机立窑稳定生产含硫铝酸盐硅酸盐水泥熟料

该文从理论和生产控制方面对机立窑如何稳定生产含硫铝酸盐硅酸盐水泥熟料进行了讨论，认为确定合适的熟料矿物组成是关键，合适的CaF2和CaSO4的掺量和均匀性则是熟料质量的保证。对生产中易出现的质量问题进行了原因分析及处理。对本技术的推广应用和进一步的研究作了展望。

铁铝酸盐、硫铝酸盐和硅酸盐水泥的水化进程对比研究

铁铝酸盐水泥具有节能、利废、减排优良的工艺性能和环境友好的特点,目前已逐渐引起了国内外学者的研究兴趣。本文通过水化热、XRD、TG-DTG、孔结构分析、SEM等测试手段对比了铁铝酸盐水泥(FAC)、硫铝酸盐水泥(SAC)和硅酸盐水泥(PC)三类不同水泥体系水化过程,分析了三种水泥水化产物和水化机理。结果表明:FAC的1 d强度相比于PC提高了130%,28 d强度超过SAC。FAC和SAC水化放热主要集中在1 d之内,且FAC熟料中的铁相能缩短加速期时间,促进钙矾石的生成。相较于PC和SAC,FAC水化产物不仅含有钙矾石、水化硅酸钙凝胶和铝胶,还含有铁钙矾石和铁胶,其总孔隙率较低,水泥石结构更加致密,强度和耐久性进一步提高。

硫铝酸盐水泥对硅酸盐水泥早期水化和力学性能的影响

装配式建筑推动了建筑行业的快速转型,实现构件的快速脱模是实现装配式行业快速发展的基础。本文研究了硫铝酸盐水泥(CSA)在低取代率(水泥质量的2.5%~7.5%)下对硅酸盐水泥早期水化性能和力学性能的影响规律,通过凝结时间、抗压强度、水化热、XRD、TG、SEM等测试手段揭示其作用机理,为实现装配式构件快速脱模提供解决思路。结果表明,CSA的掺入可以缩短硅酸盐水泥的凝结时间,促进水泥的早期水化,提高早期力学性能。当CSA从2.5%增加到7.5%时,水泥初凝时间分别降低了30%、43%和49%,终凝时间分别降低了24%、40%和46%;5%CSA掺量可使水泥样品12 h抗压强度从5.2 MPa提高到12.8 MPa,提高了169%;此外,CSA的掺入对水泥样品后期力学性能也有一定提升作用。

硅酸盐-硫铝酸盐混合水泥性能试验研究

硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥各有明显的优势和不足,将两种水泥混合复掺,可以改善单一水泥的某些性能。为此,通过试验研究硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥混合互掺后标准稠度用水量、凝结时间、胶砂强度和安定性的性能变化。试验结果表明,硅酸盐-硫铝酸盐水系混合后,硫铝酸盐水泥中的C4A3Sˉ和硅酸盐水泥中的C3S在水泥水化反应早期能够相互促进,提高反应速率。硫铝酸盐水泥掺少量硅酸盐水泥或硅酸盐水泥掺少量硫铝酸盐水泥与单一水泥相比,标准稠度用水量和凝结时间变化较小且能改善混合水泥的胶砂强度,但掺量较大时会引起混合水泥凝结时间加快,甚至速凝,且强度较单一水泥降低。

普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复合材料性能研究

研究探讨了普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复合材料的性能,以评估不同掺量对其力学特性和凝结特性的影响。研究中,选用P·O42.5等级普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥作为主要原材料,通过改变普通硅酸盐水泥的掺量(0%,10%,20%,30%,40%),制备了不同配比的复合水泥样品。实验包括标准稠度用水量、凝结时间、抗压强度、抗折强度及劈裂抗拉强度测试。结果表明,普通硅酸盐水泥的添加量对复合材料的力学性能和凝结特性具有显著影响。标准稠度用水量在普通硅酸盐水泥掺量为20%时达到最高,凝结时间随着掺量的增加而缩短。抗压强度和抗折强度在掺量为20%时表现最佳,而过高掺量则导致强度下降。劈裂抗拉强度在20%掺量时达到峰值。综上所述,20%为普通硅酸盐水泥最佳添加量,能够有效提升复合材料的整体性能。

