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。

低品位石灰石制备高贝利特硅酸盐水泥熟料及其活性提升研究

以低品位石灰石部分替代高品质石灰石制备高贝利特硅酸盐水泥,通过离子掺杂改性稳定水泥熟料中贝利特矿相的高温、高活性晶型,X射线衍射(XRD)-Rietveld精修方法分析水泥矿相组成,以及研究水泥的水化产物和抗压强度。结果表明,低品位石灰石分解温度低于高品质石灰石;低品位和高品质石灰石质量比为1∶2制备的贝利特硅酸盐水泥,熟料矿相为C_(3)S、C_(2)S、C_(3)A和C4AF,f-CaO的含量在0.8%~1.2%;掺杂BaCO_(3)、B_(2)O_(3)、MnO、P_(2)O_(5)对于C_(2)S均有一定活化作用,可促进α-C_(2)S的形成,提高水化活性,当加入0.6%B_(2)O_(3)时,活化效果较好。掺杂2.5%BaCO_(3)水泥的3、28 d抗压强度分别较未掺杂离子的对照组提高12.3、8.7 MPa;高贝利特硅酸盐水泥水化生成的钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶促进力学强度的发展。

高贝利特水泥的性能研究

从高性能混凝土的高工作性、高强度及高耐久性３大技术要求出发，对高贝利特水泥的综合性能，如流动性、与外加剂的适应性、强度性能、水化放热特性、干缩和抗化学侵蚀性能等进行了分析与探讨．结果表明。

低能耗、低排放、高性能、低热硅酸盐水泥及混凝土的应用

介绍了以贝利特(硅酸二钙,C2S)为主导矿物的高贝利特水泥(HBC)的熟料制备、水泥性能以及典型混凝土性能及其应用。通过与以阿利特(硅酸三钙,C3S)为主导矿物的通用硅酸盐水泥(PC)的系统比对研究以及HBC在三峡工程现场应用时与中热硅酸盐水泥(MHC)混凝土的比对分析,证明HBC是一种新型低能耗、低CO2排放、低水化放热、高强度、高性能的硅酸盐水泥。与PC相比,HBC熟料烧成温度降低100℃,CO2排放量减少10%,水泥混凝土不仅具有更为优越的工作性、力学性能和耐久性,而且具有优异的热学性能和抗裂性能。

固溶异离子对高贝利特水泥性能的影响

通过XRD、NMR等分析,研究了BaSO4固溶于C2S中引起的晶体结构变化。分析表明,BaSO4的固溶使得C2S晶面间距加大,次配位关系得到改变,晶体结构变得疏松。BaSO4在C2S中固溶时,Ba2+主要取代Ca2+,S6+主要取代Si4+,其极限固溶量以BaO和SO3计分别为6.2%和2.8%。BaSO4对高贝利特水泥熟料的煅烧起到促进作用,在T=1350℃时,高贝利特水泥熟料可以完全烧成,达到低温煅烧的目的。试验得出,通过变换BaSO4的掺量,BaSO4掺入对高贝利特水泥强度发展有很大促进作用,其掺入量(质量分数)在2%～3%时为最佳掺量,过高的BaSO4掺量使高贝利特水泥强度略有下降趋势。

高贝利特水泥熟料出窑颗粒度、显微结构组成和水泥性能关系的研究

通过XRD ,EDS和岩相等分析 ,研究了工业化高贝利特硅酸盐水泥熟料的出窑颗粒度 (结粒 )、组成、显微结构及物理性能之间的关系及作用机理。分析表明 ,结粒越大 ,熟料的C3S含量越高 ;在致密度相近的条件下 ,当结粒大于 5mm ,结粒越小 ,出窑熟料冷却越快 ,α′ -C2 S形成数量越多 ,主导矿物B矿的显微结构和对应水泥的性能越好。试验表明 :当熟料结粒尺寸在 5～ 15mm时 ,高贝利特水泥的强度性能最好 ,此时B矿呈细交叉双晶条纹结构、固溶的杂质离子数量最多 ;对于结粒相近的熟料 ,疏松熟料的C3S含量较致密熟料低 ,而且一般不出现α′ -C2 S ,在结粒较大时 ,还会出现少量γ -C2 S ,因此对应水泥的性能低于致密高贝利特熟料制成的水泥。

