Composition Design for High C_3S Cement Clinker and Its Mineral Formation

A new composition of Portland cement clinker was studied, in which KH, SM and IM was 0.98,2.4 and 2.4 respectively as well as its meal added 1%CuO （in mass）. Fired at 1 200℃,1 350℃,1 400℃ and 1 450℃ for 30 min, the resultant mineral phases component and mineral morphology were analyzed. The performances of the cement which was made of clinker burned at 1 450℃ and fly ash were determined. By means of QXRD, XRD and optical microscopy, it is shown that the clinker burnt at 1 450℃ has the larger size crystals and distinct crystal interface, in which the C3S content is 73.37% and the mineral phases is dominantly C3S, following by minor C2S, C3A and tetracalcium aluminoferrite. The results reveal that a new type of high C3S content clinker can completely be made by traditional temperature-time schedule. The performances of the cement produced from this clinker with addtion of 50% fly ash and 5% gupsum were in agreement with the 32.5 strength grade of Portland fly-ash cement. The results also show that the clinker has a significant effect of saving energy and utilizing waste slag.

粉煤灰对低钙高强熟料水泥混凝土碳化深度的影响

通过对比不同熟料水泥混凝土碳化深度,采用热分析方法分析物相组成,研究不同掺量粉煤灰对低钙高强熟料水泥混凝土材料碳化深度的影响。结果表明:相较于普通硅酸盐混凝土,低钙高强熟料水泥混凝土碳化速率快、碳化深度大。随着粉煤灰掺量增加,混凝土碳化后的pH值下降、碳化深度增加。混凝土断面会有Ca(OH)2剩余,酚酞法测量的碳化深度比实际碳化深度大。

干燥环境下粉煤灰混凝土表面假性碳化研究

回弹法检测混凝土强度需要测量混凝土表面的碳化深度,混凝土表面的碳化深度测量在干燥环境下将受到一定的影响。该文通过设置烘干组、干燥组、标养组试块及墩柱A、墩柱B进行回弹法试验。从试验中发现,干燥环境下混凝土的碳化,在喷上酚酞时出现明显分界线,随着时间推移,碳化区颜色变粉再变红,碳化分界线往混凝土表面移动。干燥环境下粉煤灰混凝土的碳化受三方面影响,一是由于水泥熟料占比减少,产生的Ca(OH)2减少;二是由于粉煤灰的二次水化消耗Ca(OH)2;三是干燥环境会进一步影响水泥的水化反应及碳化,导致Ca(OH)2结晶析出。

熟料和粉煤灰的颗粒尺寸分布与水泥性能的灰色关联分析

将不同比表面积的熟料和粉煤灰分别混合制得不同比表面积的粉煤灰水泥,分别测定粉煤灰水泥胶砂强度和熟料、粉煤灰的颗粒尺寸分布。运用灰色系统原理分别就熟料和粉煤灰的颗粒尺寸分布对水泥强度的影响进行数学分析。研究表明:熟料颗粒粒径在0～30μm为正关联,>30μm为负关联,其中10～20μm颗粒对水泥强度的影响最大;粉煤灰颗粒粒径在0～40μm为正关联,且其活性较高,>40μm颗粒为负关联,其活性没有得到充分发挥。

粉煤灰与水泥熟料共同水化硬化的基础研究进展及评述

结合水泥混凝土向绿色高性能化发展的方向 ,综述了近十年来粉煤灰和熟料共同水化硬化的基础研究进展 ,提出了值得进一步深入研究的科学问题 .

熟料-无水石膏系统与粉煤灰-石灰-无水石膏系统的水化产物

本文用XRD和SEM对CA和FLA不同龄期的水化产物数量和形貌进行了分析。随龄期增加,CA中CaSO4数量慢慢减少,而FLA中CaSO4数量则快速减少。3d龄期时CA中有一些钙矾石晶体,此后随龄期增加钙矾石数量无明显增加;3d龄期时FLA中只有很少的钙矾石晶体,此后随龄期增加,钙矾石数量显著增加。3d后CA中CaSO4.2H2O的数量都很少;随龄期增加,FLA中CaSO4.2H2O的数量先增加后减少。3d后CA中Ca(OH)2数量随龄期增加基本保持不变,而FLA中Ca(OH)2数量随龄期增加逐渐减少。CA中水化硅酸钙凝胶为典型的成簇生长的呈放射状分布的纤维状形貌,而FLA中水化硅酸钙凝胶则为无定形物质。3d时CA中钙矾石晶体为短柱状,而FLA中钙矾石为短针状;70d后CA和FLA中都能见到长针状钙矾石。

