碳酸化改性对CaO-C4A3S膨胀剂熟料矿物组成及水化历程的影响

采用热重-差示扫描量热(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、微量热和测长法等测试方法对经碳酸化改性的氧化钙-硫铝酸钙(CaO-C4A3S)膨胀剂熟料的矿物组成、水化历程及膨胀特性进行分析.结果表明:800℃以下的高温碳酸化改性,使得膨胀剂熟料颗粒表层中的游离氧化钙(f-CaO)转变成碳酸钙,且碳酸化率随着反应温度的升高而增大,对其他矿物组成无影响.改性膨胀剂熟料的水化历程与碳酸化率相关,低碳酸化率可显著降低膨胀剂熟料的放热速率峰值,但不改变累计放热曲线形状;高碳酸化率不仅降低膨胀剂熟料的放热速率峰值,还大幅延缓放热峰值出现时间,并改变累计放热曲线的形状,使早期放热量大幅降低.碳酸化改性对膨胀剂熟料膨胀历程的影响与对水化放热历程的影响趋势基本一致,低碳酸化率条件下,改性主要增加膨胀剂熟料5d前的膨胀量,5d后的膨胀历程与改性前基本一致;高碳酸化率条件下,改性降低膨胀剂熟料3d前的膨胀量,但3~7d间膨胀量迅速增加,7~14d仍有显著膨胀,28d限制膨胀率较改性前提升1.6倍.碳酸化改性显著提高了CaO-C4A3S膨胀剂熟料在水泥基材料硬化阶段的膨胀效能.

用阜新煤矸石制备阿利特-硫铝酸盐水泥的试验研究

我国大量堆存和正在排放的煤矸石,既是一种矿业排量最大的废弃物,又可以被认为是一种可利用的巨型资源。阜新煤矸石主要由石英、长石、伊利石等矿物组成,化学成分含60%～67%SiO2,13%～18%Al2O3,具有高硅低铝特征,属于目前难以利用煤矸石。本文实验采用了C3S-C4A3S-C2S-C4AF体系,利用煤矸石的Al2O3煅烧成无水硫铝酸钙而不是铝酸三钙。添加BaSO4、CaF2和铬渣,使硅酸三钙和无水硫铝酸钙能在1300～1360℃共生,制备出了阿利特-硫铝酸盐水泥。水泥熟料在1360℃,保温1小时烧成。研制的煤矸石水泥3天和28天抗压强度分别达到了34.7～36.8MPa和52.2～54.4MPa,达到了525#早强型高性能水泥指标。

C_4A_3对氨基磺酸盐高效减水剂的吸附研究

实验室制备了无水硫铝酸钙(C_4A_3)单矿物,采用紫外—可见吸收光谱法测定氨基磺酸盐高效减水剂(简称"AS减水剂")在C_4A_3单矿物及其混合料(C_4A_3+Ca(OH)_2+CaSO_4·2H_2O)矿物颗粒表面的吸附量,对AS减水荆在水化体系矿物颗粒表面的吸附行为进行了研究。结果表明:C_4A_2单矿物和水化混合料对AS减水剂的吸附量随初始浓度的增大而增大;对AS减水剂的吸附量与极限吸附量随水化时间的延长而增大;在相同吸附时间内,AS减水剂在C_4A_3混合料水化体系的吸附量与极限吸附量大于在C_4A_3单矿物水化体系的吸附量与极限吸附量。

含C_4A_3矿物硅酸盐水泥中混合材反应程度的研究

采用非蒸发水量法测定含硫铝酸钙矿物水泥的水化程度 ,萃取法测定该水泥中混合材的反应程度 ,通过SEM/EDS观察分析水化产物形貌和种类。结果表明 :粉煤灰水泥的水化程度高于同龄期的矿渣水泥的水化程度 ,粉煤灰的反应程度高于矿渣的反应程度。同龄期粉煤灰水泥中的水化产物多于矿渣水泥的水化产物 。

粉煤灰对阿利特-硫铝酸盐水泥凝结时间及水化研究

通过在阿利特-硫铝酸盐水泥中添加粉煤灰,利用XRD、水化热和SEM来研究粉煤灰对该体系水化过程的影响。结果表明:粉煤灰对该体系有一定缓凝作用;并且随着掺量增加,作用越明显。粉煤灰主要影响水泥早期强度,对后期影响不大;当掺量≥30%时,对后期也有影响。火山灰反应在3 d时不太明显,一般在28 d时较容易观察到。

