论文总字数：19404字

摘 要

本文首先利用原料制备阿利特硫铝酸钙水泥，查阅相关文献，可以择优选择合适的硼砂和柠檬酸缓凝组分的掺量，适当掺量的掺入可用来探讨对阿利特硫铝酸钙水泥水化与硼砂和柠檬酸缓凝组分的关系。其次，选出最优掺量进一步进行实验，利用XRD分析、水化热分析和DTG差热分析等测试手段，更加精确的表征缓凝组分的缓凝效果。

实验结果表明：掺量不同的硼砂和柠檬酸缓凝组分中（缓凝组分浓度分别为0.15%，0.18%，0.21%），0.21%作用缓凝效果最为明显，微观分析显示，柠檬酸和硼砂组成的缓凝组分的加入，一定程度上延缓了水化过程的进行，在固定缓凝组分配比的情况下，加入缓凝组含量越高，钙矾石的含量相对于空白样和低含量缓凝组分要多很多，从而延缓了阿利特硫铝酸钙水泥的水化。

关键词：阿利特硫铝酸钙水泥 硼砂 柠檬酸

Effect of borax and Citric acid on alite sulphoaluminate cement hydration

Abstract

As is discussed in this paper，it has been set as the first step that raw materials are utilized to make Alite sulphoaluminate cement clinker .The suitable dosage of borax and citric acid could be actually selected by making a review of relevant literature. It could be utilized to probe the very relationship between the Alite sulphoaluminate cement hydration and the retarding component which is composed by borax and citric acid. Secondly, the optimal dosage experiments were conducted ,then use water of thermal analysis, XRD and DTG differential thermal analysis test methods, further research and borax retarding effect.

It could be actually indicated in the result that: The effect of 0.21% one in several different content of borax and citric acid (0.15%,0.18% and 0.21%).Which can be obviously seen from microscopic analysis is that the incorporation of 0.21% borax and citric acid and Ettringite content than the blank sample and those which contain less content more, thus delaying the alite sulphoaluminate cement hydration.

