二氧化锰对水泥熟料性能有何影响

二氧化锰对水泥熟料性能有何影响
一些地方粘土中的含锰量较高，使用这种粘土生产硅酸盐水泥，必须考虑到锰对熟料的煅烧及性能的影响，生料中锰的适宜含量是多少及应该采取什么样的工艺措施等问题都是生产出良好熟料所必须解决的问题。
    利用工业原料进行配料，生料的KH=0.95、SM=2.0、IM=1.26，在生料中外掺不同量的MnO2（化学试剂）及CaF2（化学试剂），将配好的生料置于瓷罐中混合6h，然后压制成Φ35mm×5mm的试饼，置于电炉中，温度分别为1320℃、1350℃、1380℃、1400℃及1430℃,保温时间为40min，熟料出炉后在空气中急冷。将熟料试样外掺7.0%的二水石膏（二水石膏中SO3含量为36.0%）置于振动磨内粉磨至比表面积320±5m2/kg，用20mm×20mm×20mm小试模作净浆强度试验。
   可见，掺MnO2熟料的抗压强度均比不掺MnO2的试样低，MnO2掺量越大，强度下降越多，煅烧温度越低，影响越明显，此结果与f-CaO测定结果相符，主要是C3S不易形成，f-CaO的含量多之故。当煅烧温度高于1380℃时，其强度下降得较少，28d强度则更为接近。掺量只有0.5%的试样，当煅烧温度高于1380℃时，其强度基本上不下降，甚至比不掺的试样略高。既掺MnO2又掺CaF2的试样，在低于1380℃的煅烧温度下，其早期及后期强度较低，当温度高于1380℃时，其强度则较接近于只掺CaF2的试样。这个结果与f-CaO测定结果也是相吻合的。可见在MnO2存在的情况下，当煅烧温度较低时，CaF2的助熔及矿化作用不明显。
   由强度测定结果还可知道，当煅烧温度高于1380℃时，尽管掺MnO2熟料的强度一般都低于不掺MnO2熟料，但当MnO2＜2.0%时，其强度下降并不明显，一般都小于10%，特别是28d强度，都在5.0%以内，因此，只要控制MnO2＜2.0%并保证有足够的煅烧温度（大于1400℃），仍然可以生产出良好水泥。
   由XRD分析可知，外掺MnO2会导致熟料矿物的组成发生变化，随着MnO2外掺量的增加，铁相明显增多，C3A含量减少，C3S的含量也略有减少。MnO2外掺量增多，煅烧温度也要相应提高，否则会导致β－C2S转化为γ－C2S，使熟料粉化，强度下降。
   导致含锰熟料强度下降的原因有几方面：
   （1）外掺MnO2使熟料的矿物组成发生变化。按理论计算，外掺MnO2（Mn2O3主要取代Fe2O3生成C4AM）使熟料率值发生了变化，KH、P、n值均有所减小，C3S和C3A的含量相对减少，铁相（C4AF及C4AM）的含量相对增多。从XRD分析也得到同样的结论。C3S和C3A的减少使熟料的强度下降，特别是早期强度。
   （2）过多的MnO2对C3S晶体发育不利，D·Knofel等的研究结果也表明，随着MnO2的增多，C3S由三斜晶系的T型向单斜晶系的M型转变，C3S的强度随MnO2的掺入而下降。
   （3）外掺MnO2使得液相大量出现的温度升高，在同样的煅烧温度下，含锰熟料的f-CaO含量增多，导致C3S减少，熟料的强度下降。
   外掺MnO2使铁相含量增多，但铁相的强度随MnO2的增多而降低，从而导致熟料强度下降。