毕业论文课题相关文献综述

1.1 概述

阿利特一硫铝酸盐水泥又称含硫铝酸钙硅酸盐水泥或高钙硫铝酸盐水泥，这种水泥

熟料主要矿物组成是硅酸三钙(3CaO}Si02, C3S)、硅酸二钙(2CaO}Si02, CZS)、硫铝酸钙(3Ca0}3A1203}CaS04,C4A3S)和铁铝酸四钙(4CaO}A1203}Fe203, C4AF)。与普通硫铝酸盐水泥的不同之处是:在配制生料时，除掺加矾土、石灰石和石膏外，还要掺入少量的萤石，使得烧成温度降低，在1450C左右。与硫铝酸盐水泥相比，由于生料含铝量较低，因此可采用高铝粘土或含铝工业废渣取代矾土，从而扩大原料来源。该种水泥发挥了C3S和C4A3S矿物早强、高强的特性，成功实现了在低温下C3S与C4A3S矿物的复合与共存。该种水泥不仅具有硅酸盐水泥的一系列优良特性，而且还具有硬化时体积收缩小或不收缩、后期强度高并且能够持续发展、体积稳定性增强等优良的建筑性能。 1.2 1.2硫铝酸盐水泥的主要矿物组成

硫（铁）铝酸盐水泥主要是以无水硫（铁）铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物组成的新型水泥。表1 硫铝酸盐和铁铝酸盐水泥熟料化学成分与矿物组成。

1.3水泥的主要矿物组成研究概述

水泥有通用水泥和特种水泥。水泥中的主要组成矿物通常有C3S. CZS. C3A. C4AF以及C4A3S , C11A}}CaF:等。水泥中各种矿物特性不同，当矿物组成的比例不同时，水泥物理、化学性能将随之而改变。合理的选择水泥矿物组成，调整各矿物配比，是控制水泥物理、化学性能的重要方法之一。

2.1矿物组成对水泥强度的影响

C3S矿物水化较快，强度发展较快，早期强度较高，且增进率较大，二十八天强度可达到它一年强度的百分之七十。CZS水化较慢，至二十八天龄期仅水化百分之二十左右。凝结硬化较慢，早期强度较低。但二十八天以后强度仍能较快增长，一年后可以赶上C3S o C3A水化迅速，硬化也很快，强度在三天内就大部分发挥出来，故早期强度较高，但绝对值不高，以后几乎不再增长，甚至倒缩。C4AF的早期强度类似于C3A，而后期还能不断增长，类似于C2S,C4A3S水化迅速，早期强度高，且比C3A的高，后期强度也能增长。

2.2粉煤灰混合材对水泥性能的影响

粉煤灰水泥在水化时，由于粉煤灰的球形玻璃体较稳定，表面相当致密，水化速度较慢。水泥水化七天后，粉煤灰颗粒几乎没有发生任何变化，直至二十八天时，可看到粉煤灰颗粒表面的初步水化，略有凝胶状的水化产物生成，水化九十天后，粉煤灰颗粒开始大量水化生成C-S-H凝胶，且相互交叉连接，具有很高粘结强度。所以，粉煤灰水泥相比于硅酸盐水泥，早期强度较低，并且随粉煤灰掺入量的增加，水泥三天强度下降较大，二十八天强度变化较小。

粉煤灰作为活性材料，在水泥中的应用是比较成熟的。粉煤灰能够作为生产建材产品的原材料，其理论依据是粉煤灰具有潜在火山灰活性。粉煤灰里面的活性S10:和A120:含量越高，粉煤灰的活性就越高。粉煤灰中玻璃体含量越高，其活性也越高。同时，也不容忽视粉煤灰的细度对活性的影响，细度越细，其表面能就越大，活性就越高，从而提供化学反应的作用也越大。

R.F.Feldman等人研究发现，通过对等量的水泥进行计算，在前六个月，不含粉煤灰的纯水泥浆体的非蒸发水含量一直低于水泥一粉煤灰体系。其主要原因是，粉煤灰掺加使得有效水灰比得以提高，从而使得水泥反应程度也相应的提高，同时粉煤灰发生反应会消耗部分Ca（OH)2。所以，七天后Ca(OH)2含量下降。尽管粉煤灰的火山灰反应在养护七天时就己经开始，但是直到一年后其大部分粉煤灰颗粒还保持着原来的状态。所以对于水泥基材料的早期强度，粉煤灰的主要作用是物理填充效应。粉煤灰水泥的水化产物与硅酸盐水泥的相比，具有较低的Cas 1比和较高的化学结合水量，同时水化产物能够填充材料的内部孔洞。所以，适当粉煤灰的掺量可以使材料的结构更加致密。

粉煤灰的火山灰活性往往有粉煤灰的Ca/Si比所决定，当粉煤灰玻璃体的Si02含量较高时，[SiO4]4-量减少，在碱环境下所生成的胶凝状水化产物就少。对多种粉煤灰的一研究表明:低聚硅酸盐阴离子约低于10%(以Si02计算)时，粉煤灰的Ca/Si比较小，使得粉煤灰的[SiO4]4-聚合度较高，且A13十也参与进了网络结构中。粉煤灰早期活性比较缓慢的主要原因是Si-0和Al-O的键能比较大，使得解聚能力降低，解聚速度缓慢。

