【摘 要】
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海洋开发是我国目前的重大战略之一,但海洋工程建筑所处的环境十分恶劣,对水泥基材料的抗蚀性和耐久性要求较高。高铁硅酸盐水泥因其早期强度高、后期强度增长稳定和耐久性好的优点,在海洋工程领域具有广泛的应用前景。本论文以高铁低钙硅酸盐水泥为对象,研究不同潜在矿物设计含量对熟料矿物形成、水化热、力学性能等的影响;通过离子掺杂对水泥熟料矿物进行活化改性,研究不同掺量、不同种类掺杂离子对水泥矿物形成、水化放热、
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海洋开发是我国目前的重大战略之一,但海洋工程建筑所处的环境十分恶劣,对水泥基材料的抗蚀性和耐久性要求较高。高铁硅酸盐水泥因其早期强度高、后期强度增长稳定和耐久性好的优点,在海洋工程领域具有广泛的应用前景。本论文以高铁低钙硅酸盐水泥为对象,研究不同潜在矿物设计含量对熟料矿物形成、水化热、力学性能等的影响;通过离子掺杂对水泥熟料矿物进行活化改性,研究不同掺量、不同种类掺杂离子对水泥矿物形成、水化放热、力学性能等的影响;在设计、制备高抗蚀水泥熟料的基础上,研究水泥抗硫酸盐侵蚀性能,揭示高铁低钙水泥抗硫酸盐侵蚀机理。以C4AF为目标矿物,在不同烧结温度下合成铁相单矿并研究矿物形成情况,结果表明C4AF在1320℃基本形成,其最佳烧结温度范围为1320℃-1340℃。通过对不同C3A设计含量的水泥的矿物形成、水化热、力学性能、抗硫酸盐侵蚀性能研究,结果表明水泥熟料中C3A矿物设计含量越高,水泥的水化放热量越高;抗压强度先增加后降低,当C3A设计含量为6%时力学性能最好,其3、7、28d抗压强度分别为44.5、60.75、91.15MPa;当C3A含量6%以下时,水泥抗硫酸盐侵蚀系数相差不大,都达到1.0以上,当C3A含量大于8%时,力学性能和抗硫酸盐侵蚀性能明显下降。通过对不同C4AF设计含量的水泥的矿物形成、水化热、力学性能、抗硫酸盐侵蚀性能研究,结果表明水泥熟料中C4AF矿物设计含量越高,水化热先降低再升高,当C4AF设计含量21%时水泥7d水化放热量最低,达到194J/g;C4AF设计含量越高水泥试块抗压强度越低;抗硫酸盐侵蚀先增大后减小,当C4AF含量21%水泥抗硫酸盐侵蚀能力最好,K值达到1.15。通过离子掺杂对熟料矿物进行活化,研究掺杂对水泥性能的影响。结果表明随着Ba O掺量增加,熟料烧结温度逐渐降低,抗压强度先增大后减小,当Ba O掺量为3%时,抗压强度达到最佳值,分别达到55.4、75.5、119.8MPa;随着Zn O掺量增加,熟料烧结温度逐渐降低,当Zn O掺量较低时,能略微增加水泥试块的早期强度,对后期强度发展不利,当Zn O掺量>0.5%时,对早期,后期强度均不利,在实际生产中,应严格控制原料中Zn含量。通过分析不同铁相设计含量的水泥水化产物类型、形貌,研究其抗蚀机理。研究发现铁相含量越高,水化所形成的针棒状钙矾石颗粒越细,所形成的钙矾石由膨胀性C3AH6变为稳定性较好的C3（A,F）H6,是高铁低钙硅酸盐水泥抗硫酸盐侵蚀性能提高的主要原因。
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