聚羧酸系减水剂对普通硅酸盐水泥及硫铝酸盐水泥性能的影响研究

本研究选取普通硅酸盐和硫铝酸盐水泥体系作为研究对象,通过调配聚羧酸减水剂的添加量,系统地研究其对这两种水泥体系施工性能的影响。试验发现,聚羧酸减水剂具有良好的减水性。随着PCE掺量的增加,两种水泥体系的凝结时间增大;两种水泥的流动性随着PCE掺量的增加而增大,PCE掺量分别为0.50%和0.40%时,其减水率达到饱和点;在减水率达到饱和点之前,两种水泥的抗压强度不断增加;聚羧酸减水剂与两种水泥都具有良好的适配性。

高贝利特硫铝酸盐水泥—普通硅酸盐水泥复合胶凝材料体系性能研究

为进一步提升高贝利特硫铝酸盐水泥(HBSAC)与普通硅酸盐水泥(P·O)的性能,获得性能优异、经济性较好的新型胶凝材料,开展了HBSAC和P·O的复配研究。研究了不同复配合比例HBSAC-P·O复合胶凝材料的物理性能、力学性能和干缩性能,结合水化产物的形成分析,阐明了HBSAC-P·O复合胶凝材料体系的水化机理。结果表明:在HBSAC中加入P·O,复合胶凝材料的标准稠度用水量减少,凝结时间延长,干缩率增加,后期强度增加的同时早期强度降低;在P·O中加入HBSAC,复合胶凝材料的标准稠度用水量减少、凝结时间缩短,干缩率降低,但是其早期强度并未得到提升;HBSAC-P·O复合胶凝材料的水化机理在于削弱了硫铝酸盐矿物的早期水化作用,降低了早期强度;增强了硅酸盐矿物的后期水化作用,提高了后期强度。

普通硅酸盐水泥和低碱度硫铝酸盐水泥复配胶凝体系性能研究

为满足不同的工程需要,制备不同水泥基快硬早强混凝土,研究了纯P·O、纯L·SAC和P·O-L·SAC复配胶凝体系标准稠度用水量、凝结时间和抗压抗折强度等性能,以及它们与不同外加剂之间的相容性。结果表明,在P·O-L·SAC复配胶凝体系中,随L·SAC掺量的增大,其标准稠度用水量先升后降,而初凝及终凝时间则是先缩短后延长,且掺量为60%时,复配胶凝体系急凝,初、终凝时间仅有7min、10min,抗压强度、抗折强度最低;20%P·O+80%L·SAC复配胶凝体系具有最佳的早期强度,并且3 d和28 d强度稳步增长;对硅酸盐水泥基、硫铝酸盐水泥基及复配水泥基快硬早强混凝土而言,可分别选用纳m晶核类早强剂、三乙醇胺类早强剂和复合无机盐类早强剂。

硅酸盐-硫铝酸盐水泥复合体系的力学性能研究

采用硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥互混,旨在利用硫铝酸盐水泥快速水化生成的钙矾石及高水化热提高硅酸盐水泥的早期强度。研究了硫铝酸盐水泥和硅酸盐水泥按照不同比例混掺的力学性能以及无水石膏和超细碳酸钙对水泥复合体系的力学性能影响。研究结果表明,低掺量的硫铝酸盐水泥会导致水泥复合体系的抗压强度降低;无水石膏能有效缓解硫铝酸盐水泥和硅酸盐水泥混掺后的抗压强度下降,且当硫铝酸盐水泥掺量为10%,无水石膏的最佳掺量占比为硫铝酸盐水泥的20%;超细碳酸钙也能改善复合体系的力学性能,最佳加量为20%,但增强效果低于无水石膏;碳酸锂对于硅酸盐-硫铝酸盐水泥复合体系的力学性能同样能起到良好的促进作用。

