铁铝酸盐水泥中铁相水化特征的研究

本文研究了C_2F-C_6A_2F固溶体系列中4个代表矿物C_2F,C_6AF_2、C_4AF、C_6A_2F的水化特征和不同组成的铁相对铁铝酸盐水泥性能的影响。结果表明,除C_2F外,铁相的水化产物为C_3(A,F)H_6、C_4(A,F)H_(13)和FH_3;铁相的水化速度与其配位数有关;C_4AF-C_6AF_2组成范围内的铁相具有最佳强度性能。     

掺有少量异组份的铁铝酸钙形成过程的研究

研究了掺有少量MgO、SiO_2、TiO_2和MnO_2条件下的铁相形成过程及主要影响因素。结果表明,3种铁相(C_6AF_2、C4AF和C_5A_2F)均可在1330±10℃下合成。形成过程中,铝酸盐中间相各有差异;温度过高、过低及少量组份的掺入都将影响铁相的合成。     

铁铝酸钙的早期水化

研究了掺有少量异组份的C_6AF_2、C_4AF和C_6A_2F的水化活性,早期水化热及c(?)H_2和(或)CH存在条件下的早期水化特性,讨论了石膏的缓凝机理。结果表明,掺有异组份的C_6A_2F具有高的水化活性及快凝快硬性能;石膏延缓水化的作用主要取决于铁相矿物的水化活性及AFt包裹层的状况。     

路面专用普通硅酸盐水泥的研制和应用

路面专用普通硅盐水泥与我国现行国家标准GB13693—91《道路硅酸盐水泥》的显著不同之点在于:水泥熟料中的铁相不是C_4AF,而是C_4AF—C_6A_2F固溶体。其固溶体中C_4AF和C_6A_2F的摩尔比为1:1,故铁相的化学式可用C_5Al·5F表达。引起铁相这种组成改变的重要原因是在生料中掺入了一定量的电炉磷渣,改变了铁的配位数,导致Al_2O_3在铁相中的固溶量增加,从而使熟料中C_3A相的含量减少。经过水泥熟料矿相进行萃取试验、化学分析、x-射线衍射分析和谬期堡尔谱的研究后,在昆明水泥厂回转窑和江川县水泥厂机立窑进行了工业试验,结果表明,用本方法生产的路面专用普通硅酸盐水泥,不仅具有耐磨性高、干缩率低的特点,且不须改变生产工艺、不降低窑磨产量,不增中生产成本,具有良好的经济效益和社会效益。特别是对我国广大机立窑水泥企业开发新品种的距回转窑水泥企业运距过远的高等级公路建设需路面水泥来说,其经济效益和社会效益更加显著。本研究成果已在云南省江川县水泥厂和马龙县水泥二厂推广应用。     

外掺BaO对C_2S—C_4A_3()—C_4AF—C()系统矿物组成及性能的影响

本文探讨了外掺BaO对C_2S-C_4A_3(?)-C_4AF-C(?)系统矿物组成及其性能的影响。结果发现:BaO会促进C_4A_3()矿物的形成而使铁相形成量减少,且使铁相组成向低铝高铁方向变化。Ba在铁相中的固溶量很少,大部分固溶进C_4A_3()矿物。Ba0可大大提高熟料早期强度,并使熟料凝结时间缩短,游离氧化钙含量增加。     

铁相形成与水化的实验研究（二）

3 烧结法合成铁相单矿物的适宜温度 不同烧制条件下铁相各单矿试样的变化情况列于表1。结合上述铁相各单矿的XRD和IR图谱,可以认为,当采用烧结法合成铁相单矿时,较适宜的烧成条件为:C_(?)AF_2;1300℃恒温2h;C_4AF,C_6A_3F;1350℃恒温1.5h。 表1 烧结法合成铁相单矿不同烧制条件下的f—CaO含量(％)     

