• <table id="esekj"><noscript id="esekj"></noscript></table>
    <td id="esekj"><option id="esekj"></option></td>
    <acronym id="esekj"></acronym>
  • <pre id="esekj"></pre>

    行業動態

    三乙醇胺對復合硅酸鹽水泥的增強效果研究

    來源: 石家莊市海森化工有限公司  日期:2018-06-19 16:18:18  屬于:行業動態
    文章摘要:三乙醇胺(TEA)是常用的增強型水泥助磨劑組分,最佳摻量約為水泥質量的0.02%。一般情況下,它可以提高磨機產量10%~20%, 提高水泥早期抗壓強度(3d)10%左右,或者在保證水泥強度的情況下用混合材替代熟料5%~10%。但是,實際應用中發現,TEA系列助磨劑對某些水泥的增強效果卻不明顯。助磨劑因水泥不同(按混合材類型及摻量劃分)而出現的增強效果不同的現象可稱為“助磨劑與水泥的增強適應性”。各種混合材之間的化學組成和水化活性差別較大,熟料之間的差別相對較小。助磨劑與不同水泥的增強適應性可能與混合材有關。目前,這方面的研究尚鮮見報道。 本文以摻礦渣粉、粉煤灰及石灰石的復合硅酸鹽水泥(簡稱復合水泥)為對象,通過調整“礦渣粉-粉煤灰-石灰石”三者的比例,研究TEA 對含不同混合材的復合水泥的增強效果, 明確它們的增強適應性

    0 引言
    三乙醇胺(TEA)是常用的增強型水泥助磨劑組分,最佳摻量約為水泥質量的0.02%。一般情況下,它可以提高磨機產量10%~20%, 提高水泥早期抗壓強度(3d)10%左右,或者在保證水泥強度的情況下用混合材替代熟料5%~10%。但是,實際應用中發現,TEA系列助磨劑對某些水泥的增強效果卻不明顯。助磨劑因水泥不同(按混合材類型及摻量劃分)而出現的增強效果不同的現象可稱為“助磨劑與水泥的增強適應性”。各種混合材之間的化學組成和水化活性差別較大,熟料之間的差別相對較小。助磨劑與不同水泥的增強適應性可能與混合材有關。目前,這方面的研究尚鮮見報道。
    本文以摻礦渣粉、粉煤灰及石灰石的復合硅酸鹽水泥(簡稱復合水泥)為對象,通過調整“礦渣粉-粉煤灰-石灰石”三者的比例,研究TEA 對含不同混合材的復合水泥的增強效果, 明確它們的增強適應性,為TEA系列助磨劑的選擇和應用提供參考。

     

    三乙醇胺對復合硅酸鹽水泥的增強效果研究

    1 原材料與試驗方法
    1.1 原材料
    熟料、天然二水石膏、石灰石和粉煤灰(Ⅰ級)均由上海寶山南方水泥(集團)有限公司提供,礦渣由上海寶鋼提供。水泥原材料的化學成分見表1。


    三乙醇胺對復合硅酸鹽水泥的增強效果研究

    TEA 的結構式是(HOCH2CH2)3N,其是無色黏稠液體,易溶于水,由陶氏化學提供,純度為99%。
    1.2 試驗方法
    采用獨立粉磨再混合的方式配制復合水泥。首先,將熟料和石膏按質量比95∶5 混合,粉磨至比表面積為(350±10)m2/kg,作為自制硅酸鹽水泥。然后,把石灰石粉磨至(370±10)m2/kg,礦渣粉磨至(400±10)m2/kg, 直接選用Ⅰ級粉煤灰, 并按不同比例混合成“礦渣粉-粉煤灰-石灰石”三元混合材(見圖1),共15組。最后,按質量比60∶40 將“熟料-石膏”與不同配比的三元混合材混合均勻,得到一系列復合水泥。例如,圖1 中a 點對應的水泥組成為“57%熟料-3%石膏-10%礦渣粉-20%粉煤灰-10%石灰石”,其他各點對應的水泥組成可以按三元圖坐標依此類推。膠砂成型和強度測試按GB/T 17671—1999 進行。TEA 的摻量為水泥質量的0.02%。將TEA 加入試驗拌和水中混合均勻,成型水泥膠砂,測試3d 和28d強度, 并與混合材組成相同且未摻TEA 的復合水泥進行對比, 分析TEA 對含不同混合材的復合水泥的增強效果,探討其作用機理。


