利用β-C_2S晶型转化能量生产节能快硬水泥的研究

我们在研究中发现,在C_2S-C_(11)A_7·CaF_2C_2S-C_(12)A_7和C_2S-CA体系内,当β-C_2S向Υ-C_2S转化时能产生巨大的能量,随之熟料迅速自动粉碎。但采用工业原料所配制的C_2S-C_(11)A_7·CaF_2体系的水泥,其晶型的稳定时间较长,有时其转化时间延长到一周或更长时间。 本研究主要利用含有一定热值的高铝煤矸石,探索在C_2S-C_(11)A_7·CaF_2体系内通过配     

早强矿物C_(11)A_7·CaF_2和C_4A_3及其对水泥性能的影响

一、前言六十年代以来,两个早强矿物——氟铝酸钙(C_(11)A_7·CaF_2)和硫铝酸钙(C_4A_3)相继发现。人们逐步把它们引到水泥熟料的矿物组成之中,得到早强快硬水泥。硅酸盐水泥中引进这两个矿物具有某些改性作用——加快凝结,提高早期强度。在生料配料时,把成分适当调整,并配入少量CaF_2、CaSO_4做矿化剂,可把烧成温度降到1300℃左右,同时也就得到这两个早强矿物。本文试图通过C_(11)A_7·CaF_2与C_4A_3某些性能差异来阐明它们的不同比例对水泥主     

人造石膏作复合矿化剂在立窑上的生产实践

人造石膏即氟石膏,是生产氢氟酸的废渣,主要成分为CaSO_4,含有2～5%未反应的CaF_2。华南工学院曾作了生料中掺氟石膏制造高强硅酸盐水泥的研究,并在回转窑中进行了工业性试验。他们的试验及回转窑生产实践表明,掺氟石膏烧成的熟料,除含有C_3S、C_2S、C_4AF矿物外,还含有快凝矿物C_(11)A_7·CaF_2。控制C_(11)A_7·CaF_2含量在5～10%,熟料烧成温度在1280～1350℃,能够制造凝结时间正常的高强(600标号以上)的硅酸盐水泥。同时氟石膏还含有LiO_2、TiO_2、Be、B、     

C_4AF、C_4A_3和C_(11)A_7·CaF_2的形成及早期水化

本文研究CaO、Al_2O_3、Fe_2O_3,SO_3和CaF_2按不同配比混合后煅烧对含铝矿物(C_4AF、C_4A_3和C_(11)A_7·CaF_2)形成的影响。以及这三个矿物的早期水化特征。分别对十二组试样进行XRD测定和对三组矿物进行微量量热计测定。理论计算和试验结果均表明。在接近平衡态的煅烧过程中,CaF_2和CaO、Al_2O_3结合形成C_(11)A_7·CaF_2的能力最强,C_4A_3f8d4次之。同时,从这三种矿物早期水化动力学的研究得出:C_4AF、C_4A_3和C_(11)A_7·CaF_2在CH和CH_2存在下的水化反应“活化能”分别等于32.1kJ/mol、158.2kJ/mol和53.4kJ/mol;升温对C_4A_3S水化反应活性的激发最为有利。     

关于C_(11)A_7·CaF_2的几个问题

在1400℃以下,C_(11)A_7·CaF_2不与 CaO 反应生成 C_3A。含铝相存在形式取决于 F~-固溶于硅酸盐相后剩余于液相中 F~-的多少,若剩余 F~-多则为 C_(11)A_7·CaF_2,若剩余 F~-太少则为 C_3A。高温、急冷、高 KH、低 IM 有利于 F~-在 A 矿中的固溶而使剩余 F~-减少,不利于 C_(11)A_7·CaF_2生成。C_(11)A_7·CaF_2快凝主要是晶体结构多孔、溶解度大和溶解速度快之故。少量 Ca(OH)_2和石膏均不能使凝结时间正常,只有大量石膏才能奏效。柠檬酸对延缓其快凝有一定效果,凝结时间随掺量增加而延长。     

