水泥与外加剂相容性的研究(chengdu).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,水泥与外加剂相容性的研究,熟料烧成工艺的影响,一、相容性的研究意义,相容性与水泥高性能化的关系,目前存在的问题：,符合国标质量要求的水泥在配制商品混凝土时性能差异较大。,商品混凝土企业的需要：,选择优质原材料、提高混凝土质量、降低混凝土生产成本。,水泥生产企业的需要：,生产高品质、高性能的水泥，增强产品的市场竞争力。,二、相容性的评价标准,同一配合比、同一水泥掺量条件下配制相同强度等级、相同流动性能的混凝土拌和物，所需减水剂用量的多少,混凝土拌和物塌落度经时损失的大小,混凝土拌和物离析、泌水性能的好坏,即在同一配合比条件下，混凝土拌和物和易性的好坏,三、相容性的评价方法,净浆流动度法,Marsh筒法,饱和点掺量小，饱和点Marsh时间短，Marsh时间经时损失小，浆体抗离析泌水性能好，则水泥与外加剂相容性好。,饱和点,四、相容性的影响因素,实验条件：水灰比、温度、湿度、外加剂添加方式等,（一）实验条件,水灰比的影响,水灰比越大，净浆流动度越大，饱和点对应的减水剂掺量越小，达到饱和点后流动时间越短。,水灰比越小，水泥对减水剂的敏感程度越大。,不同标号混凝土水灰比不同，对减水剂的相容性也不同。,（二）外加剂品种的影响,（三）水泥的影响,ACB,不同水泥对外加剂的相容性不同，并且水泥是影响相容性好坏的主要原因。,ACB,五、熟料矿物组成及生产工艺的影响,熟料,f-CaO,KH,n,p,煅烧温度,1250,冷却速度,/min,1A,0.30,0.92,2.69,1.52,1420,4.25,2A,0.23,0.92,2.69,1.52,1420,1.42,3A,0.36,0.92,2.69,1.52,1420,17,4A,0.57,0.92,2.69,1.52,1380,4.25,9A,0.24,0.92,2.69,1.52,1450,4.25,5B,0.57,0.92,2.70,1.79,1450,4.25,6B,0.48,0.92,2.70,1.79,1450,17,7C,0.21,0.92,2.10,1.60,1420,4.25,8D,0.24,0.92,2.13,1.35,1420,4.25,10E,0.42,0.92,2.70,1.31,1450,17,12E,0.35,0.92,2.70,1.31,1420,17,11F,0.90,0.95,2.69,1.28,1450,17,熟料率值与烧成制度,1.熟料率值对相容性的影响,生料,KH,n,p,A,0.92,2.69,1.52,B,0.92,2.70,1.79,C,0.92,2.10,1.60,D,0.92,2.13,1.35,E,0.92,2.70,1.31,F,0.95,2.69,1.28,1A,8D,7C,9A,5B,10E,11F,6B,9A,1450,1A,1420,2.煅烧温度对相容性的影响,实验结果：煅烧温度越高，水泥与外加剂相容性越好。,1450,1420,1380,1450,1420,实验结果：高温段冷却速度越快，水泥与外加剂相容性越好。,3.冷却速度对相容性的影响,3A 快冷,1A 中速,2A 慢冷,6B 快冷,5B 中速,4、煅烧制度影响水泥与外加剂相容性的原因,煅烧制度矿物组成和生长发育状况,实验方法：,（1）对熟料进行化学相萃取，根据各自的化学分,析了解固溶状况，计算矿物组成。,熟料=硅酸盐矿物+中间相矿物,中间相矿物=C,3,A+C,4,AF+玻璃体,（2）对熟料进行岩相分析，观察矿物形貌。,萃取出的硅酸盐矿物化学分析结果,成分,样品,SiO,2,Fe,2,O,3,Al,2,O,3,CaO,MgO,1A,（中）,24.42,1.05,1.97,67.86,2.35,97.65,2A,（慢冷）,25.12,0.90,1.48,68.15,2.57,98.22,3A,（快冷）,24.57,0.97,1.72,67.02,2.72,97.0,4A,（低温）,25.08,0.98,1.48,66.84,2.88,97.26,9A,（高温）,24.34,1.13,2.01,67.05,2.58,97.11,XRD表明：没有C,3,A、C,4,AF矿物的特征衍射峰，说明萃取分,离是干净的，表中的Al,2,O,3、,Fe,2,O,3,是固溶在硅酸盐矿物中的组分。