    三乙醇胺對復合硅酸鹽水泥的增強效果研究


    2 結果分析與討論
    2.1 早強效果及機理分析
    抗折強度離散性較大, 抗壓強度可靠性較高,因此,只分析抗壓強度。用繪圖軟件Origin8.1 在三元圖中畫出強度分布規律和變化趨勢。不摻TEA 時,復合水泥的早期強度(3d)因混合材不同而不同,如圖2 所示。粉煤灰摻量較多的水泥早期強度較低(圖2,A區),混合材以“礦渣粉-石灰石”為主的水泥早期強度較高,混合材接近“30%礦渣粉-10%石灰石”的水泥早期強度最高(圖2,B 區)。這與粉煤灰、礦渣粉和石灰石的化學組成和水化活性有關。


    三乙醇胺對復合硅酸鹽水泥的增強效果研究


    礦渣粉的化學組成以高鈣類玻璃相為主,活性最高;粉煤灰以高鋁類玻璃相為主,活性稍低[1-2]。石灰石通常被認為是惰性混合材,但是,石灰石中的CaCO3可以在水化早期參與并促進C3A 水化,生成水化碳鋁酸鈣[3-5]。石灰石細顆粒還能為水化產物的生長提供微晶核,降低其成核勢壘[6-7],促進C-S-H、Ca(OH)2等生長[2,6-8]。水化產生的Ca(OH)2可以進一步激發礦渣粉和粉煤灰的反應活性[4],使整個水泥體系獲得較高的早期強度。從圖2 可以看出,復合水泥的強度等高線呈馬鞍形。從凸起的方向可以判斷,石灰石摻量為10%時(圖2 中虛線ab),有改善水泥早期強度的作用。石灰石摻量較低時(<10%),微晶核效應和加速水化的作用不明顯,改善水泥早期強度的作用較弱。石灰石摻量較高時(>10%),其惰性特征成為主要影響因素,多元混合材的整體活性偏低。


    三乙醇胺對復合硅酸鹽水泥的增強效果研究

    三乙醇胺對復合硅酸鹽水泥的增強效果研究


    摻加TEA 后,復合水泥的早期強度(圖3)明顯高于未摻TEA 且組成相同的水泥(圖2),約提高2MPa。
    “礦渣粉-石灰石”含量較高的復合水泥仍有較高的早期強度(圖3,B 區)。但是,TEA 并沒有使全部水泥的強度等幅度提高, 粉煤灰摻量較高的水泥變化較大(圖3,A 區)??梢?,混合材組成不同時,TEA 對復合水泥的早強效果存在明顯的差別。

