硫鐵鋁酸鋇鈣礦物的研究.pdf

1、硫鋁酸鋇鈣礦物(CaO(4-x)·Al2O3·xBaSO4)是含鋇硫鋁酸鹽水泥的主導(dǎo)礦物，具有良好的早強、高強性能。許多學者對其進行深入的分析。研究表明，當硫鋁酸鋇鈣的組成為C2.75B1.25A3(S)時強度最高。現(xiàn)階段含鋇硫鋁酸鹽水泥的生產(chǎn)中原料成本較高，其最主要的一個原因原料鋁礬土的價格相對較高。因此，本研究課題的基本思路是通過對含鋇硫鋁酸鹽水泥礦物C2.75B1.25A3(S)進一步研究，用分析純化學試劑Fe2O3中的Fe離子對

2、C2.75B1.25A3(S)中的Al離子進行取代，合成了一種新的水泥礦物——硫鐵鋁酸鋇鈣系列礦物，改善其性能，降低其成本。 本文系統(tǒng)的研究了硫鐵鋁酸鋇鈣礦物，確定硫鐵鋁酸鋇鈣礦物的結(jié)構(gòu)、組成及礦物燒成制度。通過正交試驗方法研究硫鐵鋁酸鋇鈣礦物，確定最佳燒成溫度及鐵摻入量。研究CaF2對硫鐵鋁酸鋇鈣礦物形成過程的影響。并運用XRD，SEM-EDS，DTA-TG，孔結(jié)構(gòu)分析等測試手段對礦物及水泥熟料的物理性能進行了定性分析與表征。

3、 研究結(jié)果表明：硫鐵鋁酸鋇鈣(C2.75B1.25A3-xFex(S))各單礦物各項性能指標如強度、XRD、SEM-EDS、DTA-TG等相比較，證明硫鐵鋁酸鋇鈣單礦物中選含鐵量為0.25的試樣是硫鋁酸鋇鈣水泥礦物中鐵的最佳替代點，其化學式為C2.75B1.25A2.75Fe0.25(S)；其1d、3d、28d強度分別為49.8MPa、64.4MPa和90MPa。利用正交試驗方法分析研究Ba離子摩爾量、Fe離子摩爾量和燒成溫度對

4、膠凝材料(硫鐵鋁酸鋇鈣礦物)抗壓強度的影響規(guī)律和影響的顯著性。實驗證明硫鐵鋁酸鋇鈣礦物最佳組成是C2.75B1.25A2.75F0.25(S)，最佳燒成溫度為1250℃。在C2.75B1.25A2.75Fe0.25(S)礦物生料中加入少量的CaF2，可以降低C2.75B1.25A2.75Fe0.25(S)礦物的燒成溫度，提高其燒成質(zhì)量，進一步降低其生產(chǎn)成本。在燒成溫度定位1200℃時，其強度在CaF2摻量為0.4％時達到最高，1d、3d

5、、28d強度分別為31MPa、72MPa和90MPa。在燒成溫度為1250℃時，其1d強度隨CaF2摻量的增加上升明顯，在CaF2摻量為2％時達到最高的66.83MPa。從XRD分析可以看出，CaF2的摻入可以促使生成C2.75B1.25A2.75F0.25(S)礦物，且影響非常明顯。最后，當硫鋁酸鋇鈣系列礦物[(3-x)CaO·xBaO·(3-y)Al2O3·yFe·CaSO4]中Ba含量在0到1.25變化時，用鐵取代礦物中的鋁，通過