含硫、氟熟料化学相分离方法的研究

本研究采用氢氧化钾蔗糖溶液以及水扬酸——甲醇溶液首先对可能存在于含硫、氟熟料中的十种单矿物进行溶解试验,在证实了氢氧化钾蔗糖溶液确能溶解C_4A_3S和C11A_7·CaF_2等中间相的基础上,对二种实验室熟料,分别改变试样细度、萃取的浓度及其与试样的比例、萃取时间以及温度等条件,较系统地研究了上述参数对测试结果的影响,从而提出这两种方法在萃取含硫、氟熟料时比较合宜的参数和操作步骤。再通过不同操作者的重复测试,表明其复演性也较为理想。并以五种熟料的实测结果,进一步验证萃取效果良好。最后以含硫、氟熟料中中间相的鉴定,硫、氟的分布,C_4A_3s与C_11A_7·CaF_2的定量以及从熟料中单独分离出硅酸盐相进行早期水化的研究等四个实例,具体说明用化学法进行相分离的适用情况。     

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。     

C_(11)A_7·CaF_2、C_4A_3提高粉煤灰水泥强度机理的探讨

探讨了适量C_(11)A_7·CaF_2、C_4A_8显著提高粉煤灰水泥早期强度的机理。研究发现,适量C_(11)A_7·CaF_2、C_4A_8和石膏的掺入,使得在水泥水化早期就有较多的钙矾石生成,且A矿水化得以加速,所生成的钙矾石既形成网络结构又填补了水泥石中的孔洞和裂隙,以致粉煤灰水泥强度提高。实验表明,C_(11)A_7·CaF_2或C_4A_2的掺量为5wt％左右时,水泥凝结正常,强度提高幅度较大,可使粉煤灰水泥强度提高约1个标号,而当C_(11)A_7·CaF_2或C_4A_8掺量达10wt％以上时,水泥凝结急剧加速,水泥强度下降,掺入0.2wt％—0.3wt％柠檬酸可使水泥正常凝结。     

低温烧成熟料生产的硅酸盐水泥的水化、硬化及其长期稳定性

应用X射线衍射仪、扫描电镜、热分析仪、高压水银测孔仪等测试手段测定了低温烧成熟枓的矿物组成及其配制的硅酸盐水泥的水化产物、液相的pH值和水泥石结构等。 低温烧成熟料的矿物组成是C_3S,C_2S、C_3A、C_4AF和少量的C_(11)A_7·CaF_2相。 低温烧成熟料生产的硅酸盐水泥的水化产物、水泥石结构、液相的pH值和普通硅酸盐水泥一致。水化产物主要是C-S-H凝胶、Ca(OH)_2和C_3A·3CaSO_4·32H_2O。 阐明了低温烧成熟料生产的硅酸盐水泥的强度发展和普通硅酸盐水泥一致,不锈蚀钢筋,长期稳定性可靠。     

用脱硫石膏制备硫铝酸盐水泥熟料研究

用脱硫石膏代替天然石膏进行硫铝酸盐水泥熟料制备试验研究.结果表明:用本试验所采用的原料,配料比为m(矾土)∶ m(石灰石)∶ m(脱硫石膏)=35∶ 43∶ 22,煅烧温度为1400 ℃可烧制成矿物组成为无水硫铝酸钙和硅酸二钙的合格硫铝酸盐水泥熟料.从外观特征及借助XRD、SEM分析温度对水泥熟料烧结的影响,当烧结温度为1300 ℃时,熟料结构酥松,强度低,其主晶相为C_4A_3 、β-C_2S、2C_2~-S·CaSO_4,熟料为欠烧料;当烧成温度为1400 ℃时,熟料结构致密,强度高,形成的主要矿物为C_4A_3 、β-C_2~-S和C_4AF,属于正常合格的硫铝酸盐水泥熟料;当烧成温度为1500 ℃时,出现液相过多,熟料块坚硬,主晶相为C_4A_3 、β-C_2~-S、C_12A_7、CT,熟料为过烧料.     

