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硅酸盐水泥已成为人类最为重要的建筑材料之一,随着国民经济的持续发展,我国水泥年产量逐年增长,2005年水泥总产量已达10.6亿吨,连续20年占世界第一位。如此巨大的产量需求及持续不断增长趋势的同时,也伴生了许多问题,如不可再生自然资源与能源的巨大消耗和环境污染等。另一方面,我国水泥熟料的质量与发达国家仍有差距、基础理论缺乏创新、日益的增加工业废渣需要综合利用。如果通过科学研究,提高水泥熟料的性能,有效地利用数以亿吨计的各类工业废渣,实现节能且具有高性能的水泥生产,那么水泥工业将不仅仅是一个低排废的工业,而且将是一个环保型的工业;水泥将不仅为人类社会提供居住场所,而且将为人类清洁生存环境。为此,国家重大基础研究规划“973计划”设立了“高性能水泥制备与应用的基础研究”项目（001CB610701）,其主要内容之一是突破现有硅酸盐熟料组成的范围,提高熟料中的C3S含量,通过掺杂异离子以提高C3S的水化活性,实现水泥熟料的高性能化。针对上述目标,本文开展了相关研究并取得如下进展。选择KH、SM、IM值分别为0.92～1.00、1.6～2.4和0.64～2.4为试验值,测定并比较71个不同组成试样的易烧性。在此基础上选择了KH、SM和IM分别为0.98、2.4和2.4作为熟料率值,用占熟料质量分数为1%CuO作为煅烧的促进剂,在实验炉中,于1450℃、保温30min条件下烧成熟料,经QXRD等分析,该熟料中C3S含量高达73%,所制得的硅酸盐水泥的3d、28d抗压强度分别达到了35.6 MPa、69.8 MPa,远高于62.5R等级硅酸盐水泥指标。用这种熟料制成掺粉煤灰达40%的水泥,其水泥的性能符合强度等级为42.5的粉煤灰水泥标准要求。这成功地突破了现有熟料组成范围,在传统水泥熟料制备条件下,制成了具有高C3S含量且能大量吸收工业固体废料的新型熟料。研究还表明高含量C3S的熟料仅需要略多于常规熟料所需石灰石原料,该熟料所制得的水泥与传统水泥相比,具有降低资源与能源消耗、降低水泥成本、减少环境污染的特点。设计并烧制了一组不同C3S含量的熟料,其C3S含量分别约为62.67%、70.87%、76.18%、83.86%、93.78%。当C3S含量从62.67%增加到76.18%时,水泥3d、7d和28d的净浆抗压强度增加明显,而当C3S含量为76.18%增加到93.78%时,其强度增幅较小。基于这个结果,并考虑到熟料中C3S含量的增加必然会导致熟料煅烧困难的事实。认