B2O3和CaF2对C3S-C2.75B1.25A3S-C2S-C3A水泥熟料矿物体系力学性能影响

研究了B2O3和CaF2对C3S-C2.75B1.25A3S-C2S-C3A熟料矿物体系的组成、结构与力学性能的影响.研究结果表明:在该熟料体系中C3S,C2.75B1.25A3S,C2S和C3A的适宜含量分别为50%,10%,25%和15%,B2O3和CaF2的适宜掺量为2%和1.5%.在最佳组成和制备工艺条件下,合成的阿利特-硫铝酸钡钙水泥的1d,3d和28d抗压强度分别达到18MPa,48MPa和95MPa以上,展现了良好的早期力学性能.同时,掺加CaF2能有效降低熟料中游离氧化钙的含量,促进阿利特在低温条件下形成.利用SEM-EDS,XRD等测试手段对熟料的组成、结构及性能进行了分析.     

CaF2 对贝利特-硫铝酸钡钙水泥性能的影响

采用化学纯试剂为原料,将硫铝酸钡钙矿物引入到贝利特熟料矿物体系中,合成了贝利特-硫铝酸钡钙水泥.本文主要研究了 CaF2 对熟料矿物组成和水泥性能的影响.研究结果表明,CaF2 能够加快熟料中f-CaO的吸收,促进C2.75B1.25A3(S)矿物形成,提高水泥的早期强度.当CaF2 在熟料中的掺人量为0.6%时,贝利特.硫铝酸钡钙水泥的 3d 和 28d 抗压强度分别达到 26.8 MPa和 83.4 MPa,展现了良好的力学性能.利用 XRD,SEM-EDS 和岩相分析等测试手段分析了水泥熟料的组成和结构.     

含C_4A_3早强矿物的硅酸盐水泥熟料体系的研究

研究了在硅酸盐水泥熟料中引入C4A3的条件、生料的易烧性、适宜的煅烧温度及水泥的性能。研究结果表明,合理的矿物组成、掺入适量的石膏和助熔剂是实现C3S-C4A3共存的前提条件。通过在C3S-C4A3S-C2S-C4AF熟料体系中引入5%～20%的C4A3S,所制备的熟料体系具有良好的强度性能,其3d强度在15～30MPa,7d强度在25～40MPa,28d强度在45～65MPa之间。     

阿利特-硫铝酸钡钙水泥材料制备技术的研究

通过正交试验研究制备阿利特-硫铝酸钡钙水泥材料。结果表明：阿利特和硫铝酸钡钙矿物能够共存于同一熟料体系,这为合成阿利特一硫铝酸钡钙水泥材料奠定了重要基础;对该熟料力学性能影响程度最大的因素是矿物设计比例,其次是煅烧温度,各因素的最佳水平分别为矿物设计比例C3S：C2S：C2.75,5B1.25A3S^-=15：15：65。煅烧温度为1350℃,Fe2O3掺加量为1％,CaF2掺加量为2％;同时,在最佳水平条件下制备的熟料1d,3d和28d抗压强度分别达到51．7MPa,77．0MPa和79．5MPa,展现出良好的早期力学性能。同时利用XRD和SEM-EDS对熟料矿物组成及结构进行了分析。     

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.     

含C4A3-S早强矿物的硅酸盐水泥熟料体系的研究

研究了在硅酸盐水泥熟料中引入C4A3S^-的条件、生料的易烧性、适宜的煅烧温度及水泥的性能。研究结果表明,合理的矿物组成、掺入适量的石膏和助熔剂是实现C3S-C4A3S^-共存的前提条件。通过在C3S—C4A3S^--C2S—C4AF熟料体系中引入5％-20％的C4A3S^-,所制备的熟料体系具有良好的强度性能,其3d强度在15-30MPa,7d强度在25～40MPa,28d强度在45～65MPa之间。     

MgO对硫铁铝酸钡钙矿物的合成及性能的影响

用X射线衍射、扫描电子显微镜和综合热分析等研究了MgO对硫铁铝酸钡钙矿物1.75CaO·1.25BaO·2Al2O3·Fe2O3·CaSO4(C2.75B1.25A2F S)的合成及性能的影响,并测试了水化样品的抗压强度.结果表明:适量的MgO可降低CaCO3的分解温度,当MgO掺入质量分数为1%时,C2.75B1.25A2FS矿物形成的温度最低,矿物熟料中f-CaO的质量分数最低,仅为0.22%.水化物,28 d时的抗压强度达到最高,为104.2MPa.当MgO的掺量在0.3%～1%时,熟料晶体结晶状况相对较好,晶粒细小,晶界明显,轮廓清晰.     

