贝利特-硫铝酸钡钙水泥的水化硬化过程

贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的矿物组成主要有C2S、C2S、C3A、C4AF和C2.75B1.25A3S,其早期和长期强度均较高。研究水泥水化放热速率的结果表明：石膏掺量为10％的贝利特一硫铝酸钡钙水泥（BS）,预诱导期阶段水化放热速率高,诱导期持续时间长,加速期曲线峰型尖锐。石膏掺量不同时水化放热量总量基本相同,均介于硅酸盐水泥（PC）和贝利特水泥（BE）之间。该水泥水化产物主要有含钡AFt、CH、C—S—H凝胶及少量CAH10C3AH6等,相同龄期时比贝利特水泥水化程度高,水化铝酸钙转化为AFt的量较多。其早期水化程度略低,水化程度增进率高,15d左右就超过了硅酸盐水泥,且各龄期水化程度和水化速度都远远超过贝利特水泥。     

含钡铁铝酸盐水泥的合成与性能研究

铁铝酸盐水泥是中国建材科学研究院在1985年成功研制的新品种水泥.铁铝酸盐水泥是以适当成分石灰石、铁矾土和石膏为原料煅烧而成的,以C4、C2SA3、C4AF为主要矿物组成的熟料,通过掺加适量的混合材(石膏)等进行共同粉磨所制成的.而含钡铁硫铝酸盐水泥是在铁铝酸盐水泥基础上发展起来的一种新型水泥,其主要矿物是C2.75B1.25A1.5F1.5S、C2S、C4AF,即以C2.75B1.25A1.5F1.5S矿物替代铁铝酸盐水泥中的C4A3S烧制成的一种水泥.     

利用含钡废渣烧制硫铝酸盐水泥的研究

本文主要探讨了利用含钡废渣制造C4A3-β-C2S型硫铝酸盐水泥的可行性.试验结果表明,掺入适量含钡废渣,可以提高硫铝酸盐水泥的早期和后期抗压强度;改善硫铝酸盐水泥的易烧性;通过大量的试验,找出了矿物最佳组成及烧成工艺条件,探讨了该系列水泥的水化机理.     

铝酸盐水泥-半水石膏二元体系饰面砂浆泛白原因分析

采用碱浸出率法测试了铝酸盐水泥及两种铝酸盐水泥-半水石膏二元体系饰面砂浆浸水后水中物相的质量,并用XRD分析了水化产物及浸水后水中物相成分,得出(1)引起铝酸盐水泥饰面砂浆泛白的主要物相为CaCO3和Al(OH)3,而CaCO3和Al(OH)3是由铝酸盐水泥的水化产物水化铝酸钙碳化分解而生成;(2)铝酸盐水泥-半水石膏二元体系在石膏量为5％时水化产物主要为CAH10和AFm,在石膏量为25％时水化产物主要为AFt,铝酸盐水泥-半水石膏二元体系出现泛白的原因是AFm的碳化,推测主要水化产物为AFt时砂浆未出现泛白的原因是生成AFt的同时有足够的AH3生成并包裹AFt,保护其不被碳化.     

高硅酸二钙含钡硫铝酸盐水泥研究

通过研究含钡硫铝酸盐水泥的强度随硫铝酸钡钙矿物减少和硅酸盐矿物β-C2S矿物含量增加的变化情况,找出含钡硫铝酸盐水泥熟料的强度随矿物组成的变化规律,并寻找该水泥综合性能最优的β-C2S含量.实验结果表明,当C2S质量分数达到52%时,含钡硫铝酸盐水泥还具有较高的强度,其烧成温度为1350℃.含钡硫铝酸盐水泥3d到28d的强度增长率为14%,当C2S的质量分数到达52%时,3d到28d的强度增长率为23.3%.通过X射线衍射,扫描电子显微镜及能谱分析等手段对此配料点水泥矿物的水化机理及其水化过程进行了探讨.     

提钛尾渣对硅酸盐水泥水化性能的影响

提钛尾渣是高钛型高炉渣提取合金后的残渣,与铝酸盐水泥的化学、矿物组成相近,具有较好的水化活性.分析不同掺量的提钛尾渣对硅酸盐水泥复合胶凝体系的凝结时间、水化放热、力学性能和水化产物的影响.结果发现,掺量20％提钛尾渣会导致复合胶凝体系早凝,水化初期的水化放热速率加快,累积放热量降低,1 d的水化产物中氢氧化钙减少,单硫型水化硫铝酸钙和三水铝石增多.不同掺量的提钛尾渣均会促进水泥早凝,降低力学性能.随着提钛尾渣掺量的增加,水泥的早凝不明显,力学性能有所增长,水化产物中出现CAH10和C3 AH6的特征峰.     

