粉煤灰替代硅酸盐熟料对水泥物理性能的影响

文中研究了粉煤灰替代硅酸盐熟料对水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性、密度、比表面积、胶砂流动度和胶砂强度等物理性能的影响。结果表明,随着粉煤灰中硅酸盐熟料比例的增加,密度、胶砂强度和标准稠度用水量的数值减小,而胶砂流动度、比表面积的数值不断增大,且对安定性的影响不明显。粉煤灰替代硅酸盐熟料后,对水泥胶砂强度的影响比较大,3d和28d抗压强度均随着粉煤灰替代比例的增大而显著降低,3d和28d抗折强度随着粉煤灰替代比例的增加而降幅较小,且当粉煤灰掺量低于10%时,28d抗折强度甚至略有增长。

高含量SO_3流化床煤灰在硅酸盐熟料及水泥生产中应用的可能性探讨

1 概况 粉煤灰是通过燃烧煤进行发电的常规电厂的主要固渣排放物。通常情况下粉煤灰中硫的含量很低,原因在于存在于煤中的大多数硫被转化成SO_2并随同烟气被排入空气之中。电厂所产生粉煤灰可能作为主体生料应用于硅酸盐熟料生产中,或者以火山灰组分应用于掺混水泥生产之中,或者被直接添加到混凝土拌合物当中用来替代部分水泥和细集料。

高硅石灰石生产优质硅酸盐熟料配料优化实践

0前言江西安福南方水泥有限公司(简称:安福南方)是由1983年投产的国营吉安地区水泥厂几经发展转制而来,在上世纪90年代初就拥有3台年产10~15万t/台机械化立窑,曾是吉安地区最大水泥厂,所用石灰石主要来自相距1 km的企业自有矿山。随着水泥技术进步,淘汰了所用机立窑,在2010年10月投产了由南京水泥工业设计研究院设计一条30200t/d新型干法熟料生产线(窑尾为单列五级旋风预热器和分解炉系统),生料磨为立磨,煤粉磨为球磨,水泥磨为带辊压机的球磨。2019年在厂内新增投产了一条100万t/年利用低钙石灰石(CaO含量低于40%)生产建筑骨料的生产线。水泥行业生产生料用石灰石一般要求CaO含量高于48%,SiO_(2)含量低于4%。本企业矿山石灰石地质构造较为复杂,由于是老企业老矿山,石灰石已被开采消耗较大,近年来矿山往下凹陷开采打底板因周边原因受限,开采石灰石质量波动较大,SiO_(2)含量在5.0%~35.0%,特别2017年7月以来配料库底石灰石SiO_(2)含量在12.0%左右,生料配料非常困难,易烧性也差,生产出来的熟料强度不高。2018年以来,经过企业管理与技术工作者不断摸索,采用多种工业废渣配料,不断调整和优化生料配料方案,全用自有矿山高硅石灰石(SiO_(2)含量12%左右)配料,能够稳定生产熟料硅酸率达到3.1左右的优质硅酸盐水泥熟料(抗压强度3天29.0MPa,28天59.0MPa以上)。

硅酸盐熟料挤压裂纹的观察试验

介绍了硅酸盐熟料挤压裂纹的观察试验过程,试图通过观察硅酸盐熟料受到挤压后,微观晶体裂纹的形成、裂纹产生的起始点及熟料受压后其它的受破坏情况,进而对挤压粉磨效果进行验证。

硅酸盐水泥熟料研磨方式对水泥性能和混凝土抗裂性能的影响

首先介绍了球磨机和冲击粉磨机的工作原理,对两种研磨方式下水泥熟料的粒径和微观形貌进行观测,然后往两种水泥熟料中加入二水石膏制成水泥,测试水泥的标准稠度用水量、抗折强度、抗压强度、折压比和干燥收缩率;最后通过圆环约束收缩试验测试采用两种水泥制备的混凝土抗裂性能。结果表明:与球磨相比,冲击粉磨的水泥熟料粒度分布范围窄,0~10μm细粉含量少,但两种水泥熟料微观形貌差异不大;与采用球磨方式相比,采用冲击粉磨方式制备的水泥虽然早期强度较低,但后期强度较高,标准稠度用水量较少,折压比较高,干燥收缩率较小;与采用球磨方式相比,采用冲击粉磨方式制备水泥时混凝土抗裂性能更好。建议采用冲击粉磨方式生产铁路高抗裂混凝土用硅酸盐水泥。