矿物掺合料对碱矿渣水泥砂浆干缩性能的影响

试验研究了不同的矿物掺合料对碱矿渣水泥砂浆干缩性能的影响。结果表明:熟料和Na2SO4复掺在一定程度上能够降低碱矿渣水泥砂浆干缩;而掺粉煤灰、石粉和硅灰均增大碱矿渣水泥砂浆的干缩。

垃圾焚烧残余物资源化利用途径分析

对国内两种不同类型垃圾焚烧炉产生的飞灰进行了理化特性分析,介绍了垃圾焚烧飞灰可能的资源化利用途径及国内外垃圾焚烧残余物的利用情况。同时指出,应吸取国外成功经验,尽快开展相关技术研发,以减少环境污染和资源浪费。

NaOH高温活化粉煤灰的理论分析及实验研究

以粉煤灰为原料,与NaOH在熔融条件下发生化学反应,生成硅酸盐、铝酸盐、硅铝酸盐等活性物质（简称熟料）。本文通过理论分析与实验操作相结合,对粉煤灰及其活化所用NaOH的质量比（简称灰碱比）、活化温度等实验因素进行了分析研究,通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等分析手段对粉煤灰及活化物的物相及形貌进行分析研究,评价固体NaOH高温熔融状态下对粉煤灰的活化能力及活化程度。研究结果表明：在一定温度,熔融NaOH可以将粉煤灰充分活化,其最佳活化的灰碱质量比范围为1∶1~1∶1.2,最佳活化温度为850℃,最佳活化时间为1 h。实验结果还表明,粉煤灰被活化的实验数据与理论分析结果一致,体现了理论在指导实践中发挥的重要作用。

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。

从粉煤灰中浸出锂的工艺研究

研究了从粉煤灰中浸出锂的工艺条件、粉煤灰粒径、碳酸钠溶液浓度、用量,浸出温度对锂浸出率的影响。结果表明,粉煤灰先研磨至细颗粒再水磨成糊状,用50 g/L碳酸钠溶液在140℃下浸出2 h,控制液固质量比100∶1,锂浸出率最高可达70%。

利用城市垃圾焚烧飞灰烧制阿利尼特水泥熟料的试验研究

以城市垃圾焚烧飞灰(以下简称焚烧飞灰,MSWI)为主要原料,在实验室电炉里成功烧成了阿利尼特水泥熟料,分析了焚烧飞灰掺量、石灰饱和系数(KH)、硅铝比(a)和镁含量(m)对阿利尼特水泥熟料烧成的影响,并研究了阿利尼特水泥的适宜煅烧温度,以及熟料显微结构特征。研究结果表明:生料配料中垃圾焚烧飞灰掺量约为30%,并控制0.95≤KH≤1.05、4.0≤a≤5.0、2.0≤m≤3.0时可制得优质阿利尼特水泥熟料;阿利尼特水泥熟料适宜煅烧温度为1200℃;熟料显微结构呈疏松多孔状,且阿利尼特矿物呈葡萄状颗粒聚集。

垃圾焚烧飞灰研制硫铝酸盐水泥及其水化特性

以城市垃圾焚烧飞灰(以下简称焚烧飞灰)为主要原料,在实验室电炉里成功烧成了硫铝酸盐水泥熟料.研究了硫铝酸盐水泥熟料的烧成过程、组成及其形貌特征,并分析掺加适量石膏的硫铝酸盐水泥水化及重金属浸出特性.结果表明:将焚烧飞灰作为主要原料可以煅烧出以C_4 A_3S和C_2S为主要矿物的硫铝酸盐水泥熟料,焚烧飞灰在生料中的掺量不宜超过30%(质量分数,下同);烧成熟料表面疏松多孔,显现多层且无规则、细小的晶体;制备硫铝酸盐水泥时,掺入5%～10%的无水石膏均能使所配制的产品具有优异的物理性能;硬化硫铝酸盐水泥浆体孔隙率和中值孔径随着水化龄期的延长而不断降低;硫铝酸盐水泥对重金属离子固化效果较好,水化各龄期Zn,Cu,Cd,Ni,Cr,Pb这6种重金属离子的浸出浓度均远低于标准规定的浓度限值.

燃煤电厂锅炉联产水泥的技术现状与前景

燃煤电厂锅炉与水泥回转窑具有相近的温度条件,并且目前锅炉中所普遍采用的悬浮或流化态燃烧方式正是新型水泥煅烧工艺的发展方向,因此在燃煤电厂实现水泥联产是一项非常具有吸引力的技术.本文阐述了人们在液态排渣炉、普通煤粉炉和流化床锅炉上对联产水泥技术进行的研究和实践,并通过一系列实验证明了该技术的可行性.燃煤电力工业与水泥工业如果能实现融合,将会在能源节约和环境保护方面产生巨大的经济效益和社会效益.