硫铝酸盐水泥熟料提升混凝土抗裂防冻耐腐蚀性能研究

收缩导致的混凝土开裂、氯离子对混凝土的腐蚀都是工程出现病害的常见因素。为有效解决这些问题,可向混凝土添加硫铝酸盐水泥熟料等外加剂,提高混凝土的抗裂、抗冻和抗腐蚀性能。对此,将硫铝酸盐水泥熟料作为外加剂,并对其在增强硅酸盐水泥的性能展开试验研究。结果显示,硫铝酸盐水泥熟料经过水化反应后生成稳定性较强的钙矾石(AFt)柱状晶体,可有效强化混凝土结构,明显增强其硬化后的综合性能,尤其是提高混凝土结构的密实性,能防止混凝土出现收缩变形、开裂状况,从而有效增强其抗裂、抗冻和抗腐蚀性能。

硫铝酸盐对硅酸盐水泥水化及性能的影响

硫铝酸盐水泥的主要矿物硫铝酸钙具有低钙、低碱、合成温度低、高早强、微膨胀等优点,部分替代硅酸盐水泥中熟料矿物后可改善水泥性能并降低碳排放。结合国内外相关领域研究工作,介绍了硫铝酸盐对硅酸盐水泥水化及性能的影响,并对硫铝酸盐-硅酸盐水泥复合体系研究及应用中存在的问题进行了分析与展望。

硅酸盐-硫铝酸盐水泥混合体系的试验研究

研究了不同比例的硅酸盐、硫铝酸盐水泥混合体系的凝结时间、水泥砂浆的强度性能,并对一定混合比例的OPC-SAC水泥进行了XRD、SEM和水化量热测试。结果表明,硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥混合,SAC中的C4A3-S矿物与OPC中的C3S矿物在共同水化过程中有相互促进的作用,会使混合水泥水化和凝结加速;混合水泥的强度性能与两种水泥的混合比例有关。本研究可对硅酸盐-硫铝酸盐水泥混合体系的应用提供借鉴。

普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复配改性灌浆材料性能研究

普通硅酸盐水泥作为灌浆材料普遍存在凝结时间过长、早期强度不高的缺陷,不能完全满足灌浆的要求。针对普通硅酸盐水泥的这种不足,采用凝结时间快、早期强度高的硫铝酸盐水泥与之复配,在此基础上加入高效减水剂对复配体系进行改性,使普通硅酸盐水泥的灌浆特性有了明显改善,既改善了流动性,又较好地兼顾了凝固时间和强度特性。上述复配改性方案较好地满足了灌浆工程要求,可望在实际工程中加以应用。

硅酸盐与硫铝酸盐复合水泥孔隙液相pH值变化研究

为了解硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复合之后性能变化的原因,通过对复合水泥孔隙溶液的pH值进行研究,探讨了pH值变化与性能之间的内在联系。研究表明,孔隙溶液pH值变化与强度有良好相关性,水化3h后复合水泥pH值在SAC掺量为20%-80%之间出现波谷,水化剧烈并开始大量放热,后期强度也出现明显波谷区,其中以其掺量为60%时pH值和后期强度最低;当SAC或PC掺量为0%-20%时,复合水泥孔隙溶液pH值和强度相对于纯的SAC或PC而言基本没有变化,甚至还会稍微提高,这对降低水泥生产成本和提升水泥性能具有积极意义。

石膏品种对硅酸盐—硫铝酸盐复合体系水泥性能的影响

在试验研究不同石膏品种对硅酸盐—硫铝酸盐复合体系水泥凝结时间、标准稠度需水量、强度等性能影响的基础上,探讨了石膏品种对硅酸盐—硫铝酸盐复合体系水泥性能的影响机理。结果表明:二水石膏对该种复合体系水泥的缓凝作用比硬石膏明显,硬石膏易引起复合体系水泥急凝和需水量增大。石膏品种对硅酸盐—硫铝酸盐复合体系水泥强度的影响较复杂,与水泥体系中含铝矿物及其水化溶液中SO42-离子浓度有关;在蒸馏水和饱和石灰水中,二水石膏的溶解速度比硬石膏快,溶解度比硬石膏低。推导证实,石膏的溶解速度和溶解度是决定硅酸盐—硫铝酸盐复合体系水泥性能的主要因素。