硫铝酸钙改性硅酸盐水泥熟料的制备及水泥性能的研究进展

硫铝酸钙改性硅酸盐水泥熟料既有硅酸盐水泥熟料的特点,又具备硫铝酸盐水泥熟料的性能,该水泥熟料对粉煤灰、火山灰等混合材具有较好的复合性,该种水泥的生产对环境保护有很大的潜力。结合相关领域研究工作,对硫铝酸钙改性硅酸盐水泥熟料的制备方法以及其制备出的水泥性能进行概述,并针对硫铝酸钙改性硅酸盐水泥存在的问题提出改善办法。

硅酸盐水泥熟料和硅灰对磷建筑石膏耐水性和水化行为的影响

研究了单掺硅酸盐水泥熟料和复掺硅灰对磷石膏复合胶凝材料绝干强度、表观密度、吸水率、软化系数及SO_(4)^(2-)离子浸出浓度的影响,并对其水化行为进行了讨论。结果表明,复掺时,随着硅灰掺量的增加,试件表观密度、绝干强度和软化系数先增加后降低,而吸水率和SO_(4)^(2-)离子浸出浓度先降低后增加;最优配比为磷石膏85%、熟料15%、硅灰10%,比纯磷石膏绝干抗折、抗压强度提高182.8%、180.8%,吸水率降低37.7%,软化系数提高130.6%,SO_(4)^(2-)离子浸出浓度降低13.4%;单掺和复掺均提高了磷石膏浆体累积放热量,且随着硅灰掺量的增加,累积放热量降低;单掺和复掺均增多了硬化体小于10 nm的凝胶孔数量,减少了大于100 nm的大孔数量,且随着硅灰掺量的增加,孔隙率先减小后增大。

熟料粒度分布与矿物组成对硅酸盐水泥抗裂性的影响

为系统探究熟料粒度分布和矿物组成对硅酸盐水泥抗裂性的影响,研究了熟料粒度分布和矿物组成对水泥基材料工作性能、水化性能、力学性能、干燥收缩性能和抗裂性能的影响。结果表明:随着水泥熟料细颗粒含量的提高,水泥标准稠度用水量增大,凝结时间缩短,失水率减少,干燥收缩增大,开裂风险增大;随着水泥熟料中C3S含量的减少,C2S含量的增加,水泥标准稠度用水量变化不明显,凝结时间延长,早期水化活性和强度降低,后期强度能稳定增长,失水率增大,干燥收缩减小;制备抗裂硅酸盐水泥时,建议水泥熟料粒度分布特征粒径D10控制在5~7µm之间,D90在45µm左右,C3S含量在40%~60%,C2S含量在10%~30%。

硅酸盐水泥熟料“急凝”原因分析及其对策

以某水泥企业为例,采用荧光分析、工艺参数分析和岩相分析等技术手段全面分析了硅酸盐水泥熟料外观质量差和易急凝的原因,并从原料、配料、中控操作及工艺方面提出了相应的解决措施。

高强低钙硅酸盐水泥熟料煅烧动力学研究

通过对高强低钙硅酸盐水泥熟料和普通硅酸盐水泥熟料煅烧动力学过程进行对比，采用化学分析、X—ray衍射等手段，探讨了高强低钙硅酸盐水泥熟料煅烧动力学过程。研究发现：高强低钙硅酸盐水泥生料的易烧性优于普通硅酸盐水泥生料，烧成温度降低50～100℃；运用动力学公式与Arrhenius公式相结合分别计算煅烧反应活化能，高强低钙硅酸盐水泥熟料相对于普通硅酸盐水泥熟料烧成反应活化能降低32kJ／mol：规模化生产过程中，高强低钙硅酸盐水泥熟料相对于普通硅酸盐水泥熟料节约标煤5kg／t，综合减排C0243kg／t。

利用石煤提钒酸浸渣烧制硅酸盐水泥熟料的研究

采用石煤提钒酸浸渣为原料烧制硅酸盐水泥熟料,分别设计了11组熟料组成在1350℃、1400℃和1450℃下进行煅烧,通过差热分析解析酸浸渣配料煅烧熟料的形成过程,用X射线衍射分析了熟料的矿物组成以及水泥水化产物组成,采用扫描电镜分析了矿物的晶体形态。实验表明:利用提钒酸浸渣配料能提高熟料的易烧性,促进熟料矿物的形成。提钒酸浸渣掺量为20%时,所生产的熟料的有利氧化钙含量小于1.0%,矿物形成良好,水泥的水化热达到国家标准。

