低温烧粘土作水泥混合材的研究(二)

维普资讯 http://www.cqvip.com 张长森等：低温烧粘土作水泥混合材的研究　ｌ　ｌ［中图分类号］ＴＱ１　７２．４　［文献标识码］Ｂ　＿　毒＿　［文章编号］１００７—０３８９（２００２）０４—００１３－０３　低温烧粘土作水泥混合材的研究（二）　张长森　，手ｊ、德锋　，刘英　，张少明　（１盐城工学院，江苏盐城２２４００３；南京化工大学，南京２１０００９）　（续２００２年第３期）　表４水泥胶砂强度试验结果　３．２烧粘土的煅烧温度对水泥强度的影响　图４、图５分别为掺３０％烧粘土的水泥胶砂强　度与粘土煅烧温度的关系。分析图４、图５可知，掺　入经５５０￣Ｃ煅烧粘土的水泥，其２８　ｄ强度值最高。　由粘土的差热分析曲线图２可知，本研究所用粘土　在从环境温度加热到１２５ｃ【＝时，主要是粘土矿物中　斑工程　３　维普资讯 http://www.cqvip.com 张长森等：低温烧粘土作水泥混合材的研究　７『、——　８．　ｓ・０．—、　、　５　２８ｄ　５：．　０　／—　＿５００　５５０　６００　６５０　一＼　　７００　７５０　８ｏｏ　粘土煅烧温度／℃　图４粘土煅烧温度与抗折强度的关系　图６　６ｈ水化样的ＤＴＡ曲线　５００　５５０　６００　６５０　７００　７５０　８００　粘土煅烧温度／℃　图５粘土煅烧温度与抗压强度的关系　的吸附水失去；从５００￣Ｃ至７００￣Ｃ，粘土矿物中的结　构水渐失，７０９￣Ｃ时完全脱水；在７０９￣Ｃ一８５６￣Ｃ，曲线　几乎水平，无放热峰或吸热峰，说明无矿物脱水或晶　形转变。从图３可知，在５５０￣Ｃ－８００￣Ｃ脱水温度范围　内，脱水产物的Ｘ—ｒａｙ衍射图相似；５００￣Ｃ时，粘土中　的矿物还未全分解失去结构水，在此温度下煅烧的　烧粘土，其活性也不如５５０￣Ｃ煅烧的烧粘土。掺入　５５０￣Ｃ烧粘土的水泥强度最高。可能是由于在５５０￣Ｃ　图７　３ｄ水化样的ＤＴＡ曲线　别为５５０￣Ｃ、６５０￣Ｃ和８００￣Ｃ。　由图６可知，分别在１１０ｏＣ、１４０￣Ｃ、４７５ｏＣ和　７４０￣Ｃ左右处出现了吸热峰，这些过程都伴有不同程　时，粘土中主要矿物伊利石刚失去结构水，晶体结构　被破坏，形成活性较高的ＳｉＯ：和Ａｌ２ｏ，之故。　３．３烧粘土掺入量对强度的影响　试验表明，用经５００￣Ｃ－８００￣Ｃ煅烧的烧粘土作　度的失重，这些吸热峰分别是Ｃ—Ｓ—Ｈ凝胶脱水、ＡＦｔ　脱水、Ｃａ（ＯＨ）２脱水和Ｂ—Ｃ２Ｓ的晶型转变；３ｄ的ＤＴＡ　曲线上ＡＦｔ吸热峰消失，说明Ａｆｔ已转化成Ａｆｍ。此　外，从ＤＴＡ曲线图上还可以看出，掺入不同煅烧温　度烧粘土水泥水化试样的吸热峰深度和转变温度不　水泥混合材，其水泥胶砂强度都随烧粘土掺入量的　增加而下降。当烧粘土掺入量在１５％一３０％时，水泥　的抗折强度和抗压强度下降幅度较小，当烧粘土掺　入量在３０％－５０％时，则下降幅度较大。水泥各龄期　抗折、抗压强度与烧粘土掺入量及煅烧温度的关系　图略。　同。因实验时试样重量相等（都是２５ｍｇ），故可从　ＤＴＡ曲线峰的大小来判断水化产物的多少，即水化　速度的快慢。从图６还可看出，掺５５０￣Ｃ烧粘土水泥　水化样的ＡＦｔ脱水峰和Ｃ—Ｓ—Ｈ凝胶脱水峰比掺　６５０￣Ｃ和掺８００￣Ｃ的大且脱水温度增高；从图７可看　出，掺５５０￣Ｃ烧粘土水泥水化样的Ｃ—Ｓ—Ｈ凝胶脱水　峰明显比掺６５０￣Ｃ和８００￣Ｃ烧粘土的大，且脱水温度　３。４水化产物的ＤＴＡ和ＸＲＤ分析　图６、图７分别是掺入２０％烧粘土水泥水化　６ｈ、３ｄ试样的ＤＴＡ曲线，其中烧粘土的煅烧温度分　１４　高。