养护温度对硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥体系性能的影响

实际修补工程的环境温度变化大,而不同温度会对胶凝体系水化反应和水化产物的稳定性产生影响,本文通过测试以不同比例复合的硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥体系性能,选择合适配比,再通过测试复合体系在不同养温度下的流动度、凝结时间、膨胀性和强度,研究不同养护温度对复合体系各项性能的影响规律,并采用XRD分析其变化机理。试验结果表明:随着硫铝酸盐水泥掺量增大,水化反应加快,凝结时间缩短,强度发展快,但在温度高于35℃时,复合体系水化产物后期发生分解,使强度和膨胀性能下降。

高硅酸二钙含钡硫铝酸盐水泥研究

通过研究含钡硫铝酸盐水泥的强度随硫铝酸钡钙矿物减少和硅酸盐矿物β-C2S矿物含量增加的变化情况,找出含钡硫铝酸盐水泥熟料的强度随矿物组成的变化规律,并寻找该水泥综合性能最优的β-C2S含量。实验结果表明,当C2S质量分数达到52%时,含钡硫铝酸盐水泥还具有较高的强度,其烧成温度为1350℃。含钡硫铝酸盐水泥3d到28d的强度增长率为14%,当C2S的质量分数到达52%时,3d到28d的强度增长率为23.3%。通过X射线衍射,扫描电子显微镜及能谱分析等手段对此配料点水泥矿物的水化机理及其水化过程进行了探讨。

矿物掺合料对硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系凝结时间及强度的影响

目的研究硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复掺后的凝结时间及力学性能.方法分别测试不同硅酸盐水泥、矿物掺合料掺量下硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的凝结时间及胶砂强度,并利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜进行矿物组成和结构分析.结果硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的凝结时间随硅酸盐水泥掺量的增大先减小再增大,随掺合料掺量的增大先减小再增大.硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的强度随着硅酸盐水泥的增加先减小后增大,硅酸盐水泥掺量为10%时,3d抗压强度减小10.67%;随着掺合料的增大而降低,掺合料掺量为40%时,矿粉、粉煤灰3 d抗压强度分别减小44.5%和47.9%.结论两种水泥复掺会缩短凝结时间,降低强度,水化产物减少,结构疏松;粉煤灰和矿粉的掺入会延长凝结时间,减小强度,水化产物减少.

掺硫铝酸盐水泥熟料的富硅酸盐水泥体系的性能研究

研究了硫铝酸盐水泥熟料对复合硅酸盐水泥性能的影响。研究表明,当复合水泥中掺入少量硫铝酸盐水泥熟料后,再配以适量的石膏,可以提高其早期强度,且随着硫铝酸盐水泥熟料掺量的增加,其凝结时间明显缩短。运用XRD等测试方法探讨了硫铝酸盐水泥熟料改善复合水泥性能的机理。硫铝酸盐水泥熟料水化形成的钙矾石和铝胶,对硅酸盐水泥熟料矿物水化有促进作用,这是水泥凝结加快、强度增加的主要原因。

矿物掺合料对硫铝酸盐水泥-普通硅酸盐水泥复合体系性能的影响

研究了矿粉、硅灰和粉煤灰3种矿物掺合料对硫铝酸盐水泥-普通硅酸盐水泥复合体系的标准稠度用水量、凝结时间、水化放热、胶砂抗折及抗压强度、砂浆干缩率、抗硫酸盐侵蚀性能和水化产物的影响。结果表明:随矿物掺合料掺量的增加,复合体系的标准稠度用水量增大,凝结时间延长;掺加矿物掺合料后水化放热峰出现时间延后,总水化放热量减少,其中掺加矿粉和硅灰的试件初期水化速率减慢程度较掺加粉煤灰试件更明显;3种矿物掺合料对复合体系强度的影响差别较大,掺加3%硅灰的试件3 d抗压强度增长较快;硅灰的掺加会使砂浆干缩率增大,矿粉、粉煤灰的掺加可以减小砂浆试件的干缩;矿物掺合料的掺加会提高胶砂试件抗硫酸盐侵蚀性能,掺粉煤灰的试件抗硫酸盐侵蚀性能最好。