钢渣重构组成设计的关键因子

钢渣重构设计缺乏普适的控制参数,研究发现在CaO掺量充足的条件下,重构钢渣的最终矿物组成为C_3S、C_4AF、C_2F、MgO。基于此,提出钢渣重构组成设计的关键因子KHs。采用KHs对2种钢渣进行重构,利用X射线衍射、扫描电子显微镜研究了重构钢渣的矿物组成,采用水泥胶砂强度试验法测定重构钢渣的活性指数。结果表明:理论矿物C4AF被实际产生的Ca2(Al1-pFep)_2O_5取代,P值在0.64~0.7之间,典型组成是Ca_2Al0.67Fe1.33O_5,据此修正了KHs;当KHs≤0.67时,重构钢渣中C_3S尚未形成;0.67KHs1时,重构钢渣主要理论矿物组成包括C_2F、C_6AF_2、C_2S和C_3S四种矿物;KHs≥1时,重构钢渣C_2S理论上全部转化为C3S。KHs为0.91~1.13时,重构钢渣活性指数最低为85%,最高为94%;采用KHs进行钢渣重构组成设计时,可将硅酸率(SM)作为辅助参数。     

用低品位矾土研制海洋水泥

研制了一种新型的铁铝酸盐水泥。可用低品位矾土作原料,在立窑中烧成。烧成温度1350℃左右。它的主要矿物成分为β-C_2S,C_(12)A_7,C_4A_3和铁相,但也存在少量无水硬性矿物 C_2AS。可以把它归属于贝利特-铁铝酸盐水泥,具有早强,优良的抗海水侵蚀的性能,特别适用于海港建设工程和沿海地区的建筑工程。     

煅烧制度对固硫灰制备的铁铝酸盐水泥性能的影响

利用循环流化床固硫灰代替部分原料制备铁铝酸盐水泥熟料,并采用XRD、SEM等方法研究了煅烧温度和保温时间对水泥熟料矿物形成及水泥力学性能的影响.结果表明:利用固硫灰等原料制备的铁铝酸盐水泥熟料矿物组成主要有C4A3S、C2S、铁相等,而铁相主要是C2AxF2-x与C6A4F2固溶体;熟料的最佳煅烧温度范围为1320～ 1350℃,保温时间范围为40～ 60min;当煅烧温度为1340℃,保温时间40min时,水泥3d、28d、56d净浆强度分别可达52.07MPa、89.53MPa、131.83MPa.     

赤泥铁硫铝酸盐水泥熟料烧成过程及矿物组成研究

以赤泥、铝矾土、石灰石为原料,研究了赤泥掺量和煅烧温度对赤泥铁硫铝酸盐水泥强度的影响和熟料矿物组成与烧成过程。试验结果表明,赤泥掺量为20%,在1325℃下保温30min,铁硫铝酸盐水泥3d强度达到58.2MPa,7d强度达到63.5MPa。熟料的主要矿物为C_4A_3S、C_2S和C_4AF等。C_4A_3S的衍射峰强度最高且尖锐,表明其在熟料中其含量最高或结晶程度最好。C_2S的衍射峰强度也较高,C_3S衍射峰多与C_2S重叠,可能在1300℃较低温度下其结晶程度不如C_2S;铁相以C_4AF和C_6A_2F形式存在,且衍射峰强度变化较小,但熟料中很难检测出CaSO_4和f-CaO,表明其已转化生成C4A3S、C_2S,熟料的易烧性能良好,且未发现C_2AS、2C_2S·CS等过渡矿物。     

