铁尾矿贝利特硫铝酸盐水泥的制备及性能研究

以首云矿业股份有限公司铁尾矿、低品位矾土等为原料制备铁尾矿贝利特硫铝酸盐水泥,为铁尾矿的高附加值利用探索新的途径。研究结果表明:在生料中铁尾矿、矾土、煅烧石灰石、Al2O3、CaSO4.2H2O的配比为10∶17∶48∶15∶10,煅烧温度为1 350℃,煅烧时间为20 min条件下,可制备出矿物成分以C4A3S珔、C2S、C4AF为主,f-CaO含量小于1.5%的铁尾矿贝利特硫铝酸盐水泥熟料。向该熟料中配入与其质量比均为8%的天然石膏和石灰石制成水泥,再按胶砂比为1∶3、水胶比为0.6制成水泥胶砂,胶砂的3 d抗压强度达38.1 MPa、28 d抗压强度达52.5 MPa。

固体废弃物+贝利特硫铝酸盐水泥混凝土冻融循环作用下水化硬化性能研究

为探究在冻融循环条件下,掺加固体废弃物的贝利特硫铝酸盐水泥混凝土的水化硬化性能,通过物理性能测试和扫描电镜,研究抗压强度、抗拉强度、吸水率的变化及微观结构调整。研究结果表明,冻融循环显著影响了材料的力学性能和微观结构,主要表现为孔隙度的增加和孔隙分布的不均匀性。这些发现为掺加固体废弃物的水泥材料设计和制备工艺提供了技术支撑。

基于工业固废的低碳高贝利特硫铝酸盐水泥研究进展

基于工业固废开发高贝利特硫铝酸盐水泥是实现建筑业低碳可持续发展的重要手段,高贝利特硫铝酸盐水泥作为一种早期强度高、后期强度发展良好的胶凝材料,应用前景广阔。本文从高贝利特硫铝酸盐水泥的制备工艺流程、水泥性能方面对已有研究进行了总结,分析了煅烧制度对水泥熟料目标矿物成分的影响及最佳煅烧制度评判标准,对比了不同煅烧制度下的能耗,并对三元体系和四元体系水泥的抗压强度发展规律和水泥水化性能进行了阐述,为工业固废的利用和低碳高贝利特硫铝酸盐水泥的深入研究与广泛应用提供参考。

高贝利特硫铝酸盐水泥在免拆钢筋桁架楼承板中的应用

装配式叠合楼板是由预制混凝土底板和现浇钢筋混凝土层叠合而成的装配整体式楼板。对比分析了装配式叠合楼板、钢质楼承板、纤维水泥板楼承板、细石混凝土免拆钢筋桁架楼承板的生产工艺与性能特点。重点分析了采用高贝利特硫铝酸盐水泥制作的细石混凝土免拆钢筋桁架楼承板的工艺特点及性能。高贝利特硫铝酸盐水泥细石混凝土底板吊装速度快、脱模时间短、低温免蒸养、免拆模;底板密度较小、收缩变形量小、抗压强度高、吸水率小、跨度大。

高贝利特硫铝酸盐水泥与铁尾矿砂制备无机人造石的研究

以42.5级高贝利特硫铝酸盐水泥和级配铁尾矿砂为基材,加入矿渣粉、复合缓凝剂、减水剂等功能性助剂为原料,制备无机人造石板材。在水泥用量为20%~50%时,通过对料浆的维勃稠度控制(10~15 s),确定合理的水料比;通过弯曲强度、压缩强度、耐磨性、莫氏硬度、尺寸变化率的性能对比,确定本体系中水泥最佳用量为35%;通过对不同缓凝剂的复配,优选出0.02%柠檬酸与0.06%柠檬酸钠复配后,对操作时间保持最好且对早期强度的影响最小;通过在制作板材过程中,表面采用封闭剂、罩光剂的密闭处理,可以使板材的吸水率降至0.1%以下,板材的光泽度提高至90以上。

高贝利特硫铝酸盐水泥的熟料煅烧及其强度

用粉煤灰、石灰石、石膏作原料,烧制了以贝利特(β-C2S)为主、无水硫铝酸钙(C4A3S)为辅的高贝利特硫铝酸盐水泥,其w(β-C2S)达60%、w(C4A3S)30%,熟料中无C3S和C3A。分析了率值和煅烧制度对熟料矿物形成的影响,较佳的煅烧工艺参数是:碱度系数Cm为0.95～1.03,铝硫比P为3.32～3.65,煅烧温度1280～1340℃,保温时间45～70min。试验表明C4A3S使水泥具有较高的早期强度,大量的β-C2S持续水化保证了水泥强度的稳定增长。水泥胶砂的1d、3d、7d和28d抗压强度分别为16.5MPa、28.0MPa、36.7MPa和48.6MPa。硬化水泥砂浆的总孔隙率低,最可几孔径小。