贝利特的活化途径及高贝利特水泥

文章论述了贝利特水泥活化的结晶化学基础又提高贝利特活性、生产高贝利特水泥的主要技术途径。认为熟料急冷、化学活化和水热合成可大幅度提高贝利特的水化反应活性，结合对水泥熟料矿物组成的合理设计，利用含有各种微量元素的工业废渣尾矿，技之以能激发贝利特水化活性的外加剂的使用，有可能生产高性能的高贝利特水泥。从保护资源、保护生态环境，提高泥凝土工程的耐久性的观点看，生产高贝利特水泥具有广阔前景。

高贝利特水泥混凝土的力学性能研究

针对混凝土大坝存在的“无坝不裂”问题 ,采用国家“九五”重点科技攻关成果 -高贝利特水泥 ,研制了一种新型的抗裂性能较好的高性能大坝混凝土。对高贝利特水泥混凝土力学性能 (包括强度性能、弹性模量、极限拉伸变形和体积变形性能等 )试验结果进行分析 ,并与三峡工程目前使用的高性能大坝混凝土的力学性能进行的对比 ,说明高贝利特水泥混凝土具有良好的力学性能 ,抗裂能力稍优 ,是一种新型的高性能大坝混凝土 。

HBC低热高抗裂大坝混凝土的开发研究

在"九五"国家科技攻关项目"高贝利特(HBC)新型胶凝材料研究"的基础上,进行了HBC低热高抗裂大坝混凝土的开发研究,通过与三峡二期大坝中热水泥(MHC)混凝土的平行对比试验,初步论证了HBC大坝混凝土具有良好的工作性、力学性能和耐久性能。HBC大坝混凝土在相同配合比下的绝热温升将降低3～5℃;抗裂性分析表明,HBC大坝混凝土具有良好的抗裂能力,是一种可以在水工大体积混凝土工程中推广应用的新型低热高抗裂大坝混凝土。

高贝利特水泥熟料与硅酸盐水泥熟料复合体系的性能研究

实验研究了不同高贝利特水泥(HBC)和硅酸盐水泥(PC)配合比,不同缓凝剂掺量以及不同粉磨细度对HBC-PC复合体系水泥的物理性能的影响。结果表明,HBC与PC混合时,HBC的适宜比例为50%～80%,以50%为最佳。在最佳HBC掺量下,采用二水石膏作缓凝剂,水泥中w(SO3)控制在2.0%～3.0%时水泥具有较好的早期和后期强度;采用硬石膏作缓凝剂,水泥w(SO3)控制在2.0%～3.5%时综合效果较好。当HBC掺量为50%,w(SO3)为2.6%±0.2%时,其复合体系水泥的适宜粉磨细度为320～400m2蛐kg。

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)。

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%。

高贝利特水泥对大体积混凝土温控的影响

在地表面下分别成型准4 000 mm×2 000 mm、准2 000 mm×1 000 mm、准1 000 mm×500 mm的高贝利特水泥混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土试件,埋设温度传感器。用准160 mm的PVC管做冷却管埋设在普通硅酸盐水泥混凝土内,通22℃的水冷却,用水表纪录冷却水用量,高贝利特水泥混凝土内不埋设冷却管。结果表明:控制相同尺寸高贝利特水泥混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土试件的温度基本一致,高贝利特水泥混凝土比普通硅酸盐水泥混凝土能显著节约冷却水用量。与普通硅酸盐水泥混凝土相比,尺寸分别为准1 000 mm×500 mm、准2 000 mm×1 000 mm、准4 000 mm×2 000 mm的高贝利特水泥混凝土,1 m3混凝土平均节省冷却水2.31、6.15、10.64 m3。

