含超低水硬化合物的氧化铝质浇注料——(Ⅱ)含有水硬性氧化铝和硅微粉的“无水泥”浇注料的强度和高温反应

在Al_2O_3-SiO_2系统中,莫来石的生成对高温强度极为重要。在含有硅微粉的超低水泥浇注料中,有许多资料充分证明了莫来石的形成反应。但是关于含有水硬性氧化铝作为结合剂的耐火浇注料成果的介绍是很有限的。本文研究了以水硬性氧化铝和水泥结合剂结合的浇注料中莫来石生成反应对时间和温度的依赖性。含有这些结合剂和8%(重量)硅微粉的熔融氧化铝质浇注料在1500℃下测得其高温抗折强度在20MPa以上。     

结合方式对碳化硅浇注料氮化后抗热震性和显微结构的影响

研究了铝酸钙水泥(CAC)+二氧化硅微粉(MS)结合、水硬性氧化铝(HA)+二氧化硅微粉(MS)结合、二氧化硅溶胶结合的3种结合方式对氮化处理后碳化硅浇注料抗热震性和显微结构的影响。结果显示:3种结合方式制备的试样经600、800和1 100℃水冷1次热震后的残余抗折强度和强度保持率都随着温度的升高而降低,但在1 100℃热震后,3种结合方式的试样的残余抗折强度相当,二氧化硅溶胶结合的浇注料具有较好的抗热震性。分析表明,本试验的3种结合体系中,无水泥结合方式的试样中原位生成的SiAlON具有更大的长径比,特别是纤维状的SiAlON,对高温下结构的保持和抗热震性的提高更为有利。     

结合体系对氮化后碳化硅基浇注料冷/热态强度的影响

本工作研究了二氧化硅微粉+铝酸钙水泥(MS+ CAC),二氧化硅微粉+水合氧化铝(MS+ HA),二氧化硅溶胶三种不同结合体系对添加9％硅粉的碳化硅基浇注料1420℃氮化后的冷态耐压强度,冷态和800～1400℃热态抗折强度的影响,应用SEM,XRD和EDAX,分析了不同试样中的物相及显微结构.结果表明,无水泥的结合体系结合的试样氮化后由于基质不含玻璃相,因而高温下更稳定,原位形成的氮化物呈网络状,使1200℃以上强度保持率高;含水泥的结合体系结合的试样基质中有CAS2相,形成的氮化物为粒状或柱状,使热态强度降低显著.     

β-sialon结合刚玉复合材料的性能

研究了矾土基β－sialon结合刚玉复合材料在高温使用下的力学性能、抗热震性、抗氧化及抗K2CO3的侵蚀等性能，并和氧化铝基β－sialon结合刚玉复合材料的性能进行了对比。结果表明：矾土基β－sialon结合刚玉复合材料的高温抗折强度在相同条件下均高于氧化铝基β－sialon结合刚玉复合材料；相间条件下，矾士基β－sialon结合刚玉复合材料热震后的残余抗析强度均高于氧化铝基β－sialon结合刚玉复合材料；β－sialon结合刚玉复合材料的氧化过程呈保护型氧化．温度高于1250℃时，矾土基β-sialon结合刚玉复合材料的氧化速率比氧化铝基β-sialon结合刚立复合材料的低；在1300℃的K2CO3液中侵蚀6h后．β-sialon结合刚玉复合材料的抗K2CO3侵蚀性能比刚玉砖和高铝砖好得多。     