含氟硅酸盐水泥的不正常凝结

本文用测定凝结时间、XRD分析、化学分析及波谱分析等手段研究了含氟硅酸盐水泥的不正常凝结问题。结果表明,含氟硅酸盐水泥的不正常凝结与氟在熟料各矿物中的分布有关。采用在生料中掺入MgO、多掺CaF_2,并对熟料采用高KH值、低IM值、高温煅烧、快速冷却等方法均可使A矿中固溶较多的氟,从而有利于水泥的正常凝结或使凝结变慢;反之,则使A矿中固溶的氟减少,有利于形成较多的C_(11)A_7·CaF_2,从而引起水泥急凝。     

影响快速低温烧成硅酸盐水泥熟料中C_(11)A_7·CaF_2形成因素的研究

本文研究了在快速升温(600℃/min)条件下,影响C_(11)A_7·CaF_2生成的因素。研究表明,Al_2O_3含量是主要因素。在其它条件不变时,ZnO能抑制C_(11)A_7·CaF_2的生成。     

高温X射线衍射法研究低温烧成熟料中的过渡相

本文介绍了促进硅酸三钙在低温下形成的四个过渡相单矿物(即2Ca_2SiO_4·CaF_2、11CaO·4SiO_2·CaF_2、2Ca_2SiO_4·CaSO_4和3Ca_2SiO_4·3CaSO_4·CaF_2)的合成条件,用显微镜、X射线衍射进行了鉴定,并给出了物理-化学参数。用高温X衍射线研究了这些过渡相的形成温度,热稳定范围和相转变产物,阐述了这些过渡相对熟料形成可能起的作用。对掺3％CaF_2、5％CaSO_4配制的5A3生料在1300℃之内的形成过程进行了观察,得出该料子最终组成中铝酸盐以11CaO·7Al_2O_3·CaF_2出现;铁铝酸盐以4CaO·Al_2O_3·Fe_2O_3出现;硅酸盐相都在不同程度地固溶了氟、硫离子,形成了固溶体。     

铝酸盐和磷酸盐对高阿利特水泥硬化的影响

生料中掺电热磷渣生产高阿利特波特兰水泥时,在窑产量提高10～15%的同时,燃料单位耗量可减少15%。这种水泥的凝结时间有所延缓,一天强度较低,这是由磷的杂质造成的,它延缓波特兰水泥水化和硬化的作用是众所周知的。本文阐述了准确测定磷的缓凝作用和熟料中铝酸钙含量变化的可能性。此时,必须考虑到磷渣中存在的2.7～3.0%的CaF_2,生料煅烧时它使C_3A转变为C_(12)A_7和C_(11)A_6·CaF_2。生料采用阿斯塔霍夫斯克产地的石灰     

用碱渣、泥灰岩及粉煤灰制取阿利尼特水泥

用CaCl_2作催化剂低温煅烧水泥熟料是水泥工业的一个新方向,部分CaCl_2最终参与到熟料矿物的组成中,生成两种性能上不同的矿物:阿利尼特,一种含氯硅酸钙21CaO·6SiO_2·Al_2O_3·CaCl_2(Cl~-取代少量O~(2-)生成);含氯铝酸钙11CaO·7Al_2O_3·CaCl_2(Cl~-占据C_(12)A_7中未满晶格结点)。借助CaCl_2的助熔作用,熟料在1200℃以下烧成,从而节约烧成能耗。苏联对该品种水泥作了较系统的研     

双快型砂水泥中不同石膏形态的研究

本文研究了在含氟铝酸钙(C_3S53％、C_(11)A_7·CaF_226％)的双快型砂水泥熟料中,掺入五种不同形态的石膏;硬石膏、二水石膏、半水石膏、600℃和1000℃煅烧的无水石膏,在不同温度下(6～8℃、20～22℃、28～30℃)的水化过程。通过对水泥材性、石膏溶解速度和溶解度、水化放热特性、水化产物的差热、X射线和电显分析等各方面的试验和观察,可以看出,不同石膏的溶解速度和溶解度明显地影响C_(11)A_7·CaF_2的水化。1000℃煅烧石膏和硬石膏所以具有较好的性能正是由于溶解速度小而溶解度适宜,常温下不会迅速生成复盖于氟铝酸钙表面的三硫型水化硫铝酸钙而妨碍水化的继续进行;低温时亦不致有较多的SO_3进入液相而明显地影响水化。所以1000℃煅烧的无水石膏和硬石膏可使水泥有较好的早强性能,并能在终凝后很好地发挥强度。为简化生产、节约热能,我们采用硬石膏是合理的。这个结论对含有不同量的氟铝酸钙制成的水泥亦具有一定的普遍性。     

