泥熟料冷却机制的研究'>4.2.2 高C₃S水泥熟料冷却机制的研究
• 4.3 本章小结
• 3S水泥熟料机理研究'>第5章 利用废渣制备高C₃S水泥熟料机理研究
• 5.1 磷渣中矿化剂组分的作用
• 5.1.1 S、F、P组分的作用
• 5.1.2 微量元素的作用
• 5.2 磷渣的晶核作用
• 5.2.1 成核理论
• 5.2.2 磷渣的特性
• 5.2.3 磷渣的作用机理
• 5.3 动力学参数研究
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 工程硕士研究生个人简历