β-sialon/Al2O3/CaO系材料烧结性能及反应过程研究

以β-sialon、活性氧化铝微粉和纯铝酸钙水泥为原料，研究了焦炭保护情况下，在1500～1650℃温度范围内，sialon／Al2O3／CaO体系材料的烧结性能和物相变化，借助SEM和XRD等手段对材料的显微结构和反应过程进行了观察和分析。结果表明：该体系材料烧结性能与试样组成和烧成温度有关。温度升高，试样体积密度增加，显气孔率降低，当温度升高至1650℃，试样烧结性能反而下降。试样在烧成过程中存在质量变化，1500℃下烧成试样均表现为质量增加，而1600℃以上试样表现为质量损失。从热力学分析推测烧成过程中试样内部存在复杂化学反应，在温度低于1500℃时sialon与CO反应使碳析出，导致试样质量增加；而温度进一步升高，sialon和Al2O3将被还原形成Al7O9N(s)和SiC(s)，导致试样质量损失。X射线衍射分析显示：烧成材料中除含有刚玉、sialon相外，随烧成温度增加还出现物相变化：1500℃形成钙黄长石相；1600℃时钙黄长石相消失，出现了Ca-α-sialon和SiC；温度升至1650℃，出现γ-AION。     

氮气气氛下Al对SiC-MgAl2O4复合材料物相和结构演变的影响

以SiC、MgAl₂O₄细粉为主要原料,分别添加质量分数为1%、3%、5%、7%、9%和12%的金属Al,置于流动氮气中,在1 500 ℃下保温5 h烧成得到SiC-MgAl₂O₄复合材料,对烧后试样进行XRD、SEM及EDS分析。结果表明,1 500 ℃高温烧结后,材料体系发生一系列复杂反应,试样中物相均以β-SiC、MgAl₂O₄、氮化物和sialon相为主。部分金属Al在高温下氮化形成氮化铝,并参与sialon相和MgAlON形成的反应。尖晶石则转变为富铝尖晶石和MgAlON两相共存。随着Al含量的增加,尖晶石中固溶铝含量达到极限时,析出α-Al₂O₃。Al含量的增加使得结合相Si-Al-O-N的形貌发生变化,由板带状向板柱状过渡,最终发育成形貌较为清晰的板层状。经SEM-EDS分析,sialon相中固溶一定量的Mg元素,为sialon多型体Mg-sialon相。     

陶瓷抛光砖粉的组成及火山灰性研究

采用X射线衍射分析、玻璃相含量及硅、铝离子的溶出量分析等方法研究了工业废渣陶瓷抛光砖粉的组成和火山灰性.研究结果表明:抛光砖粉火山灰试验合格,具有一定的潜在水硬性,其水泥胶砂28d抗玉强度比为83,6%.抛光砖粉韵早期活性高于桫煤灰.但抛光砖粉中氯含量在0.011%～0.203%范围内波动,其氯含量主要来自抛光磨头和絮凝剂.陶瓷抛光粉要用作水泥混合材,需控制其氧含量.利用抛光砖粉作水泥混合材具有较好的前景.     

2-羟基-3-甲氧基苯基荧光酮分光光度法测定水泥中钛

二氧化钛能与各种水泥熟料矿物形成固溶体,特别是对C2S起稳定作用,可提高熟料的质量。但二氧化钛含量过多,与氧化钙反应生成没有水硬性的钙钛矿（CaO·TiO2）,消耗了氧化钙,从而影响水泥强度。因此,测定水泥中钛的含量具有重要的意义。     

添加尖晶石对浇注料性能的影响

向无硅高铝质浇注料中添加尖晶石细粉及铝酸钙水泥，使其在使用中由于钢水的高温作用会形成稳定的高温结合相，因而会明显影响浇注的热强度，对这些结合相形成的机理人们还不甚清楚。     

明矾石水泥

明矾石水泥是以600号水泥熟料、天然明矾石、天然无水石膏和矿渣等混合粉磨而成的水硬性胶凝材料,具有较好的膨胀强度,抗裂、防渗等性能。     

热处理旧水泥石的脱水相对再水化性能的影响

研究了热处理后的旧硬化水泥浆中脱水相含量对其再水化性能的影响,通过制备不同脱水相含量的脱水水泥石粉(W/C=0.5,W/C=0.3),采用标准稠度用水量、初凝时间、水化程度和抗压强度的测试,研究了其再水化性能。试验表明:在一定温度下,随着脱水相含量的增大,脱水水泥石粉的标准稠度用水量显著增大,初凝时间逐渐缩短,再水化程度发展加快,抗压强度逐渐减小,即热处理后旧水泥石中脱水相的含量影响其再水化性能。     