萤石、石膏复合矿化剂对水泥熟料急凝、缓凝的成因及防止

生产实践证明应用萤石和石膏作复合矿化剂,煅烧熟料时,可改善生料的易烧性、降低熟料中的fC aO和液相粘度,促进碳酸钙分解速度,使熟料中高强矿物组分增多,提高熟料的强度。另外复合矿化剂还将使熟料中的Al2O3生成C11A7·C aF2(氟铝酸钙)和C3A·C aSO4(硫铝酸钙)代替C3A(铝酸三钙),并使铁相组成接近C3A F2(铁铝酸盐),因为氟铝酸钙和硫铝酸钙都具有快凝、早强性质,从而使水泥熟料获得快凝、早强等性能,改善熟料的胶凝性质等优点。但是若复合矿化剂的配入量、氟硫比(F/S)选择控制不当,会给立窑煅烧操作和熟料质量带来不利影响,特别是对…     

硫铝酸盐水泥的研究

分别用X射线、差热、岩相、电子显微镜和化学分析等方法研究了不同温度下煅烧的不同铝硅比、碱度和铝硫比的硫铝酸盐水泥熟料的矿物形成规律,并研究了用这种熟料和矿物所配制的水泥系列的水化、硬化和性能。研究结果表明:在CaO-Al_2O_3-SiO_2-SO_3系统中,由于SO_3的作用可抑制C_2AS的形成;适当的煅烧温度可使2C_2S·CaSO_4分解,从而可以形成以C_4A_3S和C_2S为主要矿物的熟料。在用这一熟料配制水泥时,通过调节掺加二水石膏量的方法可以调节水泥浆体中钙矾石及其他水化相的形成时间和数量,从而获得早强、微膨胀、膨胀和自应力水泥系列。这一水泥系列已有工业规模的生产,硫铝酸盐自应力水泥用于制造自应力水泥压力管;硫铝酸盐微膨胀和早强水泥主要用于抢修、抗渗、负温等工程。     

粉煤灰的表面改性和改性粉煤灰水泥

本文提出了一种称为表面改性粉煤灰的制备方法,阐述了粉煤灰表面改性的工艺原理,研究了表面改性粉煤灰的矿物组成和胶凝性质,认为这种粉煤灰的特点是,其颗粒外层为水硬性矿物β-C_3S和C_(11)A_2·CaX_2所覆盖,而其核心仍是无定形铝硅玻璃体,它既可作为一种胶结材料,又是一种活性很高的水泥混合材,兼有一定的早期强度和后期强度。     

2CaO·2SrO·3Al_2O_3·SO_3的形成动力学

研究了一种硫铝酸锶钙矿物2CaO·2SrO·3Al_2O_3·SO_3(C_2?_2A_3$)的形成过程,采用Rietveld定量方法确定了不同温度、不同保温时间下烧成熟料中C_2?_2A_3$矿物的含量,并对C_2?_2A_3$的形成过程进行动力学分析。结果表明:在1 150–1 350℃条件下,熟料中C_2?_2A_3$的含量随着保温时间的延长而增加,在1 350℃保温180 min时C_2?_2A_3$的含量达到97.3%;在1 400℃保温超过30 min时,熟料中C_2?_2A_3$的含量开始减少;在1 450℃熟料中C_2?_2A_3$的含量随保温时间的延长而降低。形成C_2?_2A_3$的固相反应符合三维扩散模型,Jander模型具有最好的拟合效果。C_2?_2A_3$形成过程的活化能为479 kJ/mol。烧成温度主要影响C_2?_2A_3$矿物颗粒的细观形貌,但不会影响C_2?_2A_3$矿物的元素分布及组成。