用煤矸石配料研制喷射水泥

0引言 　　喷射水泥是矿井、隧道的护壁专用水泥。通常是用硅酸盐水泥加早强剂经水泥泵喷射到矿壁上硬化而成。但实际应用中，由于该水泥硬化较慢，当水泥浆在矿壁上达到一定厚度时，浆体因自重而大块大块地往下掉，需人工用瓦刀将水泥浆抹压于矿壁上，达不到喷射的目的。 　　日本市场出售的喷射水泥，其熟料矿相组成： C3S=50. 4％， C11A7· CaF2=20. 6％， 2～ 3h强度达 200号，所以又称小时水泥，其凝结时间甚短，仅几分钟，但可任意调凝，使用效果尚好。我们同厂家合作，用内蒙古包头市煤矿煤矸石配料试制喷射水泥，经检测该熟料矿…     

Lafarge公司Aether（R）太空水泥熟料项目

1 新一代低碳太空水泥熟料 太空（Aether（R））项目的研究产品是一种专利类熟料.不是以C3S为主的普通水泥熟料,而是以C2S为主相＋硫铝酸钙（CSA或C4A3S）和铁铝酸钙相组成（此处S指SO4）,其原料和熟料成分见表1. 从化学成分来看,普通水泥熟料C3S和C3A相产生大量CO2排放,而太空熟料中此二相被硫铝酸钙（C4A3S）相所取代.在普通水泥熟料中,C3S和C3A相具有早期流变性和机械强度,而太空水泥熟料性能是以C4AS为主,达到C2S和C4AF为主的0～7d之间的结合反应.     

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45～70 min.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1 d、3 d、7 d和28 d抗压强度分别为16.5 MPa、28.0 MPa、36.7 MPa和48.6 MPa.硬化水泥砂浆的总孔隙率低,最可几孔径小.     

贝壳基生态水泥熟料性能的研究

以贝壳、粘土、粉煤灰、铁粉为原料,制备黑色致密状贝壳基生态水泥熟料.借助XRD、SEM、物理检测等方法对熟料性能、水泥物理性能和水化性能进行了分析.试验表明:煅烧温度1350℃,保温时间20 min,制备的水泥各项性能指标符合GB175-2007通用硅酸盐水泥规定.熟料主要矿物A矿、B矿、C3A、C4AF和少量的C11A7·CaCl2.水化产物为AFt、C-S-H凝胶、Ca(OH)2晶体.研究证实贝壳在低温快烧条件下生产52.5级硅酸盐水泥是可行的.     

CaF2对硫铝酸钡钙矿物形成过程的影响

采用X射线衍射、扫描电镜和差热-热重分析等测试方法研究了CaF2对硫铝酸钡钙矿物2.75CaO·0.25BaO·3Al2O3·BaSO4(C2.75B1.25A3ˉS)形成过程的影响,并对高温固相反应过程中出现的物相进行了初步分析.结果表明CaF2加速了CaCO3的分解,降低了C2.75B1.25A3ˉS的形成温度.当温度低于1 300℃时,CaF2可能促进C2.75B1.25A3S的形成及结晶,并同时伴随着氟铝酸盐矿物11CaO·7A12O3·CaF2的生成.另外,CaF2对C275B1.25A3S的高温分解没有明显的影响.     

Q相贝利特水泥的烧成条件及抗压强度

研究了6CaO·4Al2O3·MgO·SiO2(C6A4MS,Q相)与贝利特(2CaO·Sio2,C2S)的烧成条件,制备了Q相-C2S-七铝酸十二钙(12CaO·7Al2O3,C12A7) 水泥,探讨了水泥形成条件并检测了抗压强度。研究表明:Q相与C2S能够共存,并组成Q相-C2S-C12A7水泥系统。在Q相-C2S-C12A7水泥系统中, Q相在1270℃开始生成,随着温度的升高,Q相的生成量逐渐增大,1320℃时开始融化,微量的BaO对β-C2S具有较好的稳定作用;Q相-C2S-C12A7 系统水泥的早期强度高,中后期强度有一定的提高。     

石膏含量对含钡铁铝酸盐水泥性能的影响

介绍了石膏含量对含钡铁铝酸盐水泥的水化、抗压强度和凝结时间等性能的影响。试验中,石膏掺加量分别为水泥质量的0％、1％、3％、5％、7％、10％和12％。试验结果表明,石膏的掺入会抑制C2.75B1.25A3S^-矿物和C4F早期的水化,降低含钡铁铝酸盐水泥的早期强度,延长水泥的凝结时间。石膏会与水泥早期水化产物CxAHy（包括CAH10、C2AH8和C4AH19等）继续反应生成稳定的AFt,阻止了CAH10、C2AH8和C4AH19等矿物发生晶型转化生成C3AH6,使水泥后期强度稳定增长。石膏的最佳掺量为水泥质量的7％。     

高温下C11A7·CaF2矿物稳定性的研究

研究了高温下C11A7·CaF2的稳定性,并测定其熔点;探讨了利用Raman光谱分析方法判定氟铝酸盐相存在的可能性.结果表明:C11A7·CaF2是一致熔融化合物,其熔点为1465℃,高温下它并不存在传统观点所认为的分解反应;与C12A7不同,经高温煅烧所得的C11A7·CaF2晶体结构中不含OH-离子;Raman光谱上在520cm-1处是否出现吸收谱带可以作为测试样品中是否存在C11A7·CaF2晶体的判据.     

杂质离子对高温下C11A7·CaF2的形成与稳定性的影响

本文主要研究了Fe2O3、MgO、BaO和ZnO等杂质离子对C11A7·CaF2的形成和稳定性的影响.结果表明杂质离子对C11A7·CaF2的形成和稳定性的影响视杂质离子的种类和其掺量而异.铁或镁的氧化物的掺入,使得C11A7·CaF2熔融温度降低,产物中C11A7·CaF2生成量减少;掺入氧化钡后,由于钡会与样品中铝组分化合形成BaAl2O4,因而也使得C11A7·CaF2生成量减少;氧化锌可以有效地促进样品中CaO的吸收,且不影响C11A7·CaF2的最终生成数量,氧化锌除可少量固溶于C11A7·CaF2中外,其余大部分则是以游离ZnO(红锌矿)形式存在.     

X射线全谱拟合法在水泥研究中的应用

采用X射线全谱拟合法结合TOPAS软件对硅酸盐水泥矿物物相组成进行定量分析,并利用X射线全谱拟合法研究了硫酸铝作为促凝剂对硅酸盐水泥水化产物的影响.结果表明基准水泥中各晶相C2S,C3S,C3A,C4AF和非晶相的含量分别为9.391％,48.615％,2.749％,9.493％和26.782％,非晶相含量较高,不可忽略.与不掺加Al2(SO4)3· 18H2O的空白实验相比,掺加1％的Al2(SO4)3·18H2O使得水化1d的净浆试样中C3S剩余量降低了5.25％,促进水泥水化,钙矾石生成量提高30.69％,使得水泥净浆1d抗压强度提高了9.24％;但掺加4％的Al2(SO4)3· 18H2O反而使1d水化产物中C3S剩余量升高15.17％,抑制C3S水化,C-S-H生成量降低22.38％,使1d抗压强度低于掺加1％Al2(SO4)3· 18H2O净浆的1d抗压强度.掺加1％和4％的Al2(SO4)3· 18H2O使得28d水化产物中C3S含量分别增加3.19％、6.22％,钙矾石的生成量分别提高了64.40％、191.50％,C3S的水化受到抑制和钙矾石的大量生成均会降低水泥净浆后期强度.