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。     

低温养护对硫铝酸盐基三元复合体系水化性能的影响

研究了低温养护对硫铝酸盐水泥-硅酸盐水泥-石膏三元体系凝结时间、抗压强度、干燥收缩等宏观性能的影响,并采用X射线衍射仪分析了不同温度下的水化产物。结果表明,低温及石膏掺量均影响着水化产物钙矾石及单硫型水化硫铝酸钙的生成,从而对宏观性能产生影响。石膏掺量较低时,低温对凝结时间影响不大;石膏掺量较高时,低温大幅延缓了凝结。低温养护延缓三元体系的早期水化,明显降低早期强度及干燥收缩,但对后期强度影响不大。     

掺硫铝酸盐水泥熟料的富硅酸盐水泥体系的性能研究

研究了硫铝酸盐水泥熟料对复合硅酸盐水泥性能的影响。研究表明,当复合水泥中掺入少量硫铝酸盐水泥熟料后,再配以适量的石膏,可以提高其早期强度,且随着硫铝酸盐水泥熟料掺量的增加,其凝结时间明显缩短。运用XRD等测试方法探讨了硫铝酸盐水泥熟料改善复合水泥性能的机理。硫铝酸盐水泥熟料水化形成的钙矾石和铝胶,对硅酸盐水泥熟料矿物水化有促进作用,这是水泥凝结加快、强度增加的主要原因。     

铝酸盐水泥和二水石膏对水泥基无收缩灌浆料性能影响

试验研究了铝酸盐水泥和二水石膏对水泥基无收缩灌装料的凝结时间、流动度、强度和膨胀性能的影响.结果表明,铝酸盐水泥掺量10％,石膏掺量5.00％～10％,灌浆料的性能最佳.     

重晶石粉对高铝水泥强度的影响

研究了重晶石粉作为混合材对高铝水泥强度的影响,并通过化学结合水含量测试及XRD分析探讨其水化作用机理。试验结果表明,适量的重晶石粉提高了高铝水泥的早期强度,抑制了高铝水泥后期强度的倒缩。重晶石粉促进了高铝水泥水化,并抑制水化产物CAH10和C2AH8向C3AH6转变。     

MSWI飞灰制CSA水泥的组成优化及性能研究

以垃圾焚烧（MSWI）飞灰为主要原料,在实验室成功烧制了硫铝酸钙（CSA）水泥熟料,继而着重研究了不同种类和不同掺量的石膏对CSA水泥的抗压强度、水化性能、标准稠度用水量和凝结时间的影响;研究了细度对CSA水泥性能的影响。结果表明：无水石膏和二水石膏均促进C4A3S^-水化,提高CSA水泥的早期强度;无水石膏的最佳掺量是5％,二水石膏可根据实际情况进行调整;掺加无水石膏的CSA水泥其标准稠度用水量较对照水泥C—II低,比对照水泥C—I有所增加;掺加5％无水石膏后水泥的凝结时间与对照水泥C-II接近,当掺量增至10％后出现急凝。本试验中,CSA水泥比表面积在288—580m^2／kg范围时均表现出良好的力学性能。     

贝利特-硫铝酸钡钙水泥性能的试验研究

试验研究了贝利特-硫铝酸钡钙水泥的性能，结果表明：该水泥具有较高的早期强度和长期强度，当其石膏掺量为10％时。3d、7d、28d和90d净浆抗压强度分别达到了45．0、61．9、82．1和85．6MPa。该水泥安定性良好，抗渗能力强，抗硫酸盐侵蚀能力强，其抗蚀系数大于1。该水泥在水化早期（14d内）膨胀率增加较快，而水化后期膨胀趋于稳定，且随石膏掺量的增加。其膨胀率逐渐增加。     

矿渣沸石基水泥的试验研究

研究了矿渣沸石基水泥中原料组成含量对水泥的强度、凝结时间及标准稠度等性能的影响规律,并探讨了该水泥体系的水化机理。研究结果表明,以30%的沸石、25%的熟料、34%的矿渣、6%的钢渣和5%的石膏,可以制备出3d抗压强度达15.3MPa、28 d抗压强度达42.8 MPa的矿渣沸石基水泥。该水泥的主要水化产物为C-S-H凝胶和水化硫铝酸钙。     

硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥复配性能研究

基于硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥各自的特点,研究了二者复配后的标准稠度用水量、凝结时间、水化热效应、胶砂强度、膨胀性、水化产物的物相及微观形貌。结果表明,复配水泥的标准稠度用水量因复配比例不同而变化,凝结时间相对于占主导地位的单组分水泥明显缩短;复配水泥的早期水化速率得到提高,1d、7d的水化放热量均低于占主导地位的单组分水泥;28d抗压、抗折强度低于任何单组分水泥;膨胀性的大小取决于两种水泥的复配比例;硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥的复配使二者的水化相互促进,随着硫铝酸盐水泥掺量的增加,Ca(OH)2相的衍射峰减弱,AFt相的衍射峰增强;纯硅酸盐水泥水化后的微观形貌是致密的,而与硫铝酸盐水泥复配后则出现微观裂纹。     