磨细钢渣对水泥水化性能的影响

采用XRD分析了掺入钢渣水泥的水化产物,并从标准稠度用水量、凝结时间、强度几方面论证了磨细钢渣对水泥水化性能的影响。结果表明:适度磨细的钢渣能减小水泥的标准稠度用水量,但过度磨细后会增加标准稠度用水量,凝结时间也有类似的结果;钢渣的最佳掺量为10%,此时28d强度达54.5MPa,物相主要为C2SH(C),AFt和Ca(OH)2,养护90d未见Aft向AFm转变。     

无碱液态速凝剂的改性和速凝机理

以无碱液态速凝剂(NSA)为基础,通过对其组成进行优化,从而改善其性能.实验结果表明,改性后,当NSA速凝剂掺量为5%时可使PⅡ52.5硅酸盐水泥的初凝时间缩短至1.5 m in,终凝时间缩短至4.1 m in,1 d抗压强度达到15.9 MPa,比空白试样提高31.4%,28 d抗压强度保留率为92%.使用XRD、SEM、TG-DSC等测试手段对水化试样进行分析,结果表明,改性NSA速凝剂是通过促进形成钙矾石晶体而达到速凝效果的.     

利用电炉钢渣作为砌筑水泥原料的试验研究

文章对利用电炉钢渣生产砌筑水泥进行了初步的研究。采用抗压、抗折强度试验、标准稠度用水量、凝结时间试验、水化放热测定、XRD和SEM分析等试验方法，研究了几种缓凝剂对还原渣的缓凝效果，分析了各组分掺入量对砌筑水泥的凝结时间和强度的影响，确定了砌筑水泥的组成。试验结果表明，氧化钢渣本身活性较低，可作为非活性混合材使用；还原渣的水化活性较高，可作为活性混合材使用。经合理设计砌筑水泥各组分的比例，所获得的砌筑水泥可达到GB／T3183-1997所规定的各项技术指标要求。     

石膏品种对硅酸盐--硫铝酸盐复合体系水泥性能的影响

在试验研究不同石膏品种对硅酸盐-硫铝酸盐复合体系水泥凝结时间、标准稠度需水量、强度等性能影响的基础上,探讨了石膏品种对硅酸盐-硫铝酸盐复合体系水泥性能的影响机理。结果表明：二水石膏对该种复合体系水泥的缓凝作用比硬石膏明显,硬石膏易引起复合体系水泥急凝和需水量增大。石膏品种对硅酸盐一硫铝酸盐复合体系水泥强度的影响较复杂,与水泥体系中含铝矿物及其水化溶液中SO4^2-离子浓度有关;在蒸馏水和饱和石灰水中,二水石膏的溶解速度比硬石膏快,溶解度比硬石膏低。推导证实,石膏的溶解速度和溶解度是决定硅酸盐-硫铝酸盐复合体系水泥性能的主要因素。     

减水剂对硫铝酸盐水泥早期水化影响

研究了聚羧酸系高效减水剂(PCE)和萘系减水剂(FDN)对硫铝酸盐水泥净浆工作性能及力学性能影响,通过XRD和SEM检测手段对水化产物进行表征.结果表明:两种减水剂对硫铝酸盐水泥净浆流动度的影响存在饱和点;相比于FDN型减水剂,PCE型减水剂对硫铝酸盐水泥净浆具有更好的减水效率及分散能力.PCE型减水剂阻碍硫铝酸盐水泥净浆早期水化,并降低硫铝酸盐水泥净浆1 d抗压强度;FDN型减水剂能够加速硫铝酸盐水泥净浆早期水化,缩短初凝和终凝时间,提高硫铝酸盐水泥净浆1d抗压强度.两种减水剂对硫铝酸盐水泥净浆3d后抗压强度及水化产物种类均没有影响.     