Key words: alite sulphoaluminate cement hydration；borax；citric acid

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1水泥工业发展概况 1

1.2硅酸盐水泥水化 3

1.3缓凝剂及作用机理 5

1.3.1缓凝剂的种类 6

1.3.2缓凝剂的作用机理 6

1.4选题背景 6

1.5研究目的及主要内容 7

1.5.1研究目的 7

1.5.2研究内容 7

第二章 实验原料及方法 8

2.1实验原料 8

2.2试验仪器与设备 10

2.3试验方法 11

2.3.1 生料制备 11

2.3.2 熟料煅烧 11

2.3.3 水泥制备 11

2.3.4水泥净浆试样成型及养护 11

2.4主要测试方法 13

2.4.1Rietveld全谱拟合定量分析 13

2.4.2水泥胶砂强度检验方法 13

2.4.3水化量热分析 13

2.4.4 X射线衍射分析（XRD） 13

2.4.5热重分析 14

第三章 硼砂和柠檬酸对阿利特硫铝酸钙水泥水化的影响 15

3.1实验原料 15

3.2水化量热分析 16

3.3XRD分析 18

3.4热重分析 22

3.5 红外分析 24

第四章 结论与展望 27

4.1结论 27

4.2展望 27

参考文献 29

致谢 32

第一章 绪论

1.1水泥工业发展概况

一个半世纪前，水泥第一次以一种工业性产品运用到实际，受产品需求和生产技术的日益革新和发展，工艺和设备不断改进，品种多样化，质量趋于良好，功能日益多样。随着第一次产业性革命，硅酸盐水泥作为时代的潮流在众多产品中脱颖而出，成为行业发展的主流。开始生产之初，行业领先标杆是采用间歇式的土窑来烧成水泥熟料。第二次产业革命的兴起，冶炼技术成为重要突破口，其运用进一步推动了水泥生产设备的更新换代。1877年，采用回转窑烧制水泥熟料的专项技术获得专利权，以此为基础，继而出现单筒冷却机、立式磨以及单仓钢球磨等一系列新设备与最新机器。其发明与使用不仅将产量推进到另一个数量级，其质量更是进一步得到保障。时间推移到19世纪末与20世纪初，受其他工业的迅猛发展和全球产业经济大腾飞，其他工业所能提供的燃料、工艺技术和生产设备，推动着水泥工业在产业线的改造和更新上取得了重大的改进和突破。到1910年，发展到立窑的持续化生产；1928年，立波尔窑作为产业化机械投入使用后，明显提高了窑的产量，大幅度降低热耗，在产量和产出效率方面都大幅度得到改进。第二次世界大战之后，全世界进入了以原子能、合成化工为标志的第三次产业革命，产业化水平和技术水平被推到了最高峰，伴随着全球大发展和战后重建的工作，在产业技术和需求方面给水泥工业提供了一个十分难得的大发展机会，水泥产业由此获得巨大的发展。而悬浮预热器窑在50年代得以应用，对于大幅度降低热耗做出杰出贡献；紧随其后的是其他的水泥制造设备的更新换代。截止到1950年，全世界水泥的产量猛增到1.33亿吨。

1960开始，新技术的发展开始与水泥生产工艺相结合，这其中尤其以电子计算机技术为代表，开启了人工智能化的水泥生产技术的新纪元。就在此时，日本的一些新型水泥生产公司，引入西德的悬浮预热器技术以后，于1971年自主开发了水泥窑外分解技术，成为水泥生产方面的另一重大突破，水泥生产的产业化革命地开始从西欧转向日本。伴随着原料、生料预均化等多种生产技术，以X射线荧光分析为代表的在线检测方法的不断发展和完善，干法生产的水泥熟料质量得到进一步的发展，干法工艺有效地减少了能源的利用，因此在保证质量过关的同时，成为了节能生产的不二选择，因此干法工艺在一定程度上成为了主流的水泥生产方式。1970年产业化革新日益完善之后，电子计算机和自动化的控制仪表的设备开始大量出现在现金的水泥厂中，集成性控制技术、易监控的产业线管理方式成为行之有效的大规模水泥生产企业达标指标，自动化控制器件分别运用到各个工艺，例如皮带化自动筛分与堆料在生料处理上面的应用、自动喂料称料和细均化之于烧成车间的应用以及循环式环带包装工艺之于包装发运工艺的应用，不仅如此，在最基础的矿山开采环节，机械自动化处理也使得最大化地保证了开采效率化、人员安全管理成本的降低。在此之外，与水泥实际生产相适应的是，实验化水泥科学研究领域，测试仪器发展迅速而高效，此前未被应用到水泥领域的各项基础研究方法和理论也被最大化的应用到水泥领域，同时加入的还有水泥材料的新应用领域，这些使得水泥行业在这个阶段的发展达到了最大化的目标。自新中国成立以来，中国的建设事业如火如荼，水泥行业的研究也跟上时代的步伐，不管是在研究水平还是实际生产应用方面都处于世界领先水平，其中我校的唐明述院士关于碱集料的测试规范被作为我国和法国的标准。在生产领域，中国的水泥生产产量长时间处于世界第一的位置，按分析数据显示，到本世纪中叶，世界水泥生产产量将达到55亿吨。

伴随着当今世界和平与发展的主题，作为实际基础工业的水泥工业也将着力在能源利用与开发、资源高效开采与经济适用和生态环境和自然环境的保护方面作最大限度的工作。以我们的角度而言，我们需要在技术革新上下功夫，将更多的先进技术应用到水泥工业的发展与优化上，突破局限，用开放新思维来致力于水泥工业的技术革新，在了解现实技术的前提下，适当而有效地开发和引进新技术，在能量耗损上提高其利用率和二次利用限度，水泥质量过保的同时优化生产工艺，进一步核算好成本控制成本，在环境方面要采用更加先进的开采技术，已用山矿尽量还林，制定高标准，为子孙后代谋福利，在保证供需的情况下进一步增进产量，以不断提高经济效益为最终的目的。

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