石膏对贝利特-硫铝酸钡钙水泥强度和硬化浆体结构的影响

研究了石膏对贝利特-硫铝酸钡钙水泥强度和硬化浆体结构的影响.结果表明:贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的矿物组成主要有C3S、C2S、C,A、C4AF和C2.7B1.25A3S;当水泥中石膏掺量为10%时,贝利特-硫铝酸钡钙水泥的3d、7 d、28 d和90 d抗压强度分别达到了45.0、61.9、82.1和85.6 MPa;贝利特.硫铝酸钡钙水泥的水化产物主要有AFt、Ca(OH)2、C-S-H凝胶等,随石膏掺量的增加,AFt的数量逐渐增加,水化后期的Ca(OH)2数量逐渐减少.用XRD和SEM来分析硬化水泥浆体组成和结构.     

硬石膏对硅酸盐水泥性能的影响

研究了在硅酸盐水泥中使用硬石膏完全代替二水石膏对硅酸盐水泥性能的影响。结果表明硬石膏对硅酸盐水泥的凝结时间无不良影响,对其3d和28d抗压强度的影响也小于5%;当熟料中的w(C3A)<11%时,掺硬石膏不会对水泥凝结时间性能产生不良影响,但w(C3A)>13%时则会引起水泥快凝,此时最好采用硬石膏与二水石膏混掺或只使用二水石膏。     

碱性和无碱液体速凝剂促凝早强作用机理对比研究

碱性和无碱速凝剂掺入水泥后的水化机理不同,导致应用性能存在明显差异。本文通过测试凝结时间和砂浆抗压强度等宏观性能对比了两种速凝剂的应用性能,并通过水化放热分析、XRD定量分析、热重分析和SEM微观形貌观察等微观方法综合分析了两者的早期水化历程。结果表明:碱性速凝剂加入水泥后,[Al(OH)₄]^-加快了水泥中石膏的消耗速度,水化初期生成大量钙矾石(AFt),促进了硅酸三钙(C₃S)矿物的水化,缩短了水泥浆体的凝结时间并提高了砂浆的早期抗压强度,但石膏的加速消耗也使得单硫型水化硫铝酸钙(AFm)和水化铝酸钙(C-A-H)等水化产物提前生成,影响了水泥基材料的后期抗压强度发展;无碱速凝剂加入水泥后,[Al(OH)₄]^-和SO^2-₄在液相中生成了大量AFt,促进了铝酸三钙(C₃A)和C₃S矿物的水化,影响了氢氧化钙(CH)的结晶析出。值得注意的是,SO^2-₄不仅促进了C₃A生成AFt的过程,也延缓了水泥中石膏的消耗及AFm和C-A-H等产物的生成,因此无碱速凝剂的加入除了明显提高早期抗压强度外,后期28 d抗压强度也不受影响。     

Thermal analysis of borogypsum and its effects on the physical properties of Portland cement

Borogypsum, which consists mainly of gypsum crystals, B₂O₃ and some impurities, is formed during the production of boric acid from colemanite, which is an important borate ore. In this study, the effect of borogypsum and calcined borogypsum on the physical properties of ordinary Portland cement (OPC) has been investigated. The calcination temperature and transformations in the structures of borogypsum and natural gypsum were determined by differential thermal analysis (DTA), thermogravimetric analysis (TGA) and X-ray diffraction (XRD) techniques. Thermal experiments were carried out between ambient temperature and 500 °C in an air atmosphere at a heating rate of 10 °C min⁻¹. After calculation of enthalpy and determination of conversion temperatures, borogypsum (5% and 7%), hemihydrate borogypsum (5%) and natural gypsum (5%) were added separately to Portland cement clinker and cements were ground in the laboratory. The final products were tested for chemical analysis, compressive strength, setting time, Le Chatelier expansion and fineness properties according to the European Standard (EN 196). The results show that increasing the borogypsum level in Portland cement from 5% to 7% caused an increase in setting time and a decrease in soundness expansion and compressive strength. The cement prepared with borogypsum (5%) was found to have similar strength properties to those obtained with natural gypsum, whereas a mixture containing 5% of hemihydrate borogypsum was found to develop 25% higher compressive strength than the OPC control mixtures at 28 days. For this reason, utilization of calcined borogypsum in cement applications is expected to give better results than untreated borogypsum. It is concluded that hemihydrate borogypsum could be used as a retarder for Portland cement as an industrial side. This would play an important role in reducing environmental pollution.     

低掺量硫铝酸盐水泥对大掺量粉煤灰净浆体系的水化行为研究

基于粉煤灰掺量为60%与70%的净浆体系,掺入少量硫铝酸盐水泥,研究硫铝酸盐水泥掺量对该体系早期水化行为的影响。结果表明：在大掺量粉煤灰净浆体系中,掺入低于8%的硫铝酸盐水泥,凝结时间大为缩短,净浆体系抗压强度没有明显降低。