C3S2低碳节能水泥研究

侯贵华，卢豹，陈佳男，严子伟

（盐城工学院江苏省新型环保重点实验室，江苏 盐城 224051）

0 引言

选择C3S2作为研究对象，并基于C2S自粉化而节能的优点，设计一种以C3S2为主、C2S为辅新型水泥熟料组成，进而以工业原料配制生料，在Φ0.8 m×10 m回转窑上进行了中试研究。主要研究了熟料煅烧过程中矿物形成过程、熟料矿物组成，探索了该水泥碳化硬化后的力学性能。

1 原材料与试验方法

1.1 原料

原料主要为石灰石、砂岩、粘土和铁矾土，由中国天津水泥工业设计院提供。

1.2 熟料煅烧及碳化养护

按设定矿物组成的质量配比，经混合、粉磨，加入适量水，在6 MPa下模压成圆柱体，置于105℃烘干箱内烘干2 h。随后在设定温度的马弗炉中煅烧，并保温30 min，随后随炉冷却至室温。将得到的熟料磨细至全部通过0.08 mm方孔筛，按水泥∶标准砂∶水（质量比）=1∶3∶0.5拌合、振动成型，制成40 mm×40 mm×160 mm的棱柱体试块，在室温下预养护24 h，随后脱模转移至碳化反应釜中，釜内的CO2分压0.3 MPa左右，在60℃下养护至设定的时间，得到碳化硬化试样。

1.3 中试研究

在Φ0.8×10 m回转窑上进行了中试研究，试验时间为48 h，熟料在空气中冷却，获得的熟料为粉化状物料。

1.4 性能分析

采用X射线衍射仪和同步热分析仪测定试样的物相组成，采用场发射扫描电子显微镜及能谱仪对试样进行显微形貌观测及微区元素分析，利用微米激光粒度分析仪和勃氏透气对试样进行粒度和比表面积测定，利用YAW-300B型压力试验仪测定碳化后试样的力学强度。

2 结果与讨论

2.1 熟料的烧成

首先借助CaO-SiO2-Al2O3三元相图，设计了一种以C3S2为主、C2S为辅的水泥熟料，其化学组分范围为53%～55%CaO，38%～41%SiO2，4%～9%Al2O3。……