摘 要

2016年最新统计结果表明，我国的水泥年产量总值已达到24亿吨，占全世界水泥总产量的一半以上，但是水泥的生产过程中会对环境造成很大的污染，同时也会消耗大量的能源，这时候，提升我国水泥工业的技术水平，降低大气中污染气体的排放就变得尤为重要。水泥添加剂有明显的改善水泥粉磨效果和增强水泥性能的作用，其中典型的有链烷醇胺化学添加剂，但目前尚未有其对水泥水化影响机理的体系研究。

本文以实验室制备了四种晶型的C₃S，并对它们通过XRD、红外等手段进行表征，之后选择以T-C₃S单矿为研究对象，采用外掺法分别研究了TEA、DEIPA、EDIPA和TIPA对C₃S水化动力学的影响，通过水化量热、热重、XRD等表征手段，分析探讨了链烷醇胺对C₃S水化影响的机理。研究表明，四种链烷醇胺与溶液中Ca² 络合，抑制了CH的成核，从而延长了C₃S的水化诱导期。TEA由于其分子中三个乙醇基，易在CH表面发生吸附，从而抑制CH的生长，对后期C₃S的水化不利。

关键词：水泥 添加剂 链烷醇胺 水化

Alcohol alkanolamines Chemical additive effect on the hydration kinetics of C₃S

Abstract

2016 the latest statistics showed that China's cement production already reached 2.4 billion tons, accounting for more than half of world cement production, but in the production of cement will cause a lot of pollution to the environment, but also consumes a lot of energy, and this time, improve the technical level of China's cement industry, reducing the emission of polluting gases in the atmosphere has become particularly important. Obvious improvement of cement grinding cement additive effect and performance of reinforced cement, which is typically a chain alkyl alkanolamines chemical additives, but there is no research on the mechanism of its effects on cement hydration system.

Paper to laboratory preparation has four species crystal type of C₃S, and on they for hydration radiated analysis, choice T-C₃S single mine for research object, used outside mixed method respectively research has TEA, and DEIPA, and EDIPA and TIPA on C₃S hydration dynamics of effect, through hydration volume hot, and hot heavy, and XRD, characterization means, analysis discussion has chain n-alcohol alkanolamines on C₃S hydration effect of mechanism. Studies have shown that four alkyl alkanolamines and Ca² complexes in solution, inhibits the CH nucleation, which prolongs the induction period of hydrate of C₃S. TEA because of its three ethanol molecules based, under CH adsorption on the surface, so as to inhibit the growth of CH, bad for late-C₃S hydration.

Key words: cement additives; alkyl alkanolamines; hydration kinetics

目录

摘要 II

Abstract III

第一章 绪论 1

1.1课题背景 1

1.1.1 水泥行业概述 1

1.1.2水泥外加剂的研究进展 1

1.1.3 链烷醇胺化学添加剂的基本性质 2

1.1.4链烷醇胺类化学添加剂对硅酸盐水泥水化及性能的影响 2

1.2本课题研究的内容 4

1.3本课题研究目的及意义 4

第二章 实验材料与方法 5

2.1 实验原料 5

2.2 C₃S单矿的制备 7

2.3实验仪器与实验方法 7

2.3.1实验仪器 7

2.3.2熟料C₃S表征方法 8

2.3.3熟料C₃S水化性能测试方法 9

第三章 熟料C₃S单矿制备 11

3.1生料的配制与煅烧 11

3.2 熟料C₃S的表征 11

3.2.1 C₃S单矿的比表面积，游离氧化钙含量 11

3.2.2 C₃S单粒径分布 12

3.2.3 C₃S单矿XRD图谱 12

3.2.4 C₃S单矿红外吸收光谱 13

第四章 链烷醇胺化学添加剂对C₃S水化过程的影响 15

4.1 水化动力学分析 15

4.2 X射线衍射分析 17

4.3同步热分析 20

4.4红外吸收光谱 23

第五章 结论和展望 25

5.1 结论 25

5.2 展望 25

参考文献 26

致谢 28

1. 绪论

1.1课题背景

• • 1. 水泥行业概述

十九世纪二十年代，英国利兹城的建筑工人阿斯谱丁（J.Aspdin）获得了英国第5022号专利证书“波兰特水泥”，自此掀开了以水泥作为建筑材料的新篇章，直到今天，水泥一直作为必不可少的建筑材料被使用了近200年，已发展成为人类社会至关重要的三大传统建筑材料之一。水泥领域的快速发展与其本身的特性是分不开的，与传统的建材钢铁和木材相比，水泥除了具有原料常见，生产成本相对低廉的特点之外，还具有容易成型，早期强度高、适应性高等特点，但是水泥在生产过程中会消耗大量的能源从而造成严重的环境污染，每生产一吨水泥熟料就要消耗80kW•h电，120kg煤，而且水泥在生产过程中会排放大量的固体悬浮物以及 CO₂、NO₂、SO₂等废气造成严重的大气污染^[1]。我国又是全世界水泥产量最大的国家，因此，如何在水泥生产过程中节能减排迫在眉睫。

1.1.2水泥外加剂的研究进展

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