28211

بررسي سنتز سولفوآلومينات كلسيم به روش مخلوط پودرها

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد/سراميك

1398

1401/12/21

دكتر رحيم نقي زاده- دكتر حميدرضا رضايي

دكتر مهدي داراب

مهندسي مواد و متالورژي

هدف از اين پروژه مطالعه سنتز سيمان سولفوآلومينات كلسيم داراي فاز ايليميت Ca_4 Al_6 O_12 SO_4 (C_4 A_3 S ̅) از مواد اوليه صنعتي مي باشد كه قابليت كاربرد را به صورت سيمان مخلوط با سيمان پرتلند معمولي داشته باشد تا موجب كاهش گاز گلخانه اي CO_2 گردد. بدين منظور ابتدا كربنات كلسيم، گچ نيمه هيدراته و آلفا آلومينا با نسبت هاي لازم براي سنتز C_4 A_3 S ̅ مخلوط شدند، پس از پخت در دماهاي مختلف، دماي 1250℃ به مدت 5 ساعت تهيه گرديد. در اين دما فاز اصلي ايليميت بود كه مقدار جزئي ژلنيت به دليل حضور ناخالصي ها نيز تشكيل گرديد. رفتار هيدراته شدن سيمان سولفوآلومينات كلسيم(CSA) به تنهايي و با افزودني گچ بررسي گرديد كه ميزان گچ براي رسيدن به زمان گيرش نهايي 90 دقيقه، 7% گچ نيمه هيدراته انتخاب گرديد. الگوي پراش اشعه ايكس و ريزساختار نمونه هيدراته شده CSA حاوي گچ نشان دهنده ايجاد فازهاي سوزني اترينگايت و گيبسيت و فاز آمورف ژله اي مانند بود كه مقدار قابل توجهي فاز ايليميت صفحه اي شكل چند وجهي نيز در آن باقيمانده بود. نمونه سيمان مخلوط CSA و سيمان پرتلند معمولي به نسبت يك به يك مورد بررسي قرار گرفت كه نشان داد علاوه بر فازهاي اترينگايت، فازهاي پرتلنديت و آمورف كه احتمالا 〖Al(OH)〗_3 و CSH مي باشند نيز حاصل مي گردد. ايجاد فازهاي هيدراته شده فوق با مطالعه جذب فوريه مادون قرمز (FTIR) نيز بررسي و اثبات گرديد. استحكام مكانيكي خمير سيمان مخلوط براي يك روز و بيست و هشت روز به ترتيب MPa18 و MPa37 بود كه در رديف قابل قبولي براي سيمان هاي هيدروليك معمولي است.

1402/02/19

Investigating the synthesis of calcium sulfoaluminate by mixing powders

3/11/2024 12:00:00 AM

The aim of this project is to study the synthesis of calcium sulfoaluminate cement with illite phase Ca_4 Al_6 O_12 SO_4 (C_4 A_3 S ̅) from industrial raw materials that can be used as cement mixed with ordinary Portland cement to reduce CO_2 greenhouse gas. . For this purpose, first, calcium carbonate, semi-hydrated gypsum and alpha alumina were mixed with the necessary ratios for the synthesis of C_4 A_3 S ̅, after baking at different temperatures, a temperature of 1250 ℃ was prepared for 5 hours. At this temperature, the main phase was illite, and a small amount of gelenite was also formed due to the presence of impurities. The hydration behavior of calcium sulfoaluminate cement (CSA) was investigated alone and with the addition of gypsum, and the amount of gypsum was selected to reach the final setting time of 90 minutes, 7% semi-hydrated gypsum. The X-ray diffraction pattern and the microstructure of the hydrated CSA sample containing gypsum showed the formation of acicular ettringite and gibbsite phases and a jelly-like amorphous phase, in which a significant amount of polyhedral planar illite phase remained. The sample of mixed CSA cement and ordinary Portland cement was examined in a ratio of one to one, which showed that in addition to ettringite phases, portlandite and amorphous phases, which are probably 〖Al(OH)〗_3 and CSH, are also obtained. The creation of the above-mentioned hydrated phases was also investigated and proved by the Fourier transform infrared (FTIR) study. The mechanical strength of the mixed cement paste for one day and twenty-eight days was 18 MPa and 37 MPa, respectively, which is in the acceptable range for normal hydraulic cements.

ايليميت , اترينگايت , سيمان سولفوآلومينات كلسيم , گچ نيمه هيدراته , سيمان مخلوط

Ye'elimit , ettringite , calcium sulfoaluminate cement , semi-hydrated gypsum , mixed cement

Raziyeh Jafarian Kikanloo

Dr. Rahim Naghizadeh- Dr. Hamidreza Rezaei