V_2O_5掺杂对硅酸盐水泥熟料烧成及矿物结构的影响

以空白生料为基准,分别掺入占质量分数为0.5%,1%,2%的V2O5,并分别于1250,1300,1350,1400℃和1450℃煅烧30min,制成V2O5掺杂硅酸盐水泥熟料。利用化学分析、X射线衍射、扫描电子显微镜和高温显微镜分析等方法,研究V2O5掺杂对硅酸盐水泥熟料的易烧性和矿物结构的影响。探讨V2O5掺杂的影响机理。结果表明:掺V2O5改善了硅酸盐水泥熟料的易烧性,但掺量超过0.5%V2O5后测定的f-CaO没有明显区别,且由于V2O5稳定了β-C2S晶相而降低了B矿的含量。对掺V2O5后熟料的显微形貌和液相性质的分析结果表明:掺V2O5后熟料中C3S晶粒均大于基准样中C3S晶粒。这是因为V2O5稳定MeO5-4,增大液相的粘度,局部增大CaO浓度,使C3S长大速率占优势,并降低了A矿的含量。

易磨硅酸盐水泥熟料的研究

研究了一种容易粉磨硅酸盐水泥熟料的组成、粉磨特性与物理性能。这种容易粉磨硅酸盐水泥熟料可以在煅烧温度低于 14 0 0℃的条件下烧成。其矿物组成与普通硅酸盐水泥熟料相同 ,但具有C3S含量高 (≥ 70 % )的特点。在水泥熟料粉磨至比表面积 3 2 0m2 /kg条件下 ,容易粉磨硅酸盐水泥熟料需要粉磨 4.5min ,而普通硅酸盐水泥熟料需要粉磨 8min。容易粉磨硅酸盐水泥熟料的 3d抗压强度可达 3 7MPa ,2 8d抗压强度可达 60MPa。

硅酸盐水泥熟料微波强化烧成研究

试验研究了一种新的硅酸盐水泥熟料煅烧方法 :先用电炉将生料加热到一定温度后再用微波进行强化烧成 .实验发现在较低的电加热温度下 (10 0 0～ 12 0 0℃左右 ) ,再使用微波强化煅烧 1～ 2min即可烧成熟料 ,熟料中f-CaO的质量分数在 1%～ 2 %之间 ;入微波炉的物料温度越高 ,微波加热需要的时间越短 ,加热到 13 0 0℃的物料 ,微波加热只需 40s,熟料中f-CaO的质量分数可降至 0 .65 % .试验证明 ,采用新的煅烧方法可大幅度提高硅酸盐熟料形成速度 ;Fe2 O3对熟料的微波烧成有很好的促进作用 ;熟料的XRD图谱显示 。

离子掺杂对高强低钙硅酸盐水泥熟料煅烧性能的影响

选择几种不同生料进行配方,烧制不同含量硅酸二钙水泥熟料,在煅烧过程中通过阴离子掺杂来研究对熟料易烧性能的影响,并添加稳定剂B2O3使贝利特保持活性较高的晶型;运用XRD、岩相分析、SEM等测试手段,初步探讨了离子掺杂对高强低钙硅酸盐水泥熟料煅烧和水化性能的影响。主要结论是,最佳的煅烧温度为1 350℃,稳定剂的加入可以促进熟料中的稳定存在;其次,当煅烧温度在1 400～1 450℃,w（C2S）含量在45%、w（C3S）含量30%时,熟料矿物结晶完整,矿物形貌最好,其早龄期的水化产物量也最多。

不同重金属离子对硅酸盐水泥熟料烧成的影响

高胶凝性硅酸盐水泥熟料是制备高性能水泥的关键组分。它除发挥强度之外,还对水泥混合材活性的激发起重要作用,C3S是最主要的胶凝相,C3S含量和活性的提高．必将赋予熟料高的胶凝性。

铁尾矿替代铁粉制备硅酸盐水泥熟料的研究

研究铁尾矿取代铁粉时铁尾矿对硅酸盐水泥生料易烧性及水泥物理力学性能的影响,结果表明,铁尾矿掺量的变化对生料的易烧性影响不明显。铁尾矿取代铁粉煅烧水泥熟料有助于熟料矿相的发育,并使熟料具有较高的水化活性,其强度超过铁粉配制的水泥。本实验范围内,铁尾矿作为铁质原料的最大掺量为3.1%。

含C_4A_3早强矿物的硅酸盐水泥熟料体系的研究

研究了在硅酸盐水泥熟料中引入C4A3的条件、生料的易烧性、适宜的煅烧温度及水泥的性能。研究结果表明,合理的矿物组成、掺入适量的石膏和助熔剂是实现C3S-C4A3共存的前提条件。通过在C3S-C4A3S-C2S-C4AF熟料体系中引入5%～20%的C4A3S,所制备的熟料体系具有良好的强度性能,其3d强度在15～30MPa,7d强度在25～40MPa,28d强度在45～65MPa之间。