发挥C_4AF的强度及其新型早强高铁水泥的研究

本文研究了C_4AF的形成和水硬性能,证实了 C_4AF是一种胶凝性较好的水泥矿物,以及第四周期过渡金属离子V~(5+)、Ti~(4+)、Mn~(4+)等能显著改善铁相的水硬性能,并从固体物理和结构化学的观点,作了一些讨论和解释。 本研究还制备了一种新型的早强水泥,这种水泥熟料中铁相含量较高,此铁相在发挥水泥强度方面起了重要作用。这种水泥的特点是煅烧温度低;早期强度高;在空气养护或在水中养护均可获得早强;熟料自行粉化后仍具有很高的强度。与此同时还研究了该水泥熟料矿物的形成规律,探讨了熟料矿物组成与水泥物理性能的关系,推导了一组在CaO-SiO_2-Al_2O_3-Fe_2O_3-CaF_2-CaSO_4 六元体系中配制该熟料率值公式,为今后的工业性试验研究提供了有益的资料。     

铁相—石膏固相反应动力学初探

在传统硅酸盐水泥熟料组成系统中,引入SO_3(通常以CaSO_4配料)不仅使所形成的水泥熟料矿物组成不同于硅酸盐水泥,同时也影响其矿物的形成机构及相互依存关系。本文用XRD,化学相分离方法,定量地研究了不同条件下铁相与石膏固相反应动力学特征,从而探讨了高铁水泥中主要熟料矿相C_2A_xF_(1-x)真和C_4A_3S的相对形成能力与温度、组成的关系,为进一步改善高铁水泥性能提供了基本思路。     

铁相组分对铁相和高铁低钙水泥熟料水化性能及抗侵蚀性能影响

随着国家海洋战略的提出,大量水泥基材料被应用到海洋工程建筑中,海洋环境对水泥基材料的侵蚀破坏也愈发受到人们的广泛关注。研究表明,水泥中的铁相具有较好的抗侵蚀性能,而铁相中Al₂O₃和Fe₂O₃的摩尔比(Al/Fe,下同)是影响铁相抗侵蚀性能的主要因素。本文设计并烧成了两种铁相单矿C₄AF和C₆A₂F(Al/Fe分别为1和2),以及铁相为C₄AF或C₆A₂F的高铁低钙硅酸盐水泥熟料(铁相质量分数均为20%)。通过对铁相单矿C₄AF和C₆A₂F,以及高铁低钙水泥熟料进行X射线衍射、水化热、抗压强度、抗硫酸盐侵蚀能力和固化氯离子能力等测试,探究Al/Fe对铁相单矿和高铁低钙水泥熟料各项性能的影响。结果表明,随着Al/Fe增大,铁相晶面间距变小,氯离子固化能力增强,而抗硫酸盐侵蚀能力有所下降。同时,熟料中铁相含量提高促进了C₃S的水化,且Al/Fe高的熟料促进效果更加明显。铁相的Al/Fe提高,水泥熟料的氯离子固化能力增强,而抗硫酸盐侵蚀性能下降则较小。     

添加F~-、SO_4~(2-)时熟料含铝相的形成规律

包钢尾矿中含有大量氟,是水泥工业可资利用的氟资源。本文以包钢尾矿和天然石膏为氟和硫的添加物,以X射线相分析法研究了不同温度下形成的不同石灰饱和系数(KH),铝铁比(A/F)和氟硫比(F~-/(?))的熟料,得出熟料中的矿物,特别是含铝相C_3A,C_(11)A_7·CaF_2和C_4A_2(?)的形成规律。随着上述参数的变化,可以存在以下四类矿物组合,即: Ⅰ类组合 C_3S-C_2S-F_(ss)-C_8A; Ⅱ类组合 C_3S-C_2S-F_(ss)-C_(11)A_7·CaF_2; Ⅲ类组合 C_2S-F_(ss)-C_4A_3(?); Ⅳ类组合 C_3S-C_2S-F_(ss)-C_3A-C_4A_3S-C_(11)A_7·CaF_2 在本试验的参数范围内,找出了出现各类矿物组合的工艺条件。     

