自粉化低钙水泥的制备及其碳酸化硬化性能研究

发布时间：2023-11-14 18:53

　　为了降低水泥的烧成能耗与粉磨电耗,减少CO₂气体的排放量,本文通过设计配料方案和煅烧制度制备了一种以C₂S为主要矿物(C₂S含量高于79.2%)的新型水泥——自粉化低钙水泥。该水泥自粉化的动力是β-C₂S转变为γ-C₂S的晶型转变能,并采用加速碳酸化技术使其硬化。研究了自粉化低钙水泥的制备方法、碳酸化后的力学性能及微观形貌等。具体研究结果如下:1、首先采用化学试剂制备自粉化低钙水泥,初步探索制备该水泥的率值范围和煅烧温度,探索结果为石灰饱和系数KH取0.667,硅率SM取2.0⁴.0,烧成温度取1350℃。在以上探索的基础上,进一步采用工业原料探索该自粉化低钙水泥的制备条件,试验表明,采取石灰石、砂岩/河砂、铁矿制备该水泥的条件为:石灰饱和系数KH为0.667,硅率SM为2.50³.50,烧成温度为1300℃,冷却速率低于400℃/min,γ-C₂S含量≥57.3%,γ-C₂S转化率≥70%...

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致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 水泥工业的碳排放与减排现状
        1.1.2 低钙水泥的研究进展
        1.1.3 自粉化水泥的研究进展
        1.1.4 C₂S的碳酸化研究进展
    1.2 研究内容和研究思路
        1.2.1 研究内容
        1.2.2 研究路线
2 试验原料、设备及试验方法
    2.1 试验原料及成分分析
        2.1.1 化学试剂成分分析
        2.1.2 工业原料成分分析
    2.2 试验设备
    2.3 主要测试仪器及测试方法
        2.3.1 游离氧化钙的测定
        2.3.2 粒度分布测试
        2.3.3 比表面积的测定
        2.3.4 XRD测试
        2.3.5 TG-DTA测试
        2.3.6 FT-IR测试
        2.3.7 SEM-EDS、BSE测试
        2.3.8 力学性能测试
    2.4 水泥碳酸化反应特性评价方法
        2.4.1 CO₂ 固化量
        2.4.2 碳酸化程度
3 自粉化低钙水泥的制备方法
    3.1 相图分析
    3.2 生料配比计算
    3.3 生料片制备
    3.4 煅烧制度设计
    3.5 冷却制度设计
    3.6 用化学试剂制备自粉化低钙水泥
        3.6.1 易烧性分析
        3.6.2 自粉化效果分析
    3.7 用工业原料制备自粉化低钙水泥
        3.7.1 制备方案设计
        3.7.2 粒度分析
        3.7.3 水泥熟料矿物的定量分析
    3.8 本章小结
4 碳酸化条件探索
    4.1 水灰比对碳酸化速率的影响
    4.2 CO₂ 气体分压对水泥碳酸化增重率的影响
    4.3 试块厚度对碳酸化增重率的影响
    4.4 坯体成型压力对碳酸化增重率的影响
    4.5 坯体成型压力对抗压强度的影响
    4.6 碳酸化时间对抗压强度的影响
    4.7 本章小结
5 碳酸化硬化性能分析
    5.1 γ-C₂S、β-C₂S单矿的碳酸化硬化性能
        5.1.1 γ-C₂S、β-C₂S的碳酸化强度分析
        5.1.2 γ-C₂S、β-C₂S碳酸化反应后的定性和定量分析
    5.2 自粉化低钙水泥的碳酸化硬化性能
        5.2.1 挤压成型净浆试块的碳酸化强度分析
        5.2.2 浇注成型净浆试块的碳酸化强度分析
        5.2.3 胶砂试块的碳酸化强度分析
        5.2.4 碳酸化产物的XRD分析
        5.2.5 碳酸化产物的FT-IR分析
        5.2.6 碳酸化产物的热分析
    5.3 自粉化低钙水泥的微观形貌分析
        5.3.1 SEM分析
        5.3.2 BSE分析
    5.4 CO₂ 减排量分析
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3864012