石膏品种对低热硅酸盐水泥性能的影响及机理研究

检测了掺入不同石膏的低热硅酸盐水泥的物理性能及水化率,并采用XRD、离子色谱法分析了不同石膏品种对低热水泥性能的影响机理。结果表明:硬石膏作缓凝剂时,低热水泥的强度随着石膏掺量的增加而逐步提高,掺量越大,对水泥的增强作用越明显。二水石膏对低热水泥强度的影响曲线呈波浪形。掺入硬石膏可提高水泥石液相中SO42-离子浓度,从而加快水泥中硅酸盐矿物的水化速度,显著提高低热水泥的强度。     

木质素磺酸钙对硬化水泥抗压强度的影响

木质素磺酸盐(简称木盐)具有较强缓凝和引气作用,可提高混凝土工作性,但过量使用会导致混凝土抗压强度急剧下降。该文从掺量、相对分子质量、亲水基、金属阳离子和糖分5个方面研究了木质素磺酸钙(简称木钙)对硬化水泥抗压强度的影响规律。结果表明,随木钙掺量增加,硬化水泥的各龄期抗压强度均下降,掺量w(木钙)=0.5%时,硬化水泥的28 d抗压强度仅为空白浆体的63.6%。其中相对分子质量为1万~5万的木钙超滤级分对硬化水泥强度的降低作用较小。木钙中糖分质量分数由12.5%降至2.8%时,硬化水泥的7 d抗压强度比可提高16%。通过氧化将木钙分子中的羟基转化为羧基,硬化水泥的3、7、28 d抗压强度比分别提高22.1%、34.7%和13.0%;通过磺甲基化将木钙的磺化度由1.36 mmol/g提高到2.48 mmol/g,硬化水泥的3、7、28 d抗压强度比分别提高36.2%、41.2%和17.9%。     

Utilization of fly ash coming from a CFBC boiler co-firing coal and petroleum coke in Portland cement

Fly ash coming from a circulating fluidized bed combustion (CFBC) boiler co-firing coal and petroleum coke (CFBC fly ash) is very different from coal ash from traditional pulverized fuel firing due to many differences in their combustion processes, and thus they have different effects on the properties of Portland cement. The influences of CFBC fly ash on the strength, setting time, volume stability, water requirement for normal consistency, and hydration products of Portland cement were investigated. The results showed that CFBC fly ash had a little effect on the strength of the Portland cement when its content was below 20%, but the strength decreased significantly if the ash content was over 20%. The water requirement for normal consistency of cement increased from 1.8% to 3.2% (absolute increment value) with an addition of 10% CFBC fly ash; and the free lime (f-CaO) content of CFBC fly ash affected the value of increasing. The setting time decreased with an increase of CFBC fly ash content. The volume stability of the cement was qualified even when the content of SO₃ and f-CaO reached 4.48% and 3.0% in cement, respectively. The main hydration productions of cement with CFBC fly ash were C-S-H (hydrated calcium silicate), AFt (ettringite), and portlandite.     

Properties of Some Calcium Aluminate Cement Compositions

The properties of some high-purity calcium aluminate cement compositions in that portion of the lime-alumina system from 64 to 86% alumina were investigated. The laboratory preparation of seven hydraulic compositions in this system is described. Methods of appraising the properties, both in the neat cement and in castable formulations, are given. Data on bond strength, setting properties, heat of hydration, refractoriness, and aging characteristics are presented. A cement composition represented by the empirical molar formula CaO 2. 5Al₂O₃ was found to be optimum for balanced bond strength and refractoriness in high-temperature castables.