Morphology Difference between the Alkali Activated Cement and Portland Cement Paste on Multi-scale

The features of alkali activated slag（AAS） and portland cement （PC） were observed on multi-scale,the crack and fracture sections were observed with naked eyes,and SEM and AFM were used to study the structure morphology differences between PC and AAS on micrometer to nano meter scale.The experimental results indicated that the AAS paste had soil like fracture texture and it was composed of mainly C-S-H gel but lacks of crystals,and it had a very strong tendency to shrink and crack.AAS paste is much denser and more homogeneous than PC,and on the nano scale C-S-H nano particle in the AAS paste is much smaller and packs much denser than PC paste.

磷渣基复合矿化剂对水泥生料易烧性影响的研究

实验研究了磷渣、萤石、钢渣复合对水泥生料易烧性的影响、结合XRD图谱分析了该硅酸盐水泥熟料矿物组成。结果表明,磷渣、钢渣与萤石的复合矿化剂对煅烧温度的适应性较好,可以有效地改善易烧性,有利于促进C3S的形成;钢渣与萤石的复合,在煅烧温度为1250℃,保温时间为30min时对易烧性的改善不明显,但可稳定β-C2S。

不锈钢污泥与碱共存条件对水泥熟料烧成的影响

采用不锈钢冷轧脱水污泥参与高碱生料的配料,并通过正交试验研究污泥掺量、烧成温度、碱含量等因素对熟料烧成质量的影响。结果表明其影响顺序为:污泥掺量>烧成温度>碱含量。分析认为,这是因为污泥中既含有较多活性较高的CaO和Fe2O3,同时其中还有具有良好矿化作用的F,Cr,Ni等微量元素;当高碱生料中适量配入不锈钢污泥并与适宜的烧成温度相结合,能显著改善熟料矿物的形成条件,从而有效抑制碱的危害,提高熟料的质量。

高碱硅酸盐水泥熟料的SEM研究

采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS),观察和分析了熟料中的矿物形貌和化学组成,探讨了碱在熟料中的存在形式。研究结果表明,在高碱熟料中可以观察到有明显的硫酸盐存在,如Na2SO4,K2SO4,CaSO4或CaSO4·K2SO4;高碱熟料中碱更易进入硅酸盐矿物和铝酸盐矿物中,分别形成KC23S12、NC8A3;熟料中的碱(R2O)有一部分固溶在硅酸盐矿物和铝酸盐矿物中。

碱在水泥熟料中的分布及其对矿物形态的影响

利用SEM-EDS分析了5种碱含量不同的水泥熟料中K_2O和Na_2O的分布规律;通过反光显微镜对水泥熟料进行岩相分析。结果显示:同种熟料,C_3A中的碱含量最高,C_2S次之,C_3S较低,C_4AF中含量最低;熟料总碱含量越高,C_3A、C_2S及C_3S中的K_2O含量越高,而C_4AF中的K_2O含量变化不大,对于Na_2O,熟料总碱含量越高,C_3A中的Na_2O含量越高,而C_3S、C_2S及C_4AF中的Na_2O含量变化不大。;碱含量越低,熟料矿相中C_3S晶型发育越完整,颗粒越大,缺陷越少,而碱含量对C_2S的晶型发展无明显影响。

镁渣配料煅烧硅酸盐水泥熟料的研究

研究了镁渣的矿物组成和镁渣配料煅烧硅酸盐水泥熟料的反应动力学参数和物理性能。结果表明 :镁渣的主要矿物组成为 γ- C2 S、β- C2 S、Mg O、CF、C2 F、Fe O、Ca F2 等 ,并且镁渣可降低熟料形成反应表观活化能 ,加速熟料矿物的形成 ,提高熟料的强度。此外 ,利用金斯特林格和阿仑尼乌斯方程得出了熟料形成反应的表观活化能和反应速率常数。

硅钙渣作为水泥原料的研究

本文对硅钙渣作为水泥原料的应用进行了研究.结果表明,在实验室条件下采用90%左右的硅钙渣和10%左右的石灰石两种原料配料,在1350～1400℃下煅烧,可以生产性能合格的625号硅酸盐水泥.硅钙渣主要矿物是r-C_2S,与通常粘土配料的熟料形成热比较,采用硅钙渣配料,约可降低熟料形成热6.3×10~5～8.4×10~5J/kg;与同类型生产方式比较,约可节省能耗20%左右.同时,生产1t熟料可利用400～500kg的粉煤灰.

三种工业废渣配料烧成的水泥熟料中间相组成

采用水杨酸甲醇溶液和醋酸水溶液选择萃取及ＸＲＤ方法，对昆明水泥厂以磷渣、铜渣和粉煤灰配料生产的硅酸盐水泥熟料进行了矿物组成和铁相化学组成的研究．铁相固溶有少量ＭｇＯ，ＳｉＯ２ ．以Ｃａ２（ＡｌｘＦｅ１ － ｘ）２Ｏ５ 表示铁相组成，ｘ ＝ ０．５６ ～０．５８．铁相富铝导致熟料中间相中Ｃ３Ａ含量显著减少．根据铁相化学组成的变化对熟料矿物组成计算公式进行了修正．

低钙硅酸盐熟料的C_3S/C_4AF匹配优化研究

分析了C3S/C4AF匹配对低钙硅酸盐水泥熟料结构及性能的影响.C3S/C4AF比越高,熟料晶体尺寸越大,而且A矿晶体内部包裹物较多;而C3S/C4AF比低的熟料,晶体尺寸小且A矿逐渐以长径比较大的板柱状为主.分析表明,和C4AF相比,C3S对水泥的早强增进作用更大.适量铁相C4AF则更有助于提高低钙硅酸盐熟料水泥的后期强度标号.分析表明,若C2S、C3A含量一定,熟料C3S/C4AF=0.7～1.7时,其CaO含量可降至60%,所得水泥不仅具有良好的强度性能,且流动性能好;但熟料易磨性相对较差.

