為了降低水泥的燒成能耗,減少CO₂氣體的排放量,本文探索了碳化硬化型低鈣硅酸鹽膠凝材料的制備,配料指標(biāo),礦物組成與煅燒溫度和力學(xué)性能的關(guān)系。研究了膠凝材料碳化前后的微觀形貌、物質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化以及產(chǎn)物的類型與分布。并分別煅燒了低鈣硅酸鈣C₃S₂與α-CS,對(duì)其碳化過(guò)程和碳化動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。具體研究結(jié)果如下:1、根據(jù)熱力學(xué)定律計(jì)算了CaCO₃與SiO₂配料摩爾比為1:1與3:2時(shí),C₃S、C₂S、C₃S₂和CS四種礦物的吉布斯自由能,并據(jù)此對(duì)各礦物升溫煅燒過(guò)程的穩(wěn)定性進(jìn)行了判斷。在升溫煅燒α-CS礦物過(guò)程中伴隨著C₂S和C₃S₂的生成,最終產(chǎn)物為α-CS。在升溫煅燒C₃S₂礦物的過(guò)程中伴隨著C₃S₂的生成與分解,C₃S

【文章來(lái)源】：河南理工大學(xué)河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

000年~2018年中國(guó)水泥產(chǎn)量與增長(zhǎng)率

6于三斜晶系，為鏈狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)，α-CS屬于屬六方晶系，為環(huán)狀硅酸鹽，由硅氧四面體形成的共頂點(diǎn)三元環(huán)組成[80-82]。β-CS和α-CS之間的轉(zhuǎn)變關(guān)系如下：α-CS通常可在熔渣、水泥和陶瓷材料中存在[83-85]。有研究認(rèn)為SiO2含量高的礦石在高溫結(jié)晶時(shí)會(huì)形成α-CS晶體，但是，α-CS只存在于這些礦石淬火的部分，或者存在于這些礦石冷卻較快的表層中。以上研究表明，生產(chǎn)過(guò)程中快速冷卻CS以高溫晶型（α-CS）存在，基于膠凝材料生產(chǎn)過(guò)程中的快速冷卻，因此選用α-CS作為研究對(duì)象。繩昊一等[86]將β-CS進(jìn)行高溫焙燒，對(duì)比了β-CS與α-CS礦化固定CO2時(shí)的反應(yīng)活性，發(fā)現(xiàn)α-CS更加容易與CO2發(fā)生礦化反應(yīng)，生成碳酸鈣。楊超等[87]提出了將窯法磷酸磷礦還原渣的處理與CO2礦化封存相結(jié)合，通過(guò)加溫加壓等手段，使廢渣中的α-CS與CO2發(fā)生碳化反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，實(shí)現(xiàn)了廢渣對(duì)CO2的固定。Solidia科技公司申請(qǐng)了一種利用CO2氣體養(yǎng)護(hù)硬化的氣硬性水泥（Solidia水泥）的發(fā)明專利，Solidia水泥主要礦物包括C3S2、CS（包括α型和β型）和C2S（包括γ型和β型）[88]。BinbinQian等[89]采用了工業(yè)原料煅燒出了一種以C3S2與α-CS為主要礦物的低鈣膠凝材料，C3S2與α-CS含量分別為72.7%和24.6%。研究發(fā)現(xiàn)工業(yè)原料中堿金屬、堿土金屬以及長(zhǎng)石礦物可以降低熟料中f-CaO的含量，并且顯著提高C3S2和α-CS的產(chǎn)率。碳化養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度發(fā)展如圖1-2所示。圖1-2不同碳化時(shí)間的抗壓強(qiáng)度[89]Fig.1-2Compressivestrengthdevelopmentafterdifferentdaysofcarbonation[89]11251544β-CSα-CS℃℃熔體

技術(shù)路線圖

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3434076