利用粉煤灰、拜耳法赤泥制备贝利特硫铝酸盐水泥

以粉煤灰、拜耳法赤泥为原料制备贝利特硫铝酸盐水泥,研究赤泥掺入及掺入量变化对水泥熟料烧结温度、工作性能、力学性能的影响,借助XRD分析熟料的矿物组成及各矿物含量。结果表明:利用粉煤灰、拜耳法赤泥能制备出各项性能合格的贝利特硫铝酸盐水泥。赤泥的掺入能降低熟料的烧成温度,一定量赤泥的掺入能促进C4A3S矿物的形成,提高水泥的抗压强度。当掺入量超过8%(质量分数)时,会引起强度的下降。赤泥掺量为4%时,所制水泥的28 d抗压强度达到48.9 MPa。

赤泥和脱硫石膏制备高贝利特硫铝酸盐水泥熟料

以赤泥、脱硫石膏和石灰石等为原料,通过添加一定量的砂岩和高铝石,烧制了以硅酸二钙(C2S)、无水硫铝酸钙(C4A3S)和铁铝酸四钙(C4AF)等为主要矿物的高贝利特硫铝酸盐水泥熟料。研究了煅烧温度、煅烧时间以及原料配比等因素对熟料性能的影响,确定了最佳的煅烧温度为1 280℃,煅烧时间为30 min,低于普通硫铝酸盐水泥熟料100℃左右;并将烧成熟料按标准方法成型,水化至一定龄期后进行力学性能测试,其具有较好的早期强度,高贝利特的矿物组成(40%~60%)保证了后期强度的稳定增长,且C2S含量为45%~50%、C4A3S含量为25%~30%时具有较好的抗压强度,28 d强度可达48.2 MPa;其水化产物主要为钙矾石(AFt)和C-S-H凝胶,还含有少量的单硫型水化硫铝酸钙(AFm)和铝胶(AH3)。

含钛尾矿制备高硅贝利特硫铝酸盐水泥的研究

分析了含钛尾矿的矿物组成,结合高硅贝利特硫铝酸盐水泥的特点,提出了应用提取氧化钛后的尾矿、低品位铝矾土、含钛石膏制备高硅贝利特硫铝酸盐水泥的全新观点,并对该种水泥的烧结温度,冷却制度,强度及凝结时间等进行了系统的分析和讨论,结果表明它的烧结温度低,凝结时间及强度介于硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥之间,含氧化钛较高的原料对高硅贝利特硫铝酸盐水泥性能没有明显负面影响。

利用低品位铝矾土和铸造废砂制备高贝利特硫铝酸盐水泥的研究

采用正交试验研究利用低品位铝矾土、铸造废砂、石灰石、石膏等原料制备高贝利特硫铝酸盐水泥的煅烧条件。对生料热稳定性、水泥熟料组成及其水化产物形貌等进行测试表征。可初步确定熟料的煅烧温度范围在1250~1360℃,该水泥熟料的主要矿物组成为贝利特和无水硫铝酸钙,用X-射线K值法定量分析熟料物相组成与理论计算值基本接近。该水泥的主要水化产物有钙矾石、水化硅酸钙凝胶、单硫型水化硫铝酸钙等。实验研究表明:煅烧温度1300℃,保温时间90 min,急冷,制得的高贝利特硫铝酸盐水泥凝结时间短,初凝时间30 min,终凝仅40min,28 d水泥净浆强度可达65.4 MPa,胶砂强度与市售42.5硫铝酸盐水泥相比,早期强度比较接近,后期强度高出10%。

预分解磷石膏制备贝利特-硫铝酸盐水泥

研究磷石膏在低温还原-高温氧化气氛下的分解特性,并将分解后的磷石膏作为钙源代替石灰石制备贝利特-硫铝酸盐水泥。结果表明:在碳硫比(C/S)为2,CO_2-950℃-1h/空气-1 200℃-1h的分段煅烧条件下,磷石膏分解率可达87.69%,且SO_2在900~1 200℃内集中释放。将分解率为87.69%的磷石膏代替部分石灰石烧制贝利特-硫铝酸盐水泥熟料,其主要矿相有C4A3珔S、C2S和C4AF,及少量C2AS,水泥净浆3d抗压强度为41.4 MPa。每生产1t贝利特-硫铝酸盐水泥熟料可消纳约0.98t磷石膏,减少石灰石用量近50%。

晶型稳定剂对高硅贝利特硫铝酸盐水泥强度的影响

目的研究利用工业废料配制高硅贝利特硫铝酸盐水泥及不同温度制度下几种晶型稳定剂对该种水泥强度的影响.方法以单掺和复合掺加的方式将稳定剂配料加入到水泥之中,在不同温度下烧成、磨细、水灰比一定、制成试样、测各龄期强度.结果实验证明单独加入和复合加入稳定剂后,使水泥的后期强度提高,但提高程度有所不同,另外,不同的烧成温度对高硅贝利特硫铝酸盐水泥强度影响也很显著.结论单一稳定剂加入对高硅贝利特硫铝酸盐水泥强度的影响程度由大到小依次为氧化硼、氧化硫、氧化钛;两种稳定剂复合后的效果明显好于单掺效果;1250℃时β C2S容易生成,有利于后期强度增长,1300℃有利于无水硫铝酸钙生成,早期强度较高.