水泥回转窑系统固相中硫、碱分布特性研究

采用XRF、XRD与EPMA分析方法对取自某水泥厂生产线的几种试样(入预热器生料、入窑热生料、烟室结皮、窑皮、熟料)进行测试分析,研究硫、碱在水泥回转窑系统内固相中的分布特性.结果表明:回转窑内入窑热生料、烟室结皮以及过渡带区域窑皮中,硫、碱含量较高;且不同试样中硫、碱的存在形式也不一样,其中烟室结皮最为复杂.不同粒径大小的熟料,将硫、碱带出回转窑系统的情况存在着差异,大粒径熟料带出的钾、硫含量较小粒径熟料高出许多,但是钠含量相差不大,而且后者的晶体发育程度较好.

混凝土中无碱液体速凝剂与水泥及掺合料适应性的影响因素及影响规律

研究论述了无碱液体速凝剂的作用机理,对速凝剂的适应性做了定义,并详细阐述了影响无碱液体速凝剂与混凝土中水泥、掺合料的适应性因素及影响规律,主要包括水泥的矿物组成、石膏、可溶性碱、混合材、助磨剂、细度、新鲜程度和温度,以及矿物掺合料的种类等。研究内容对安全、高效应用无碱液体速凝剂具有一定的参考作用。

高碱原材料制备硅酸盐水泥熟料的研究

采用工业原材料石灰石、高碱页岩、铁矿石按照常规三率值KH=0.92±0.02、SM=2.5±0.1、IM=1.4±0.1进行配料,并引入适量的磷渣制备硅酸盐水泥熟料,通过化学分析、XRD、岩相等检测手段对高碱硅酸盐水泥熟料的化学组成、矿物组成、矿物形貌及物理性能等进行了分析。分析表明,引入适量的磷渣,可改善高碱熟料的液相黏度,促进A矿的发育,改变B矿的晶型,使熟料的标准稠度用水量、凝结时间等物理性能发挥良好,3 d抗压强度可达到39.5 MPa,28 d抗压强度达到59.5 MPa。

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。

阴离子掺杂对硅酸盐水泥熟料烧成的影响

选用NaF,CaF2,CaSO4·2H2O,Ca3(PO4)24种化合物作为掺杂剂,研究阴离子掺杂对硅酸盐水泥熟料烧成的影响。通过X射线衍射分析、扫描电镜和甘油乙醇法分析了1 250℃和1 350℃下煅烧熟料的矿物组成、形貌以及游离氧化钙含量。结果表明:NaF,CaF2对生料易烧性有显著的促进作用,可以降低烧成温度约100℃,可作为有效改善熟料烧成的矿化剂,其中CaF2比NaF效果更为明显;Ca3(PO4)2在高温下能明显促进熟料矿物的形成,能形成大量C3S的最佳掺杂含量约1%;单独掺CaSO4对生料易烧性无明显作用,但可提高液相的生成量,降低液相粘度。

响应曲面法优化高强硅酸盐水泥熟料矿物组成的研究

硅酸盐水泥熟料的矿物组成对水泥力学性能有重要影响,传统方法通过正交试验法优化水泥熟料矿物组成,试验量大,且难以获得水泥熟料矿物组成最佳点。利用响应曲面法(RSM)优化硅酸盐水泥熟料矿物组成,基于Box-Behnken试验设计方法,揭示了石灰饱和系数(KH)、铝率(IM)、硅率(SM)与水化28 d抗压强度之间的关系,并以此建立二次模型,获得其最佳值。研究结果表明,KH、IM和SM最佳值分别为0.94、1.7和2.2,并发现采用该率值设计的水泥熟料,所制备的水泥硬化浆体孔隙率最低,因此,响应曲面法是优化硅酸盐水泥熟料矿物组成以提高水泥力学性能的有效方法,并有望改善水泥的耐久性。

煅烧温度对水泥熟料矿物相含量及形貌影响的Rietveld法研究

为了探究煅烧温度对水泥熟料矿物相的影响,采用XRD分析法、Rietveld法以及岩相法,对不同煅烧温度下得到的熟料矿物相进行定性、定量以及形貌分析。研究结果表明:采用Rietveld法可快速、准确测得熟料中各矿物相的相对含量;通过Rietveld法计算得到的矿物相含量可明显看出,煅烧温度对熟料中各矿物相的含量有直接影响,其中对C3 S和C2 S含量的影响最为明显;Rietveld法与鲍格算法得到的矿物相含量结果接近,但拟合得到的C3 A含量会偏低,这是由于熟料的急冷使得C3 A以玻璃相形式存在;煅烧温度升高,晶体成核和发育更加完善,熟料能呈现更好的形貌。

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“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。

硅酸盐水泥熟料矿物结构调控与熟料烧成

水泥发明200年以来,硅酸盐熟料矿物结构调控和熟料烧成领域得到了大量研究,积累了丰富的理论成果和实践经验.本文综述了硅酸三钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙等熟料矿物晶体结构与水化活性的调控方法,原料特性、离子固溶、煅烧制度等因素对硅酸盐熟料烧成的影响规律,以及工业生产硅酸盐熟料的发展现状.在此基础上,指出了当下研究的不足和未来发展方向,以期为硅酸盐水泥熟料体系的创新发展提供指导.