第12期 张坤等：利用石灰干化污泥制备水泥对水泥性能的影响 1631· 100 吧 以较低掺量加入生料后，可以改善生料的易烧性： TG 90 330.0°℃ 0 但是当摻量过大时，石灰干化污泥中带来的过量杂 80 656.3C 质又会对熟料的煅烧性能产生负面影响. 423.6C 10 2.3成分分析 70 DSC 为确定熟料样品的矿物相组成，对参比样1# 60 0 样品，fCaO含量最低的7#样品以及石灰干化污 50 泥添加量最多的13#样品进行了X射线衍射测试， 405.9° 611.00 -10 40 如图3所示.从图中可以看出，石灰干化污泥加入 109.3°C 673.9C 30 20 431.6℃ 4500 1-CS 70.5C 4000 2-C.S 3-CA 20 30 0 200 400 6008001000 120 3500 4-CAF 温度/C 3000 2500 图1石灰干化污泥的差示扫描量热-热重曲线 (装) 2000 Fig.1 DSC-TG curves of lime mediated sludge 1500 1.3 1000 500 w 1.2 1.1 25 30 4045 50 55 60 65 20/() 6000 1.0 (b) 1-CS 5000 4-C AF 4000 0.8 3000 0.7 0 510152025 30 2000 石灰干化污泥加人量（质量分数）/% 1000 图2石灰干化污泥加量与游离氧化钙含量关系 Fig.2 Relationship between lime mediated sludge content 25 30 35 404550 55 6065 and free CaO content 20/() 但仍然比参比样低，在污泥掺加量达到30%时，￡ 5000 (c) 1-CS CaO含量大于参比样，说明过高的石灰干化污泥添 2-CS 3-C.A 加量会降低水泥熟料的煅烧性能.由于本实验所使 4000 4-CAF 用的是生活污泥，因此从表1中可以看出，石灰干 化污泥中含有较多的P2O5.在石灰干化污泥以较 () 3000 低掺量加入生料后，P元素能够作为很好的助熔剂 2000 和矿化剂降低液相形成温度，促进CaO和SiO2的 结合，改善熟料煅烧性能；但是当石灰干化污泥含 1000 量过多时，过量的P2O5会导致C3S分解为C2S 和fCaO,使得易烧性变差可.理论上可以作为助 25 3035 404550556065 熔剂的氧化物有很多，Na、K和Mg在低浓度下都 29/() 主要起助熔剂作用.碱金属离子本身即为低熔点物 图3熟料样品的X射线衍射图谱.(a)1#试样：(b)7#试 质，它们的引入降低了液相的出现温度，但是它们 样：(c)13#试样 的加入会增加液相的黏度，因此引入少量的碱金属 Fig.3 XRD patterns of clinker samples:(a)Sample 1#;(b) 对熟料的烧成是有利的8).所以，在石灰干化污泥 Sample 7#;(a)Sample 13#第 12 期 张 坤等：利用石灰干化污泥制备水泥对水泥性能的影响 1631 ·· 图 1 石灰干化污泥的差示扫描量热 – 热重曲线 Fig.1 DSC-TG curves of lime mediated sludge 图 2 石灰干化污泥加量与游离氧化钙含量关系 Fig.2 Relationship between lime mediated sludge content and free CaO content 但仍然比参比样低，在污泥掺加量达到 30%时，f￾CaO 含量大于参比样，说明过高的石灰干化污泥添 加量会降低水泥熟料的煅烧性能. 由于本实验所使 用的是生活污泥，因此从表 1 中可以看出，石灰干 化污泥中含有较多的 P2O5. 在石灰干化污泥以较 低掺量加入生料后，P 元素能够作为很好的助熔剂 和矿化剂降低液相形成温度，促进 CaO 和 SiO2 的 结合，改善熟料煅烧性能；但是当石灰干化污泥含 量过多时，过量的 P2O5 会导致 C3S 分解为 C2S 和 f-CaO，使得易烧性变差 [17] . 理论上可以作为助 熔剂的氧化物有很多，Na、K 和 Mg 在低浓度下都 主要起助熔剂作用. 碱金属离子本身即为低熔点物 质，它们的引入降低了液相的出现温度，但是它们 的加入会增加液相的黏度，因此引入少量的碱金属 对熟料的烧成是有利的 [18] . 所以，在石灰干化污泥 以较低掺量加入生料后，可以改善生料的易烧性； 但是当掺量过大时，石灰干化污泥中带来的过量杂 质又会对熟料的煅烧性能产生负面影响. 2.3 成分分析 为确定熟料样品的矿物相组成，对参比样 1 # 样品，f-CaO 含量最低的 7 # 样品以及石灰干化污 泥添加量最多的 13# 样品进行了 X 射线衍射测试， 如图 3 所示. 从图中可以看出，石灰干化污泥加入 图 3 熟料样品的 X 射线衍射图谱. (a) 1# 试样；(b) 7# 试 样；(c) 13# 试样 Fig.3 XRD patterns of clinker samples: (a) Sample 1#; (b) Sample 7#; (a) Sample 13#