在粉煤灰发生反应之前，粉煤灰颗粒表面沉淀了C-S-H和[Ca(OH)]⁴ 。然而，在水化二十八天时粉煤灰颗粒仍然保持原来的状态，甚至在水化二年后仍有未反应的粉煤灰颗粒存在。韩韧等研究得出，水泥水化后会在粉煤灰颗粒的周围形成碱性包裹层，从而粉煤灰表面的致密层遭到破坏，使得[Si0₂]⁴ 一和Ca² 发生反应生成C-S-H凝胶。当水泥体系中存在CaS04时，与OH^-的反应速度相比，[Si0₂]⁴ 一反应很快，能够与溶出的少量Ca² 和A1³ 发生反应生成钙矾石(AFt)，使得液相中A1³ 和Ca² 离子浓度降低，进而促进粉煤灰玻璃体表面进一步分解，使得Ca(OH)₂包裹层和粉煤灰颗粒之间的反应加速，生成更多的C-S-H凝胶，提高了粉煤灰水泥的早期强度。

水泥熟料中C3S矿物与粉煤灰的研究方面，既有粉煤灰延缓C3S矿物水化的报道，也有粉煤灰促进C3S矿物水化的结论。在粉煤灰延缓C3S矿物水化的研究中，Wei等认为，粉煤灰分解产生了较多的A1³ ，使得液相中A1³ 的浓度增加。同时，A1³ 又能够与Ca² 、[Ca(OH)]⁴ 一发生反应，生成AFto AFt的生成消耗了部分Ca² ，另外粉煤灰颗粒也能够吸附部分Ca² ，使得Ca² 浓度降低，C-S-H的生成被推迟，所以也推迟了熟料中C3S矿物的水化。Massazza认为粉煤灰存在未燃烬的有机物，使得C3S矿物的水化推迟。有文献认为，水化一天后，粉煤灰能加速C3S矿物的水化。TaylOT认为水化开始时，粉煤灰颗粒表面能够作为活化中心加速Ca(OH)₂结晶和C-S-H的生成，因而粉煤灰能够加速了C3S矿物水化。Takemoto则认为这是Ca² 被粉煤灰表面吸收的结果。

3.1 不同C3S含量阿利特一硫铝酸盐水泥熟料。

C3S是硅酸水泥熟料主要矿物，同时也是阿利特一硫铝酸盐水泥熟料的主要矿物，其在高温液相作用下，由CZS吸收氧化钙而成。C3s加水调和后，初凝不少于45分钟，终凝不长于12小时。它水化速率较快，粒径为40-45um的C3S颗粒加水二十八天后，其中有70%左右的C3S与水反应。C3S可产生较高的抗压强度，强度发展较快，早期强度较高，增进率较大，二十八天强度可达到一年强度的70-80%。但C3S水化热较高，抗水性较差。

3.2粉煤灰对C3S含量不同的阿利特一硫铝酸盐水泥性能的影响

水泥用适量的水拌和后，通过凝结硬化逐渐变成具有强度的石状体。同时，还伴随着水化放热和体积变化等现象。这说明产生了复杂的物理、化学的变化，从而使硬化的水泥强度有所增长，性能也有一定的变化。

（1）水化三天试样XRD分析。

（2）水化三天试样结合水测定。

毕业论文课题相关文献综述

1.1 概述

阿利特一硫铝酸盐水泥又称含硫铝酸钙硅酸盐水泥或高钙硫铝酸盐水泥，这种水泥

熟料主要矿物组成是硅酸三钙(3CaO}Si02, C3S)、硅酸二钙(2CaO}Si02, CZS)、硫铝酸钙(3Ca0}3A1203}CaS04,C4A3S)和铁铝酸四钙(4CaO}A1203}Fe203, C4AF)。与普通硫铝酸盐水泥的不同之处是:在配制生料时，除掺加矾土、石灰石和石膏外，还要掺入少量的萤石，使得烧成温度降低，在1450C左右。与硫铝酸盐水泥相比，由于生料含铝量较低，因此可采用高铝粘土或含铝工业废渣取代矾土，从而扩大原料来源。该种水泥发挥了C3S和C4A3S矿物早强、高强的特性，成功实现了在低温下C3S与C4A3S矿物的复合与共存。该种水泥不仅具有硅酸盐水泥的一系列优良特性，而且还具有硬化时体积收缩小或不收缩、后期强度高并且能够持续发展、体积稳定性增强等优良的建筑性能。 1.2 1.2硫铝酸盐水泥的主要矿物组成

硫（铁）铝酸盐水泥主要是以无水硫（铁）铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物组成的新型水泥。表1 硫铝酸盐和铁铝酸盐水泥熟料化学成分与矿物组成。