利用粉煤灰烧制贝利特——硫铝酸盐水泥

烧制硫铝酸盐水泥的原料要求w(Al2O3)达到50%,目前主要采用铝钒土。而粉煤灰中w(Al2O3)也达20%～40%。实验采用粉煤灰为原料,按照一定的配比配制生料并烧制硫铝酸盐水泥熟料;利用XRD分析其熟料矿物组成并制成净浆试体测其强度。结果表明,(1)利用Al2O3含量较低的粉煤灰原料,通过适宜的配料设计,能够煅烧出以C4A3S和C2S为主要矿物的贝里特—硫铝酸盐水泥,且较适宜的烧结温度为102500℃。(2)硫铝酸盐水泥中,其矿物组成C4A3S的质量分数不宜过少,否则不能保证其水泥的早期强度,一般不应少于30%。

添加剂对C_3S和C_4A_3矿物形成及共存的影响

以纯化学试剂配料 ,研究ZnO及ZnO与CaF2 复合对C3S和C4A3S矿物形成及共存的影响。结果表明 ,一定量的ZnO可改善配合料的易烧性 ,促进C3S及C4A3S矿物的形成 ,有利于其在熟料中的共存 ;当同时添加ZnO与CaF2时 。

C_4A_3分解反应动力学研究

以CaCO3,Al2O3,CaSO4.2H2O为原料制备无水硫铝酸钙(C4A3)单矿物,借助X射线衍射和扫描电镜等测试手段研究了C4A3矿物的分解动力学。研究结果表明:C4A3矿物分解反应属于界面化学反应动力学范围,满足化学反应动力学方程:F(α)=ln(1-α)=-Kt,C4A3矿物分解的化学活化能为449.78kJ·mol-1。

氧化钾对硅酸二钙和无水硫铝酸钙矿物形成的影响

目的为研究K2O对高硅贝利特硫铝酸盐水泥主要矿物C2S和C4A3 S的影响,为含有钾的低品位矿物原料生产高硅贝利特硫铝酸盐水泥奠定了基础.方法采用f CaO分析、热分析方法.结果少量的K2O,降低了f CaO的质量分数,降低了CaCO3的分解温度及矿物的合成温度.结论适量的K2O,有利于f CaO的吸收,降低了C2S和C4A3 S矿物及C2S和C4A3 S复合矿物合成温度,加速了高硅贝利特硫铝酸盐水泥矿物的形成;除K2O的作用外,复合矿物的相互作用也对这两种矿物的生成尤其是C2S的生成起了一定的促进作用.

膨胀剂对低温型套筒灌浆料性能的影响

研究了C_(4)A_(3)S-CaO双膨胀源体系和MgO单膨胀源体系对低温型灌浆料性能的影响。结果表明:随膨胀剂掺量的增加,流动性逐渐降低;掺MgO类膨胀剂,抗压强度随膨胀剂掺量的增加而降低,掺C_(4)A_(3)S-CaO双膨胀源类膨胀剂,抗压强度随膨胀剂掺量的增加呈先提高后降低的趋势;对于低温型灌浆料的自干燥收缩,根据养护环境温度不同,将其分为-5℃下7 d收缩和20℃下21 d收缩,结果显示,随膨胀剂掺量的增加,收缩逐渐减小。膨胀剂掺量低于4%,C_(4)A_(3)S-CaO双膨胀源体系对灌浆料早期强度有小幅度提高,而MgO单膨胀源体系对低温型套筒灌浆料后期体积稳定性的更优。

含C_4A_3矿物硅酸盐水泥力学性能及水化产物研究

研究了不同水泥厂生产的含C4A3S矿物硅酸盐水泥熟料中掺加不同种类的粉煤灰和矿渣后水泥的力学性能。结果表明:熟料掺加该混合材后的含C4A3S矿物硅酸盐混合材水泥的强度较高;而粉煤灰水泥强度高于同掺量矿渣水泥强度。采用SEM/EDS观察分析水泥水化产物形貌和种类。

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。

低成本、绿色水泥生产技术

低成本、绿色水泥是在硅酸盐水泥熟料矿物中引入硫铝酸钙(C4A3S)而发展起来的,它同时具有硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥的优良特点,对于配制高强、高混合材掺量的硅酸盐水泥具有明显的优势。本文介绍了低成本、绿色水泥生产技术及生产实践中所取得的效益,从理论和实践方面都证明了它是一项成熟、先进适用的生产技术。