固硫灰制备高贝利特水泥

为了探索固硫灰新的利用途径,利用固硫灰替代部分原料制备高贝利特水泥,采用TG-DTA综合热分析法、XRD射线衍射等方法分别确定了生料的煅烧温度和熟料的矿物组成,并对水泥的物理力学性能进行了检测。研究表明,制备的高贝利特水泥主要矿物组成是C2S、C4A3S、C2AF和CaSO4;掺入适量的石膏后,其3 d抗压强度达到30 MPa以上,28 d抗压强度达到80 MPa以上。

高贝利特水泥混凝土耐久性的评价

高贝利特水泥是一种熟料矿物组成中C2S大于50 %的硅酸盐体系的水泥 ,本文主要介绍用工业生产的525 #高贝利特水泥配制的混凝土的耐久性能 ,如抗冻、抗渗、抗碳化、抗侵蚀、抗钢筋锈蚀以及水化放热特征 ,并和同标号硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的上述性能指标进行了对比 ,结果表明 :高贝利特水泥混凝土的耐久性普遍优于硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥混凝土。尤其是抗冻、抗侵蚀、水化热等性能与硅酸盐水泥混凝土相比更为优越。

高贝利特水泥与高效减水剂相容性研究

研究了高效减水剂与高贝利特水泥、硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的相容性以及矿物掺合料对高贝利特水泥相容性的影响 ,并以混凝土工作性指标进行验证。结果表明 :高贝利特水泥具有优异的与高效减水剂相容性 ,具备优良的施工性能。

粉煤灰对高贝利特水泥和混凝土的工作性、强度及水化热的影响

粉煤灰特别是Ⅰ级灰对高贝利特水泥的流动性有明显改善作用。在常温下,高贝利特水泥胶砂和混凝土强度随粉煤灰掺量增加而下降。但在高温条件(38℃)下,高贝利特水泥在粉煤灰各掺量下,其各龄期强度增幅均超过硅酸盐水泥,28d时掺粉煤灰的高贝利特水泥强度已达到或超过同粉煤灰掺量的硅酸盐水泥。掺Ⅰ级灰的高贝利特水泥90d强度可与纯高贝利特水泥持平,Ⅱ级灰对高贝利特水泥强度影响较大。粉煤灰可进一步降低高贝利特水泥本已较低的水化热。

高贝利特水泥与高效减水剂适应性的研究

研究了高贝利特水泥、普通硅酸盐水泥、基准水泥等3种水泥与4种不同的高效减水剂之间的适应性。研究结果表明,高贝利特水泥与高效减水剂具有优异的适应性,而高贝利特水泥中较少的C3A含量以及相对较高的C2S含量,是其与高效减水剂具有优异适应性的主要原因。

高贝利特硫铝酸盐水泥改性白水泥的物理力学性能与水化作用

白色硅酸盐水泥(白水泥)具有较好的白度,是一种具有装饰效果的胶凝材料。针对该种水泥凝结时间长、早期强度发展慢及收缩变形较大等问题,采用高贝利特硫铝酸盐水泥对白水泥进行改性,系统研究了掺入10%~30%(质量分数)的高贝利特硫铝酸盐水泥对白水泥凝结时间、胶砂强度和自由膨胀率的影响。使用水化微量热仪、XRD、TGA、SEM等方法对复合胶凝体系水化过程、水化产物和微观形貌进行分析。结果表明:高贝利特硫铝酸盐水泥增大了白水泥水化放热率,显著缩短了白水泥的凝结时间;改性后的白水泥水化产物生成了大量的AFt,穿插生长在C-S-H凝胶中,消耗掉了部分Ca(OH)2,使结构更加致密,强度更高,膨胀性能更好。