中國建材總院在低碳水泥方面取得新進展

　　中國建筑材料科學研究總院有限公司綠色建筑材料國家重點實驗室低碳水泥究團隊在低碳水泥方面取得新進展，并在《Cement and Concrete Research》發表了題為“Influence of free calcium sulfate levels on the early hydration of sulfate-rich belite sulfoaluminate clinkers: A comparative study with anhydrite and gypsum” (游離硫酸鈣含量對富硫型高貝利特硫鋁酸鹽熟料早期水化的影響：與硬石膏和二水石膏的比較研究)的論文。 本`文@內-容-來-自；中^國_碳0排0放^交-易=網 ta n pa i fa ng . co m

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　　據介紹，富硫型高貝利特硫鋁酸鹽水泥（sulfate-rich BSAC）是在高貝利特硫鋁酸鹽水泥的礦物組成基礎上，提高熟料中SO3含量，并使之以高溫煅燒游離硫酸鈣形式存在的一種新型水泥。高溫煅燒游離硫酸鈣對熟料組成、水化有重要影響。同時硬石膏和二水石膏又是調節硫鋁酸鹽水泥性能的重要組分。因此，研究新型熟料中高溫煅燒游離硫酸鈣與硬石膏/二水石膏共同作用下，富硫型高貝利特硫鋁酸鹽熟料的水化機理具有重要意義。

　　為此，綠色建筑材料國家重點實驗室張文生團隊探討了sulfate-rich BSAC這種新型水泥熟料中游離硫酸鈣含量對熟料水化的影響。研究了石膏種類和摻量對水泥水化過程中的水化放熱、水化產物的演變和水泥的物理性能的影響。研究取得的成果如下： 本`文-內.容.來.自：中`國^碳`排*放*交^易^網 ta np ai fan g.com

　　研究成果： 本文+內-容-來-自；中^國_碳+排.放_交^易=網 t a n pa ifa ng .c om

　　1.不含游離硫酸鈣BSA熟料在6h內的水化速度較慢。與硬石膏相比，二水石膏能顯著提高BSA熟料的早期水化速度[圖1(a)]。

　　2.隨著sulfate-rich BSAC中游離硫酸鈣含量的增加，熟料中高活性c-C4A3$含量增加，熟料的早期水化速率也相應提高。此外，游離硫酸鈣促進了熟料的水化和AFt的生成。游離硫酸鈣含量低時，由于SO42？離子不足，導致漿體中逐漸形成AFm相，樣品抗壓強度降低。反之，充足的游離硫酸鈣含量可確保C4A3$充分反應，從而提高早期抗壓強度[圖1(b、c)]。

　　3.sulfate-rich BSAC中的游離硫酸鈣溶解較快，可以使溶液中的Ca2+和SO42？離子快速飽和，從而抑制二水石膏的溶解[圖2(a)]。

　　4.與二水石膏相比，高溶解度的硬石膏能提高溶液中Ca2+和SO42？濃度，促進C4A3$的水化。因此，硬石膏對sulfate-rich BSAC的早期性能的提高更為明顯[圖1(d)]。 本+文+內.容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com

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圖1 硬石膏(A)/石膏(G)對熟料早期水化放熱與抗壓強度的影響。

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圖2 硬石膏(A)/石膏(G)對熟料水化產物的影響 本`文-內.容.來.自：中`國^碳`排*放*交^易^網 ta np ai fan g.com

　　主要創新點：

　　通過對比研究游離硫酸鈣sulfate-rich BSAC與BSA熟料早期水化，以及游離硫酸鈣與硬石膏/二水石膏協同作用下sulfate-rich BSAC的早期水化特征。發現，sulfate-rich BSAC較BSA水泥具有更好的小時級強度，其6h強度超過15MPa。此外，sulfate-rich BSAC中摻加硬石膏能進一步提高早期水化速度，使6h強度達到20MPa。研究闡明了硬石膏和二水石膏影響sulfate-rich BSAC早期水化的機制，為sulfate-rich BSAC熟料制備水泥時，選擇石膏種類和摻量提供了理論支撐。

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