基于高Fe/Al比铁相的机场硅酸盐水泥性能研究*

本文采用工业原材料制备机场硅酸盐水泥熟料,通过调整生料配比提高铁相含量,探究高Fe/Al比铁相对水泥力学与耐磨性能的影响,并借助XRD表征手段,分析了水泥熟料的物相组成。结果表明：利用工业原材料烧成的水泥熟料物相组成为C3S、C2S、C6AF2、C3A,且含量与预设组成基本一致;当石灰石设计含量为79%,煅烧温度为1 400 ℃时,机场水泥的28 d抗压强度为89.4 MPa,3 d至28 d的抗压强度增长率为103.18%,高于基准水泥;机场水泥的耐磨质量损失平均值为0.7 kg/m2,满足民用机场水泥混凝土面层施工技术规范（MH5006—2015）技术要求。     

关于第三系列水泥熟料矿物组成及其碱度系数计算的商榷

鉴于对第三系列水泥熟料中铁相矿物存在形式的分歧，本文通过三个第三系列水泥熟料的X-射线图谱对铁相矿物的存在形式进行了分析研究。结果表明，第三系列水泥中的铁相矿物以铁铝酸钙共融体的形式存在，可以C4AF进行表征。并在此基础上，对第三系列水泥熟料的矿物组成计算公式、碱度系数公式按照鲍格法进行了推导。     

赤泥矿物组成的研究

我们用化学分析法测定了赤泥的矿物组成。测得结果为(以%计):Na_2CO_32.8,NaAlO_22.8、β-C_2S-40.0、C_4AF-C_2F固溶体26.0,C_3A·6H_2O10.0,灼失水～15.0。     

掺有克连特的铁铝酸四钙的水化

往胶凝材料组成中掺加结晶组分(克连特KpeHT)是控制水泥建筑—技术性能(首先是水泥强度增长动力学)有发展前途的方法。作者对克连特、石膏以及克连特与石膏外加剂对铁铝酸四钙水化动力学的影响进行了研究。熟料中铁铝酸四钙含量可达到20％。用水拌和C_4AF时,首先形成六方C_2(A,F)H_(13),X射线图上d/n=7.8,3.86,2.87,2.47,1.66 ×10~(-10)米特征峰,以及140、190和300℃温度时,与热谱图上各阶段失水相符合的吸热效应证实了这点(图1,a)。经1小时水化,其产物中出现立方C_(1.5)(A,F)H_6,它可由d/n=5.15,4.45,3.15,2.82,2.56,2.46,2.30,2.04,1.81,1.74,1.71 ×10~(-10)     

利用铝尾矿制备高铁相贝利特硫铝酸盐水泥的研究

本研究采用低品位的工业原材料铝尾矿进行配料,制备高铁相矿物含量(铁相矿物>15%)的高铁相贝利特硫铝酸盐水泥(BBSC),借助DTA-TG、岩相、QXRD等检测手段研究高铁相矿物对高贝利特硫铝酸盐水泥生料易烧性、熟料矿物形貌、矿物组成及物理性能等方面进行研究。研究表明：铁相含量对高贝利特硫铝酸盐水泥的烧成影响较为复杂,高铁相可以促进■的形成,改变C₂S矿物的晶型及形貌,其自身存在的形态及形貌也发生了明显的变化;在铁相含量小于25%时,随着铁含量的增加,后期强度(21 d、28 d)增进率较大,会降低抗折强度的倒缩。     

含氟侧链棒状液晶的合成及介晶性

合成了两个系列含氟侧链和碳氢脂肪链的液晶化合物,其结构通式C_3H_7-C_6H_(10)-C_6H_4-OOC-R(系列Ⅰ)和C_3H_7-C_6H_4-C_6H_4-OOC-R(系列Ⅱ),R=C_6H_4-C_6X_(13),C_6H_4-O(CH_2)_3C_6X_(13),(CH_2)_2C_6X_(13),X=F或H。POM和DSC对其介晶性研究发现:末端基为碳氢脂肪链时,化合物主要出现向列相;末端基为含氟碳链时,化合物呈现近晶相态。含氟液晶与相同碳原子数的脂肪链液晶相比,具有更高清亮点和宽的液晶相范围。