论文总字数：19752字

摘 要

水泥是一种十分重要并且被广泛应用的的建筑材料，但是随着社会的快速发展，水泥工业也面临却越来越多的问题，对水泥性能等方面的要求也越来越高。提高硅酸盐水泥的性能，满足现代建筑工程对水泥材料的多功能、高性能的等方面的要求，并达到节约资源、减少能源消耗和保护环境的目的，实现水泥工业的可持续发展，对国民经济和社会的发展都具有十分重要的意义。

水泥主要有四大矿物组成：硅酸三钙（C₃S）、硅酸二钙（C₂S）、铝酸三钙（C₃A）和铁铝酸四钙（C₄AF）。铁铝酸四钙一般称为铁相固溶体，作为水泥的重要矿物组成之一，它的组成随原料的不同而不同，铁相固溶体不仅对水泥的早期强度起相当大的作用而且对有助于水泥后期强度的发展，对水泥的性能有着非常大的影响。铁相固溶体（Ca₂（Al_xFe_1–x）₂O₅），本文主要是通过改变CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃矿物的配比即通过改变式中x的不同取值改变氧化铁和氧化铝的比例，并且采用不同的烧成温度得到不同的铁相，以此来研究单一铁相的形成化学及其水化。

关键词：铁相固溶体 形成化学 水化

Study on the mineral formation chemical and hydration of CaO-Al₂O₃-Fe₂O₃ system

Abstract

Cement is one of the most important fundamental materials which are widely used in the civil engineering ,but with the rapidly development of society, the cement industry has faced to more and more problems. How to improve the performances of cement, to save energy sources and resource, to protect environment, is a main direction science and technology of cement. It will take on important significance for economy and social development.

There are four main mineral composition of cement :tricalcium silicate (C₃S)、dicalcium silicate (C₂S)、tricalcium aluminate (C₃A) and tetracalcium aluminoferrite (C₄AF) . Tetracalcium aluminoferrite which one of the most important mineral composition of cement is commonly known as iron–solid solutions ,the composition of C₄AF change with its raw material . Tetracalcium aluminoferrite can not only have great effects on the early strength of cement but also contribute to the development of the later strength of cement .The chemical composition of tetracalcium aluminoferrite is Ca₂（Al_xFe_1–x）₂O₅ ,this test is mainly through changing the x of the chemical formula just means that changing the ratio of iron oxide and aluminum oxide ,with applying different burnt temperature to obtain different iron phase to discuss the formation hydration of iron-single phase .

Keywords: Tetracalcium aluminoferrite; formation; hydration

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 我国水泥发展近况 1

1.2 普通硅酸盐水泥熟料的矿物组成 2

1.2.1 硅酸三钙 3

1.2.2 硅酸二钙 3

1.2.3 铝酸三钙 3

1.2.4 铁相固溶体 4

1.3 普通硅酸盐水泥矿物的水化 4

1.3.1 水泥水化的机理及水化过程 4

1.3.2 水泥水化机理的研究方法 4

1.3.3 普通硅酸盐水泥各矿物的水化 6

1.3.4 水泥水化的影响因素 10

1.4 本文主要研究的问题以及采用的研究手段 10

第二章 实验原材料与方法 12

2.1 本实验化学原料 12

2.2 实验仪器 12

2.3 实验流程 12

2.3.1 生料的制备 12

2.3.2试样的制备 12

2.3.3 本实验的测试手段及方法 13

第三章 实验结果及分析 14

3.1 游离氧化钙的测定 14

3.1.1 游离氧化钙的产生 14

3.1.2 f-CaO对水泥的影响 14

3.1.3 f-CaO含量的测定 15

3.2 对烧制成型的单矿进行XRD分析 15

3.2.1 制备XRD试样 15

3.2.2不同烧成温度下不同配料的单矿XRD图及分析 16

3.3 对烧制成型的单矿及C₃A进行水化热的测定 18

3.3.1 烧制的单矿及C₃A的水化放热曲线图 18

3.3.2 水化放热曲线分析 23

第四章 结论与展望 24

4.1 实验结论 24

4.2 展望 24

参考文献 25

致谢 26

第一章 引言

1.1 我国水泥发展近况

水泥作为现代生产工艺中一种非常重要的胶凝材料，它被广泛地应用于土木建筑、水利工程、道路交通及其它各种领域中。多年以来我国的水泥产品没有发生较大的变化，一直都是主要以普通硅酸盐水泥以及矿渣水泥为主，其次是硅酸盐水泥，这三种水泥的产量占据了我国水泥总产量很大的比例，大约为92-95%，其中多年以来普通硅酸盐水泥的比例具有较大的提升，矿渣水泥是从 1985年开始大量生产，之后比例保持在33-38%之间波动，而硅酸盐水泥的所占的比重则是在逐步的下降。由于我国水泥近30年来的高速发展，这三种水泥的总产量在逐年增加，我国的水泥总产量连续多年稳居世界第一,因此节能减排重要使命对水泥研究工作者来说具有十分重大的意义！围绕水泥生产制造及其应用过程的各个环节，开展节能减排和改善水泥性能的各项研究，具有十分深远的意义。

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