无水石膏在水泥生产中的应用-0703024116王正华

Yourcompanyslogan指导教师：曹红红石膏是单斜晶系矿物，主要化学成分是硫酸钙（CaSO4）。石膏是一种用途广泛的工业材料和建筑材料。可用于水泥缓凝剂、石膏建筑制品、模型制作、医用食品添加剂、硫酸生产、纸张填料、油漆填料等。石膏分类主要有二水石膏、半水石膏、无水石膏。石膏石膏加热时存在4个排出结晶水阶段•105~180℃，首先排出1个水分子，随后立即排出半个水分子，转变为烧石膏Ca[SO4]•0.5H2O，也称熟石膏或半水石膏。•200~220℃，排出剩余的半个水分子，转变为Ⅲ型硬石膏Ca[SO4]•εH2O(0.06ε0.11)。•约350℃，转变为Ⅱ型无水石膏Ca[SO4]。•1120℃时进一步转变为Ⅰ型硬石膏。熔融温度1450℃。无水石膏在水泥生产中的作用有：1.提高水泥早期强度。2.作为矿渣水泥的激发剂,抵消早期收缩。3.调节水泥凝结时间。4.用作矿化剂。Yourcompanyslogan无水石膏在水泥中的试验研究无水石膏-高铝水泥-硅酸盐水泥复合体系的研究1熟料-无水石膏系统的水化产物的研究2硬石膏白水泥的研究4无水石膏对矿渣水泥性能的影响3Yourcompanyslogan无水石膏-高铝水泥复合体系的研究Yourcompanyslogan熟料-无水石膏系统的水化产物的研究C3A的水化反应迅速，其水化产物的组成与结构受溶液中氧化钙、氧化铝浓度和温度的影响很大，在液相氧化钙浓度达到饱和时，C3A还可能依下式水化：3CaO•Al2O3+Ca(OH)2+12H2O→4CaO•Al2O3•13H2O在水泥粉磨时通常都掺有石膏。因为，在石膏、氧化钙同时存在的条件下，C3A虽然开始也快速水化成C4AH13，但接着就会与石膏反应。形成三硫型水化硫铝酸钙(钙矾石Aft)。当尚未完全水化而石膏已经耗尽时，则C3A水化所成的C4AH13又能与先前形成的钙矾石依下式反应：C4AH13+3CSH2+14H→C3A•3CSH32+CH当C3A尚未完全水化而石膏已经耗尽时，则C3A水化所成的C4AH13又能与先前形成的钙矾石反应，生成单硫型水化硫铝酸钙AFm。Yourcompanyslogan无水石膏对矿渣水泥性能的影响通过掺加消石灰、无水石膏和石灰石粉提高矿渣水泥的早期强度、干缩等性能。研究结果表明：消石灰、无水石膏及石灰石粉可加速矿渣水化进程，并使水泥浆体密实度提高，最终体现为矿渣水泥早期抗压强度大幅度提高。氢氧化钙提供碱性环境，对矿渣玻璃体的Si-O键作用，然后断裂，使得矿渣中的活性物质与石膏发生反应，生成钙矾石和其他产物。该类型无水石膏溶解速度大大高于二水石膏，对矿渣起着硫酸盐激发的作用，加速矿渣水泥的硬化过程。无水石膏的掺加可使矿渣水泥水化早期生成较多的AFt相(体积膨胀)，有效抵消了矿渣水泥早期的收缩；Yourcompanyslogan硬石膏白水泥的研究实验表明：AⅡ型无水石膏是可以用于生产白水泥的，但是由于该类无水石膏的溶解度很小，溶解速度很慢，必须选择提高早期水化率，才能减小硬石膏白水泥的后期体积膨胀问题！Yourcompanyslogan总结：1.因为水泥矿物中的C3A（铝酸三钙）本身水化速度极快，会使水泥急凝，使混凝土施工无法进行，加入石灰石和石膏后，在氢氧化钙的碱性环境下，羟基促进Si-O键的断裂，C3A迅速溶出氢氧化钙，所掺的可溶性石膏也迅速溶于水，在氢氧化钙和硫酸钙的饱和溶液中，石膏中的硫酸根离子与矿物C3A（铝酸三钙）生成溶解度极小的水化硫铝酸钙，以阻止急凝的水化铝酸钙的形成，对于水泥熟料中的C4AF来说，其在有石膏和氢氧化钙饱和溶液的情况下水化机理同C3A，同样有缓凝的作用，只不过生成的产物中，以铁代替铝，产物大致相同，也叫做AFt。从而延缓水泥的凝结时间，提高早期强度，给施工创造条件。2.矿化剂：萤石和石膏应用于水泥煅烧过程，可降低煅烧温度，增加液相，有利于熟料生成。指导教师：曹红红