    TEA 對復合水泥早期強度的影響見圖4??梢钥闯?,TEA 對混合材接近“30%粉煤灰-10%石灰石”的水泥早強效果最好(圖4,C 區),使3d 強度提高15%左右。但是,礦渣粉摻量較多時(圖4,D 區),它的早強作用較弱,僅使3d 強度提高5%~10%。TEA 對其他大部分復合水泥的早強效果都比較好(圖4,E 區),可以使3d 強度提高10%~12.5%。
    E. Gartner 等[9] 的研究表明,TEA 可以與Al3+和Fe3+形成絡合物, 加快它們從水泥礦物表面向水化產物生長點遷移,有助于促進C3A 在水化早期特別是誘導期的水化,從而形成較多的AFt(鈣礬石),提高水泥的早期強度。粉煤灰以高鋁玻璃相為主(Al2O3含量約為20%), 容易受醇胺類有機物絡合作用的影響。D. Heinz 等[10]研究了粉煤灰在堿性環境(pH 值為13)和TEA 作用下的溶解性能, 發現TEA 可以提高粉煤灰中Al 的溶解速度,加快其火山灰反應。石灰石也有參與并促進C3A 水化的作用,還能為水化產物生長提供微晶核[6-7]。因此,TEA 對粉煤灰摻量較高且含少量石灰石的復合水泥早強效果最好(圖4,C 區)。
    礦渣粉以高鈣類玻璃相為主(CaO 含量約為40%),受TEA 絡合作用的影響較小,主要依靠熟料水化產生的Ca(OH)2激發活性[11]。TEA 會在一定程度上阻礙熟料礦物C3S 水化,減少Ca(OH)2的數量[9-10,12],不利于礦渣粉二次水化。在復合水泥體系中,“熟料-石膏”被礦渣粉“稀釋”———僅占水泥質量的60%,TEA對“熟料-石膏”的增強效果也隨之削弱。因此,TEA 對礦渣粉含量較高的復合水泥早強效果較弱。
    與之相似,石灰石的主要成分是CaCO3,基本上不受TEA 絡合作用的影響,其“稀釋效應”也會在一定程度上削弱TEA 的早強效果。當石灰石摻量接近40%時,TEA 對復合水泥早期強度的提高值不超過10%(圖4,F 區)。
    2.2 后強效果及機理分析
    不摻TEA 時,復合水泥的后期強度(28d)隨礦渣粉摻量增加而提高,見圖5。礦渣粉是活性混合材,有“后期活性高”的特點[13]。粉煤灰的活性不如礦渣粉,粉煤灰含量較高的復合水泥的后期強度明顯低于礦渣粉含量較高的復合水泥。少量的石灰石可以促進水泥早期水化,但是,它不具備火山灰特性,不能產生C-S-H 凝膠,對后期強度貢獻不大,導致復合水泥的后期強度偏低。


    三乙醇胺對復合硅酸鹽水泥的增強效果研究

    摻加TEA 的復合水泥的后期強度見圖6,分布規律與不摻TEA 時相似———礦渣粉含量多的水泥后期強度較高,粉煤灰和石灰石含量多的水泥后期強度較低。從圖7 可以看出,摻加TEA 后,復合水泥的后期強度變化基本上不超過5%。TEA 的后強效果不明顯。這是因為TEA 在早期水化過程中逐漸被水化產物AFm(單硫型水化硫鋁酸鈣)吸收和消耗,對水泥后期水化基本上沒有貢獻[9]。


    三乙醇胺對復合硅酸鹽水泥的增強效果研究
    三乙醇胺對復合硅酸鹽水泥的增強效果研究

    3 結論
    1) 復合水泥的強度與混合材組成有關。本研究中,混合材接近“30%礦渣粉-10%石灰石”的復合水泥早期強度較高,粉煤灰摻量較高的復合水泥早期強度較低,摻量為10%的石灰石可以改善復合水泥的早期強度。復合水泥的后期強度隨礦渣粉含量(0%~40%)增加而提高。
    2)TEA 對復合水泥的早強效果因混合材組成不同而存在一定的差別。它對大部分復合水泥都有明顯的早強作用, 對混合材接近“30%粉煤灰-10%石灰石”的水泥早強效果尤為突出,對礦渣粉摻量較高的水泥早強效果較弱。TEA 對復合水泥的后期強度影響較小,強度變化基本上不超過5%。
    3)在設計和選用增強型水泥助磨劑時,需要考慮水泥的混合材類型, 明確增強組分對它們的增強效果, 以提高助磨劑在研發和應用等環節的針對性、科學性和可靠性。


    如對我公司產品感興趣的話,歡迎您及時致電我公司,我們的聯系方式是:400-619-1068 18932913086

    新聞資訊News

    關聯信息Related

    久无码久无码av无码
  • <table id="esekj"><noscript id="esekj"></noscript></table>
    <td id="esekj"><option id="esekj"></option></td>
    <acronym id="esekj"></acronym>
  • <pre id="esekj"></pre>