礦相匹配對(duì)再生水泥熟料燒成與性能的影響.pdf

1、以石灰?guī)r為粗骨料的廢棄水泥混凝土中含有石灰石（粗骨料）和硅質(zhì)原料（砂），硬化水泥石高溫下脫水形成的氧化物成分與水泥生料基本相同，理論上完全可以利用廢棄混凝土中所有組分作為原料制備再生水泥。前期試驗(yàn)表明:以全組分廢棄混凝土做為一種再生資源用來(lái)煅燒硅酸鹽水泥熟料技術(shù)上是可行的。但是，與水泥工業(yè)生產(chǎn)的常規(guī)原料相比，以廢棄混凝土配制的水泥生料有兩個(gè)主要特點(diǎn):一是存在30％左右的硬化水泥石，二是由砂提供結(jié)晶度較高的SiO2作為硅質(zhì)原料。其中，水泥

2、石中未水化水泥顆粒和水化產(chǎn)物脫水相可促進(jìn)再生水泥熟料燒成;而砂中高結(jié)晶態(tài)SiO2的大量存在，則對(duì)再生水泥生料易燒性和熟料中硅酸鹽礦物的形成有不利影響。全組分廢棄混凝土原料上述兩個(gè)特點(diǎn)對(duì)熟料煅燒過(guò)程的影響，將導(dǎo)致再生水泥生料配料率值和熟料礦相匹配關(guān)系有異于普通硅酸鹽水泥熟料，需要進(jìn)行深入研究。本論文針對(duì)這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)不同的配料率值，研究再生水泥生料易燒性、熟料礦物特性（XRD分析、巖相分析）以及水泥水化特性（力學(xué)性能、SEM分析），基于熟

3、料燒成動(dòng)力學(xué)計(jì)算再生水泥熟料中C3S的表觀活化能。在此基礎(chǔ)上，分析了再生水泥生料的三個(gè)率值對(duì)熟料燒成及性能的影響規(guī)律，探索適合于再生水泥熟料燒成的礦相匹配關(guān)系和適宜的率值控制范圍，為再生水泥配料提供了科學(xué)依據(jù)。
　　本文首先對(duì)再生水泥熟料適宜的燒成溫度進(jìn)行了探索，研究發(fā)現(xiàn)常規(guī)水泥熟料燒成溫度(1450℃)并不適合再生水泥熟料的燒成，當(dāng)煅燒溫度降至1400℃以下時(shí)，再生水泥熟料可正常燒成，且熟料各性能均表現(xiàn)良好;1350℃下燒成熟料

4、的易燒性良好，可達(dá)到國(guó)標(biāo)對(duì)f-CaO限值的要求。為研究不同礦相匹配關(guān)系對(duì)再生水泥熟料燒成及性能的影響，論文選取水泥的三個(gè)率值KH、SM和IM在較大范圍內(nèi)變化:KH=0.82～0.98，SM=1.8～3.0，IM=0.8～2.0，設(shè)計(jì)了9個(gè)系列、共計(jì)36組不同熟料礦相匹配的配料方案。各組配料煅燒的結(jié)果表明，廢棄混凝土含量對(duì)再生水泥熟料外觀以及礦物發(fā)育的影響較大:煅燒溫度為1300℃時(shí)，廢棄混凝土含量在75％以上各組均無(wú)粉化現(xiàn)象;煅燒溫度為

5、1350℃時(shí)，廢棄混凝土含量在60％以上各組已無(wú)粉化現(xiàn)象;煅燒溫度為1400℃時(shí)，各組熟料均已無(wú)粉化現(xiàn)象;隨著配料中廢棄混凝土含量增加，再生水泥熟料礦物發(fā)育趨向不良，形成結(jié)晶粗大、棱角圓鈍、不易區(qū)分的礦物。系統(tǒng)研究了三個(gè)率值對(duì)再生水泥熟料燒成和性能的影響。研究表明:單一率值變化對(duì)再生水泥易燒性的改變受其他率值變化情況的影響;采用高SM、低IM、高KH的匹配方案有助于再生水泥熟料燒成;煅燒溫度較低(1300℃)時(shí)，率值對(duì)熟料礦物成分的影響

6、不明顯，且熟料礦物發(fā)育不良;煅燒溫度較高(1400℃)時(shí)，熟料礦物結(jié)晶粗大，液相較少，但高SM熟料中礦物發(fā)育相對(duì)較好。進(jìn)一步，論文研究了在不同率值匹配下，再生水泥熟料中C3S表觀活化能的變化，結(jié)果表明:在KH=0.95時(shí)C3S表觀活化能較低;隨著SM增大，熟料C3S表觀活化能逐漸增加。結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果、燒成動(dòng)力學(xué)分析，并綜合考慮熟料中C3S的含量，若以1400℃為煅燒溫度，再生水泥較適宜的率值范圍為SM=2.4～2.8，IM=1.2～1.5