,萃取出的硅酸盐矿物中矿物组成,样品,C,3,S,C,2,S,C,3,A,C,4,AF,C,3,S+C,2,S,C,3,A+C,4,AF,1A,(中),75.86,12.89,3.45,3.19,88.75,6.64,2A,(慢冷),75.23,15.37,2.40,2.74,90.60,5.14,3A,(快冷),73.09,15.40,2.98,2.95,88.49,5.93,4A,(低温),70.08,19.14,2.27,2.98,89.22,5.25,9A,(高温),72.79,14.97,3.42,3.44,87.76,6.86,煅烧温度越高，硅酸盐矿物中固溶的C,3,A、C,4,AF含量越高。,萃取出的中间相矿物化学分析结果,成分,样品,SiO,2,Fe,2,O,3,Al,2,O,3,CaO,MgO,1A（中）,4.13,16.77,23.02,47.40,7.04,98.34,2A,（慢冷）,3.36,17.01,23.10,46.53,8.29,98.29,3A,（快冷）,5.42,16.41,22.76,46.53,6.93,98.08,4A,（低温）,4.67,16.71,22.79,46.11,7.83,98.11,9A,（高温）,2.99,17.15,23.72,47.37,723,98.46,XRD显示：没有硅酸盐矿物C,2,S、C,3,S的特征衍射峰，说明萃取,分离是干净的。,萃取出的C,4,AF固溶体化学分析结果,成分,样品,SiO,2,Fe,2,O,3,Al,2,O,3,CaO,MgO,A/F摩尔比,1A(中),2.69,20.86,23.18,45.35,5.79,1.7431,2A(慢冷),1.00,21.63,23.76,46.14,5.66,1.7231,3A(快冷),3.20,20.45,22.97,46.68,5.16,1.7619,4A(低温),2.31,21.25,22.60,46.07,6.06,1.6683,9A(高温),3.01,2066,23.82,45.90,4.85,1.8086,XRD 显示：没有C,3,A矿物的特征衍射峰，萃取分离是干净的,煅烧温度提高，铁相固溶体中A/F摩尔比增大。,中间相中C,3,A与铁相固溶体及其它成分含量,样品,C,3,A,铁相固溶体,C,3,A/铁相,固溶体,固溶SiO,2,固溶,CaO,组成,含量,1A(中）,11.62,C,5.4862,A,1.7431,F,67.61,0.1719,4.13,7.98,2A(慢冷),11.70,C,5.4462,A,1.7231,F,68.12,0.1718,3.36,6.85,3A(快冷),11.47,C,5.5238,A,1.7619,F,66.57,0.1723,5.42,7.67,4A(低温),13.30,C,5.3366,A,1.6683,F,65.69,0.2026,4.67,6.63,9A(高温),10.47,C,5.6172,A,1.8086,F,70.64,0.1476,2.99,7.14,随着煅烧温度的提高，铁相固溶体中固溶Al,2,O,3,的比例增大，,中间相中C,3,A/铁相固溶体的比例下降,熟料的实际矿物组成,（1）熟料4A、1A、9A样品，随着煅烧温度的提高，实际硅酸盐相矿物含量增多，中间相矿物含量减少，C,3,A矿物含量的变化尤为显著；,（2）熟料2A、1A与3A样品，随着高温段冷却速度的加快，也存在硅酸盐相矿物含量增多，中间相矿物含量减少的规律，样品2A与1A之间的差距尤其大。,矿物的活性、发育状况对相容性的影响不可忽视。,组成样品,C,3,S,C,2,S,C,3,A,C,4,AF,C,3,S+C,2,S,C,3,A+C,4,AF,实际硅酸盐相,实际中间相,熟料1A,66.18,11.25,1.48,8.63,77.43,10.11,87.24,12.76,熟料2A,64.34,13.15,1.69,9.86,77.49,11.55,85.53,14.47,熟料3A,63.86,13.45,1.45,8.41,77.31,9.86,87.37,12.63,熟料4A,60.86,16.62,175,8.64,77.48,10.39,86.84,13.16,熟料9A,64.55,13.27,1.19,8.00,77.82,9.19,88.68,11.32,1A,4A,9A,低温,高温,煅烧温度对熟料岩相结构的影响,随着煅烧温度的提高，A矿晶轴比减小。,慢冷,快冷,3A,1A,冷却速度对岩相结构的影响,冷却速度越慢，暗色中间体含量越多。