游离石膏对高贝利特硫铝酸盐水泥熟料烧成的影响

设计了五种不同f-Ca SO_4/C_4A_3的生料配比,研究了f-Ca SO_4含量变化对高贝利特硫铝酸盐水泥熟料烧成的影响。通过TG-DSC分析了高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的形成过程,利用XRD、f-Ca O含量分析得到了熟料的适宜煅烧制度,进一步用SEM观察了不同含量f-Ca SO_4对熟料矿物微观形貌影响,最后研究了f-Ca SO_4对高贝利特硫铝酸盐水泥熟料力学性能的影响。结果表明:高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的适宜煅烧温度范围为1300～1400℃,保温时间为40 min;熟料中C_2S、C_4AF含量与设计值相一致,随着f-Ca SO4/C4A3增加,非晶固溶体有逐渐增多的趋势;随着f-Ca SO_4/C_4A_3增加,熟料早期强度先增大后降低,后期强度逐渐增大,当f-Ca SO_4/C_4A_3为0. 4时有最高早期强度。

磷石膏与低品位矾土制备高贝利特-硫铝酸盐水泥

利用磷石膏和低品位矾土制备高贝利特-硫铝酸盐水泥,研究了熟料的最佳煅烧工艺制度及配入过量磷石膏对水泥性能的影响。结果表明:在1300℃保温0.5 h,烧制出性能良好的高贝利特-硫铝酸盐水泥熟料,3 d和28 d水泥净浆抗压强度分别可达54.1 MPa和59.1 MPa;过量磷石膏形成的高温硬石膏能起到后掺石膏的作用,对水泥早期力学性能无不利影响。

用磷石膏制备贝利特-硫铝酸盐水泥

本文尝试用云南当地不同企业产生磷石膏替代天然石膏作为原料,烧制贝利特-硫铝酸盐水泥。研究结果表明:在烧成温度为1250℃,保温时间为150 min,外掺石膏量为12%的条件下,可以烧制得到初凝时间约30 min,终凝时间约60 min,28 d抗压强度在49 MPa左右的贝利特-硫铝酸盐水泥。用磷石膏烧制成的贝利特硫铝酸盐水泥与用普通石膏烧制的贝利特硫铝酸盐水泥性质几乎相同,甚至在强度发展上还要优于后者。用未经水洗处理磷石膏烧制水泥的凝结时间比用经水洗处理过磷石膏烧制的贝利特-硫铝酸盐水泥凝结时间都要短。

高硅贝利特-硫铝酸盐水泥的热分析实验研究

为了探明在1200℃左右烧制时高硅贝利特硫铝酸盐水泥其强度高于烧成温度更高这一特性的原因,在文献[1,2]XRD的分析基础上,笔者对石膏、铝酸钙、无水硫铝酸钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙、高硅贝利特硫铝酸盐水泥进行了热分析,研究表明:当水泥的煅烧温度低于1200℃时,硅酸二钙和无水硫铝酸钙并没有大量生成,石膏的化合率仅为4%,因此强度很低.当温度超过1250℃时,石膏开始分解,石膏、无水硫铝酸钙和高硅贝利特水泥在1375℃的石膏分解率分别为8%、30 5%、26 68%,不利于无水硫铝酸钙的稳定存在,甚至可导致无水硫铝酸钙的分解,最终降低水泥的强度.

磷石膏部分分解制备贝利特硫铝酸盐水泥的探究

利用磷石膏分解率高的特点,将预先煅烧后分别达到73.82%和80.15%分解率的磷石膏与矾土和石灰石进行配料烧制贝利特硫铝酸盐熟料,探讨部分分解磷石膏用于制备贝利特硫铝酸盐水泥的可行性。理论计算结果表明,当磷石膏分解率达到80.15%,SO_2可以达到有实用价值的收集浓度;试验结果表明,利用部分分解的磷石膏制备的贝利特硫铝酸盐水泥早期水化放热量偏低,硬度也略微低于天然石膏制备的贝利特硫铝酸盐水泥的硬度,但对早期强度无明显的不利影响。可以认为,部分分解磷石膏可以用于制备贝利特硫铝酸盐水泥。

以粉煤灰、赤泥低温烧制贝利特-硫铝酸盐水泥

以粉煤灰、拜耳法赤泥为原料低温烧制贝利特-硫铝酸盐水泥,研究不同烧结温度、保温时间对水泥工作性能、力学性能的影响,借助光学显微镜和XRD分析熟料的矿物形貌、颗粒大小及各矿物相对含量。结果表明:水泥的最佳烧结温度为1300℃,最佳保温时间为60 min。烧结温度过低或保温时间过短时,熟料矿物形成不完全,贝利特相晶粒尺寸较小,气孔率较高;烧结温度过高或保温时间过长时,贝利特相的水化活性因晶粒尺寸增大而降低,少量硫铝酸钙分解,以上均不利于水泥工作性能和力学性能的发挥。

固硫渣烧制贝利特硫铝酸盐水泥的研究

利用固硫渣及石灰石、铝矾土、石膏、铁矿石等为原料在1250℃下烧成了贝利特硫铝酸盐水泥。并探讨了不同石膏掺量对水泥强度及凝结时间的影响。