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。

利用钼尾矿和赤泥烧制贝利特-硫铝酸钙水泥熟料

以钼尾矿、赤泥、石膏、石灰石和矾土为原料制备贝利特-硫铝酸钙水泥熟料。通过强度、XRD及SEM等测试手段,研究煅烧温度和原料配比对水泥熟料性能的影响。试验结果表明:以质量分数为8.59%的石膏、10.52%的钼尾矿、13.29%的赤泥、54.73%的石灰石和12.88%的矾土为原料,1350℃下煅烧可制得强度较高的贝利特-硫铝酸钙水泥熟料,矿物结构合理,XRD结果表明熟料主要矿物与硫铝酸钙水泥类似,含较多的贝利特矿物。

高硅石灰石对贝利特硫铝酸钡钙水泥的影响机理

通过热分析、显微镜观察、X射线衍射分析和扫描电子显微镜-能谱仪测试,研究了高硅石灰石对贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料矿物结构和性能的影响.结果表明:高硅石灰石的分解温度低,少量掺入可以促进C3S晶体发育,提高水泥熟料质量;高硅石灰石带入的α-石英阻碍了C3S矿物的形成和发育,但高硅石灰石带入的菱镁矿和白云石能够改善水泥熟料液相性质,促进C3S矿物在低温下形成.当高硅石灰石与普通石灰石质量比为1.0︰5.0时,所制备的贝利特-硫铝酸钡钙水泥的3,7,28d抗压强度分别为37.9,60.3,87.9MPa,展现出了良好的力学性能.

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。

快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料烧成过程研究

利用XRD和TG-DSC分析相结合的方法,研究了快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的烧成过程。研究结果表明:该水泥熟料的烧成温度范围在1250~1350℃之间,即(1300±50)℃,烧成范围与普通硫铝酸盐水泥熟料一样为100℃,但烧成温度要低50℃。当温度在1250℃以上时,硫的分解明显增加,因此快硬快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料烧成温度不宜超过1350℃,以免硫的分解过多,造成C4A3S—的分解,降低水泥强度。

固硫灰制备贝利特-硫铝酸钙水泥熟料的研究

利用循环流化床固硫灰替代石膏及部分石灰石和铝矾土作为原料制备贝利特-硫铝酸钙水泥熟料,并对此进行了探索研究。运用TG-DTA和XRD等分析方法分别确定了生料的煅烧温度和熟料的矿物组成,并对熟料的物理力学性能进行了检测。试验表明,当固硫灰掺量在30%左右时,制备的熟料3d抗压强度达到34MPa以上,28d抗压强度达到80MPa以上,因此利用固硫灰替代部分原料烧制贝利特-硫铝酸钙水泥熟料是可行的。

高贝利特硫铝酸盐熟料矿物的活化及其混凝土性能

研究了Ba2+、P5+、Zn2+和B3+四种外掺离子对高贝利特硫铝酸盐(HBCSA)熟料中贝利特和C4A3矿物的影响机制以及活化效果最佳试样的混凝土性能。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(IR)表征了熟料矿物结构及形貌,试验表明,Ba2+、P5+和Zn2+在高温煅烧条件下,进入β-C2S和C4A3矿物晶格,引起晶体结构的不对称性,造成晶格畸变,从而稳定晶型、提高矿物的水硬性;B3+对C4A3矿物影响不显著,而对贝利特矿物有显著负面影响。综合得出:外掺离子对β-C2S的稳定及活化效果顺序为:Ba2+>P5+>空白>Zn2+>B3+,对C4A3的活性提高作用次序则为:P5+>Ba2+>Zn2+>空白>B3+,对水泥强度的提高作用依次为:Ba2+>P5+>Zn2+>空白>B3+。经Ba2+活化后的强度等级为C30的HBCSA混凝土的抗压强度、轴心抗压强度、弹性模量等力学性能以及抗硫酸侵蚀性能、抗碳化性能和干缩等耐久性能均优于PC混凝土。

高贝利特硫铝酸盐水泥的矿物组成及其影响因素

熟料矿物组成对高贝利特硫铝酸盐水泥(BCSA)的性能有重要影响。本研究采用Rietveld法定量分析了不同煅烧温度、铝硫比和碱度系数条件下BCSA熟料中主要矿物含量的变化规律,并结合力学性能分析矿物组成的变化对BCSA水泥性能的影响。研究结果表明:随煅烧温度的升高,熟料中C_(2)AS和C$含量逐渐降低,C_(4)A_(3)$含量逐渐提高,水泥1 d强度逐渐增大;降低铝硫比P会提高熟料中C$的含量,有利于稳定α'-C_(2)S,提高BCSA中后期强度;降低碱度系数造成CaO配入量相对不足,C_(2)AS含量逐渐增大,非晶相含量逐渐减小,使水泥强度逐渐降低。

硼/磷复合掺杂对高硫型贝利特硫铝酸盐熟料形成与性能的影响

高硫型贝利特硫铝酸盐水泥在海洋工程快速施工具有显著的优势,但是该水泥熟料后期强度发展不足。采用硼/磷复合掺杂的方法开展了提高后期强度的研究,并采用X射线衍射结合Rietveld全谱定量分析、扫描电镜、等温量热及热重分析等测试方法,研究了硼/磷复合掺杂对高硫型贝利特硫铝酸盐水泥熟料矿物形成、微观结构及水化等的影响。研究表明:硼、磷2种元素均能固溶到硅酸二钙的晶体结构中,形成结构缺陷,提高熟料中α-C_(2)S含量,同时提高c-C_(4)A_(3)$的含量,促进了熟料早期的水化和后期强度的发展。

低钙水泥熟料矿物水化活性、性能及其制备熟料的发展

与硅酸三钙相比,硫铝酸钙、硅酸二钙和硫硅酸钙等具有钙含量低、烧成温度低和CO_(2)排放量少的特点,属于低钙水泥熟料矿物。发展以低钙矿物为主要组成的水泥熟料是水泥低碳发展的重要方向。本文在分析硫铝酸钙、硅酸二钙和硫硅酸钙3种低钙矿物的活性、水化和性能发展的基础上,分别对以低钙矿物为主要矿物的硫铝酸盐水泥熟料、高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的水化和性能发展,硅酸二钙–硫铝酸钙–硫硅酸钙水泥熟料的制备、水化和性能优化进行了综合评述。同时,鉴于石膏在低钙水泥熟料水化方面具有重要影响,综述了石膏在几种低钙水泥中的作用。文章以期为运用硫铝酸钙、硅酸二钙和硫硅酸钙等矿物制备低钙水泥熟料提供参考。