,2A,5.还原气氛对相容性的影响,工业熟料,C,3,S,C,2,S,C,3,A,C,4,AF,GY1,63.62,10.52,8.96,12.19,熟料的理论矿物组成,样 品,f-CaO（%）,平均立升重（kg/m,3,）,标准稠度（%）,凝结时间（min）,抗折强度（MPa）,抗压强度（MPa）,初凝,终凝,3d,28d,3d,28d,正常,0.71,1400,25.6,150,191,5.9,9.0,28.3,57.9,还原,0.78,1440,25.8,135,179,5.9,8.7,27.0,56.7,熟 料 物 理 性 能,熟料煅烧气氛对相容性的影响,还原气氛,正常气氛,还 原 气 氛,正 常 气 氛,熟料的矿物组成、煅烧温度、高温段冷却速度和烧成气氛对水泥与外加剂的相容性有着显著的影响：（1）减少熟料中熔剂矿物（尤其是C,3,A）的含量，减少硅酸盐矿物中C,3,S的含量；（2）高温煅烧快速冷却的熟料；对改善水泥与外加剂相容性有利；（3）还原气氛对相容性不利。,早强、快凝 相容性优良,从水泥生产工艺来讲，目前的新型干法窑生产设备具有为熟料提供高温、快烧、急冷的热工制度的条件，因此实际工业生产中通过优化熟料矿物组成与烧成工艺，可以生产出与外加剂相容性较好的熟料。结合现有工艺条件，选择合适的熟料率值，调整好窑炉的热工制度可以显著改善现有熟料的外加剂相容性。,矛盾,（四）工业样实验结果与讨论,1、水泥与外加剂的相容性,水泥样品：,分别选取省内较具代表性的新型干法回转窑、湿法回转窑和立窑厂生产的八个工业熟料样，在同一实验小磨中粉磨至比表面积为36010m,2,/kg的硅酸盐水泥。其中A、B、C、D为新型干法回转窑熟料，E、F为湿法回转窑熟料，G、H为立窑熟料。,减水剂：,减水剂FS-3A、AP-1F均为固含量为40%的液体商品外加剂，掺量均为液体的重量百分比，其中FS-3A为低浓萘配制的高效减水剂，AP-1F为中浓萘配制的高效减水剂。,综合以上各指标，水泥与高效减水剂相容性从好到差的排序为：A、C、B、,D、E、F,、H、G。,A、C、B、水泥对应的减水剂“饱和点”小，净浆流动度大，净浆流动度经时损失较小，与减水剂相容性好；H、G水泥对应的减水剂“饱和点”大，净浆流动度小，净浆流动度经时损失大，与减水剂相容性较差；D、E、F、水泥与减水剂的相容性介于前两组水泥之间。,2、熟料矿物组成对相容性的影响,矿物组成,熟料A,B,C,D,E,F,G,H,C,3,S,56.04,61.98,59.58,62.15,58.53,55.95,46.29,49.72,C,2,S,18.07,14.89,16.81,15.16,15.02,18.49,22.90,21.37,C,3,A,5.81,7.50,8.91,9.16,5.15,8.35,9.22,8.79,C,4,AF,15.29,9.60,10.20,7.36,14.56,12.59,13.59,12.40,C,3,A+C,4,AF,21.10,17.10,19.11,16.52,19.71,20.94,22.81,21.19,表12、各工业样品理论矿物组成的差异,3、熟料煅烧工艺条件相容性的影响,表2、各熟料在窑内的与烧成温度有关的参数,A,B,C,D,E,F,分解炉内温度/（）,936,908,950,877,/,/,生料入窑温度/（）,865,849,863,672,/,/,入窑生料分解率/（%）,92.5,90.5,96,90,/,/,煤燃值K/（cal/Kg）,6100,6050,6200,5475,5475,5830,二次风温/(),1200,1130,1200,920,700,763,熟料入冷却机温度/(),1320,1300,1350,1280,1000,1000,熟料冷却用风量m,3,/Kg熟料,38.0,10.2,12.5,3.6,2.8,3.0,烧成带长度/（m）,26.0,12.0,22.5,14.0,20.0,21.0,物料在烧成带停留时间/（min）,11.0,7.0,10.5,6.5,33.5,33.2,表13、各工业样品煅烧工艺的差异,（五）小结,熟料的矿物组成、煅烧温度、煅烧时间、和冷却速度对水泥与外加剂的相容性有着显著的影响。,（1）增加熟料中硅酸盐矿物含量，对改善水泥与外加剂相容性有利。,（2）高温快烧的熟料对改善水泥与外加剂的相容性有利。,（3）急冷（玻璃体含量较高）的熟料对改善水泥与外加剂相容性有利。,谢 谢！,Thank you!,