这些都说明掺５５０￣Ｃ烧粘土的水泥水化的速度　求鞋工程　塑　维普资讯 http://www.cqvip.com 张长森等：低温烧粘土作水泥混合材的研究　Ｉ　—１．　。　萋季　季　＿　＿　ｌｌｌ１　　ｌ誊０■■　ｔ　较快，生成了较多的水化产物。这是由于５５０℃烧粘　水泥各龄期的水化样Ｘ－ｒａｙ衍射图中，Ｃａ（ＯＨ）：对应　的峰形面积明显小于其它两种水泥水化样Ｘ—ｒａｙ衍　射图中Ｃａ（ＯＨ）ｚ对应的峰形面积，而Ｃ　Ｓ＋Ｃ２Ｓ含量较　多（因Ｃ３Ｓ＋Ｃ２Ｓ重迭峰下面对应的面积较大），所以　８ｏ０℃烧粘土的水泥水化较慢、强度较低。　４结论　土中的ＳｉＯ：和Ａ１：０　具有较高的活性，导致水泥早　期水化速度加快所致。　图８、图９为水化６ｈ、３ｄ试样的ＸＲＤ图谱。　（１）本研究所用粘土在５５０℃～６００℃温度煅烧　的条件下具有较高的活性；该温度下煅烧的粘土作　混合材掺入水泥时，其水泥胶砂强度值较高。掺人　３０％５５Ｏ℃烧粘土的水泥与纯熟料水泥２８ｄ抗压强　度比为０．７１（水泥胶砂２８ｄ强度法），其强度达到　４２．５ＭＰａ以上。　（２）随着烧粘土掺量的增加，水泥强度值几乎成　直线下降。掺量在１５％～３０％时，水泥强度随着烧粘　图８　６ｈ水化样的ＸＲＤ图谱　土掺量的增加下降幅度较小；掺量在３０％～５０％时则　下降幅度较大。　（３）当烧粘土掺入水泥熟料时，水泥矿物Ｃ　Ｓ和　Ｃ　含量相对减少，水泥的水化速率降低，所以掺烧　粘土水泥的水泥胶砂强度较低。　（４）通常所说的烧粘土活性是指它在常温下与　Ｃａ（ＯＨ）ｚ反应的能力，不同煅烧温度的粘土其活性不　同，与Ｃａ（ＯＨ）ｚ反应的能力相差较大，所以煅烧温度　不同的粘土掺入水泥中时，水泥的水化速率不同，在　本实验条件下，５５０℃～６００℃煅烧的粘土掺入水泥熟　料中，其水化速度较快。　２０／（。）　图９　３ｄ水化样的ＸＲＤ图谱　参考文献　（１）ＧＢ１７５—９２《硅酸盐、普通硅酸盐水泥》标准　分析图８、图９可知，当烧粘土掺人量相同时，　掺５５０℃烧粘土水泥各龄期的水化样Ｘ—ｒａｙ衍射图　中，Ｃ３Ｓ＋Ｃ２Ｓ（ｄ值：０．２７６７ｌｎｍ、０．２６２１２ｎｍ、０．２１８９３ｎｍ、　０．１７６７８ｎｍ等）对应的峰形面积最小，０．３０ｎｍ～０．３１ｎｍ　处的Ｃ—Ｓ—Ｈ的弥散峰面积最大，且６ｈ的Ｃａ（ＯＨ）：（ｄ　值：０．４９５３１ｎｍ、０．２６３４３ｎｍ、０．１９３０８ｎｍ）的峰形面积最　大，而３ｄ的Ｃａ（ＯＨ）２和ＳｉＯ２（ｄ值：０．４２７５４ｎｍ、　０．３３５９７ｎｍ）的峰形面积最小，说明５５０℃烧粘土中的　ＳｉＯｚ、Ａ１ｚ０　的活性较高，能够较快地与熟料矿物水　（２）ＧＢ１３４４—９２《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉　煤灰硅酸盐水泥》标准　（３）ＧＢ１２９５８—９２（复合硅酸盐水泥》标准　（４）高琼英，张智强．高岭石矿物高温相变过程及火山灰活性，　硅酸盐学报，１９８９，１７（６）：５４１￣５４８　（５）丁铸，张德成，王向东．偏高岭土山灰活性的研宄与利用，　硅酸盐通报，１９９７，（４）：５７￣６２　（６）刘昌寅，褚强，黄斗忠．煅烧高岭土生产工艺技术初探，硅　酸盐通报，１９９１，（４）：４６＂５１　化过程中释放出来的Ｃａ（ＯＨ）：发生反应，生成水化　硅酸钙和水化铝酸钙，因而减少了熟料水化生成物　Ｃａ（ＯＨ）：，加速了水泥熟料的水化。所以掺５５０℃烧粘　土的水泥水化较快、强度较高。相反掺８００％烧粘土　）赵子衷．几种烧粘土的组成与火山灰活性，第二届水泥学　术会议论文选集．北京：中国建筑工业出版社，１９８８，：４７０　（编辑：小韩）（收稿日期：２００１—１卜３０）　１５