粉煤灰烧结熟料中氧化铝的溶出

采用烧结法提取粉煤灰中Al2O3,通过正交试验对影响烧结过程的各种因素进行烧结条件的优化,烧结产物进行溶出和赤泥洗涤试验。烧结试验主要考察烧结剂用量和配比、烧结温度、烧结时间对粉煤灰烧结熟料中Al2O3溶出率的影响;熟料溶出试验主要考察稀碱液浓度、溶出时间、溶出温度以及赤泥洗涤制度对粉煤灰烧结熟料中Al2O3溶出率的影响。试验结果表明,正交试验对烧结熟料的溶出条件进行优化,粉煤灰烧结熟料中Al2O3溶出率由76.20%提高到84.69%;通过对赤泥的洗涤试验,粉煤灰中Al2O3提取率进一步提高到87.03%,Na2O溶出率达到94.83%。

煤中灰分在水泥熟料烧成中的作用及其机理

通过在水泥生料中掺加不同品质高灰分煤的煤灰,研究了灰分及其组分在硅酸盐水泥熟料液相变化、矿物形成及微观结构中的作用及机理。结果表明,灰分含量的升高是降低液相初析温度的主要原因。随着灰分含量的升高,熟料中间相中Al和Fe的含量增加,尤其固溶的Si明显增多,造成液相粘度增加,阻碍C3S形成。同时,造成熟料矿物分布的均匀性更差,熔蚀现象更多。

循环流化床燃煤固硫灰中SO_3对水泥凝结时间的影响

以3个电厂固硫灰作混合材,研究了30%固硫灰以及30%固硫灰分别外掺二水石膏和硬石膏对水泥凝结时间的影响。结果表明,掺入30%固硫灰,如果水泥中SO3含量在1.5%以上,则水泥凝结时间满足标准要求;如果水泥中SO3含量低于1.5%,则凝结时间较短,需外掺一定量二水石膏或硬石膏。

粉煤灰制备硫铝酸钙阿利特水泥熟料的研究

以粉煤灰为主要原料，CaF2为矿化剂，设计MG和MS值，控制CaO和CaSO4含量，分别在1150、1200、1250、1300和1350℃温度下烧制高胶凝性硫铝酸钙阿利特复合矿相水泥熟料。运用X射线粉晶衍射（XRD）和扫描电镜（SFM）等手段，研究原料配方和煅烧温度对熟料物相组成的影响，对熟料物相形成的反应历程作了探讨。实验结果表明，在1300℃，当MG=1．05、MS=0．95时，形成较理想的熟料，物相组成约为：C4A3S 58．73％，C3S 23．99％，C2S 2．87％，C11A7·CaF2／C12A7 14．07％，f-CaO 0．35％。熟料中主要物相硫铝酸钙晶体呈菱形十二面体，发育完整，形态规则，颗粒大小约为1～3μm；阿利特（C3S）相物相为板状六角形，晶体发育相对细小。

粉煤灰少熟料水泥的制备和水化机理研究

以粉煤灰为原料,添加少量水泥熟料,并以电厂脱硫石膏和NaOH为激发剂研制出一种少熟料水泥,物理性能实验和XRD分析表明,粉煤灰在硫酸盐和强碱叠加等多重激发手段下活性大大提高,充分参与了水化反应,其主要水化产物为无定形三维网状聚合铝硅酸盐凝胶、钙矾石以及水化硅酸钙(C-S-H)凝胶,该水泥中粉煤灰掺量为65%,28 d抗压强度可达到53.9 MPa,凝结时间和安定性均符合通用硅酸盐水泥现行规范,为粉煤灰的高效利用找到了新途径。

污泥灰替代粘土煅烧水泥熟料的^(29)Si固体高分辨核磁共振分析

城市污泥的灰分与水泥生料中粘土的成分类似,可被用作粘土的替代品煅烧生态水泥熟料,从而实现污泥的减量、无害、资源循环利用的可持续发展要求。本文用污泥灰替代粘土配置成掺量为0wt.%、3.58wt.%、7.16wt.%、10.73wt.%和14.31wt.%的生料并煅烧成熟料,再利用^(29)Si固体高分辨核磁共振技术分析五种熟料的矿物成分,通过固体核磁分峰拟合技术得出五种熟料的贝利特和阿利特的含量比值,结果表明随着污泥灰掺量的增加,熟料中贝利特含量增加,阿利特含量降低,污泥中微量元素的引入使β-C_2S更稳定,阻碍C_2S向C_3S的转化。