C_4A_3■含量和W/S比对硫铝酸钙水泥性能的影响

硫铝酸钙水泥的主要组分是硫铝酸钙C_4A_3S,因为它与水、石灰或石膏化合可以生成C_6AS_3H_(32)。C_4A_3S的水化曾被广泛的研究,它取决于钙矾石的形成速率和微结构。硫铝酸钙水泥可用作膨胀、自应力和高早强水泥。在前两种应用中,众所周知是利用了钙矾石的膨胀性能;而后者快速硬化的过程是由于无膨胀性钙矾石的瞬时形成。这种钙矾石因生长成较大的晶体,能在早期提供较高强度,它是由C_4A_3S和CS依据下式水化得到的:

硫铝酸钙改性硅酸盐水泥应用研究进展

硫铝酸钙改性硅酸盐水泥熟料兼具硅酸盐水泥熟料和硫铝酸盐水泥熟料的优良性能,同时该种水泥熟料对粉煤灰等火山灰类材料具有超强的活性激发效果,这使得硫铝酸钙改性硅酸盐水泥具有广阔的应用前景。主要概括了硫铝酸盐改性硅酸盐水泥的性能及水化特性,综述了该种水泥与不同矿物掺合料的复合性能以及与化学外加剂的适应性,提出了硫铝酸钙改性硅酸盐水泥存在的问题及改善措施。

硫铝酸钙改性硅酸盐水泥熟料研究进展

硫铝酸钙改性硅酸盐水泥熟料是在传统硅酸盐水泥熟料体系中引入C4A3矿物制备的一种高胶凝性水泥熟料,它具有较高的强度和较好的与混合材的复合性。本文主要概述了硫铝酸钙改性硅酸盐水泥熟料的基本特性,并讨论了该体系中矿相亚平衡关系。同时对硫铝酸钙改性硅酸盐水泥熟料烧成的技术措施以及工业生产概况进行了介绍,并提出了硫铝酸钙改性硅酸盐水泥在生产和环境保护中潜在的发展方向。

柠檬酸对阿利特-硫铝酸盐水泥凝结时间及水化过程的影响

研究了柠檬酸对阿利特-硫铝酸盐水泥(ACSA)的凝结时间及水化过程的影响。研究结果表明:当柠檬酸的掺量在0.1%以下时,能够使得C3S的水化放热峰前移,对ACSA起促凝作用,且其1、3 d强度较空白样稍有提高;当掺量大于0.1%时,能够使得C3S的水化放热峰后移,延缓C3S的水化,且随着掺量的增加其缓凝作用愈加显著。当柠檬酸掺量达到0.3%时,凝结时间可达到113 min,较空白样提高了45%,且其1、3 d的净浆抗压强度与P·II 52.5水泥相当;当柠檬酸掺量达到0.6%时,凝结时间可达到283 min,但此时的1 d强度为零;柠檬酸能够延缓CH的生成,也能促进AFt的生成,同时柠檬酸的加入还能在一定程度上促进AFt向AFm的转化。

掺杂TiO_2对C_4A_3形成及水化性能的影响

研究了掺杂 ＴｉＯ２对Ｃ２Ａ３Ｓ矿物的形成及水化性能的影响在１３００℃保温１ｈ， ＴｉＯ２稳 定过渡产物ＣＡ的作用使Ｃ４Ａ３Ｓ的形成速度降低；在１３００℃保温３ｈ，适量的 ＴｉＯ２增加 Ｃ４Ａ３Ｓ的 形成量；ＴｉＯ２的含量过高，使Ｃ４Ａ３Ｓ的形成量减少并出现 ＣＴ（ＣａＴｉＯ３）．掺杂ＴｉＯ２使Ｃ４Ａ３Ｓ 以四方晶系的结构存在掺杂提高了Ｃ４Ａ３Ｓ的水化反应活性。

高温固硫物相硫铝酸钙在不同气氛下的动力学实验研究

在分析3CaO.3Al2O3.CaSO4(C4A3S)生成反应热力学参数的基础上,结合变温XRD实验,研究C4A3S在静态空气、流动O2和流动Ar条件下生成的动力学过程,并探讨气氛对C4A3S生成的影响。静态空气下,CA3S生成反应表观活化能Ea=228 kJ/mol;流通O2气氛下,Ea=68 kJ/mol;流通Ar气氛下,Ea=254 kJ/mol。O2气氛能有效地降低C4A3S生成反应表观活化能,惰性(Ar)的贫氧气氛不利于C4A3S生成。