高胶凝性阿利特-硫铝酸钙钡矿相体系的研究

以分析纯化学试剂为原料,对以阿利特与硫铝酸钙钡为主导矿物的高胶凝性矿相体系进行了研究。探讨了体系组成、烧成温度和微量元素对熟料性能的影响。结果表明：C(B)4A3S与C3S等矿物可以通过低温固相反应形成并共存于同一熟料体系中,这为高胶凝性阿利特一硫铝酸钙钡矿相体系的合成奠定了重要基础。在实验所设计的体系组成与制备工艺条件下,确定C(B)4A3S在矿物体系中的适宜质量分数(下同)应低于10％,体系的烧成温度确定为1360℃,当温度达到1390℃时,含硫矿物仍不会分解,预示该熟料具有一定的烧成范围。少量CaF2对提高该体系的力学性能有一定作用,适宜含量为1.0％～1.5％。由该熟料制备的水泥,以0．30水灰比制备的一些样品抗压强度在28d龄期已接近90MPa,展现出良好的前景。采用XRD,SEM／EDS和岩相分析,对熟料的组成、显微结构与形貌进行了分析。     

Ba在C2S-C3S矿物相中固溶机理探讨

以Ca(OH)2、SiO2、Fe2O3、Al2O3化学纯为原料,分别掺入不同质量分数的Ba(OH)2制备不同矿物相组成的熟料相,运用化学分析、XRD、SEM、水化热测试方法,研究掺Ba(OH)2后熟料相中硅酸三钙-硅酸二钙(C3S-C2S)混合相组成、晶型、新相生成的变化规律.结果表明:Ba(OH)2一定程度上削弱C3S形成,且稳定β-C2S形成效应明显,矿物相体系中α'-C2S、α-C2S量减少并转换为β-C2S,掺量大于2.5％后有新相Ba0.48 Ca1.52SiO4形成;Ba(OH)2掺入促使矿物相中C2S相明显增多,晶粒整体尺寸变小,边界变圆润;随Ba(OH)2掺量递增,熟料样的水化速率呈持续减小的趋势变化.     

硫铁铝酸钡钙系列矿物

以含钡硫铝酸盐水泥的主要矿物C2.75B1.25A3(?)(1.75CaO·1.25BaO·3Al2O3·CaSO4)为基础,用分析纯化学试剂Fe2O3中的Fe离子对C2.75B1.25A3(?)中的Al离子进行取代,合成了一种新的水泥矿物——硫铁铝酸钡钙系列矿物。通过差热-热重分析研究其最佳烧成。利用X射线衍射仪和扫描电镜对熟料矿物组成及结构进行分析。结果表明:硫铁铝酸钡钙矿物的晶粒尺寸在2μm左右。Fe的摩尔组成可在0-1.25之间,最佳取代值为0.25,此时水泥的1,3d强度均提高。28d强度达到90.0MPa。     

CaF2对阿利特-硫铝酸锶钙水泥性能的影响

将硫铝酸锶钙矿物引入到硅酸盐熟料矿物体系中,合成阿利特-硫铝酸锶钙水泥.利用XRD,SEM-EDS和岩相等测试手段研究了CaF2对阿利特-硫铝酸锶钙水泥熟料矿物组成和水泥性能的影响.结果表明,CaF2能够促进固相反应使得阿利特在较低温度下形成,有利于阿利特和硫铝酸锶钙矿物的共存.当CaF2在熟料中的掺入量为0.6%时,阿利特-硫铝酸锶钙水泥的1 d、3 d和28 d抗压强度分别达到32.8 MPa、67.7 MPa和120.4 MPa,表现出良好的力学性能.     

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.     

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.     

钡掺杂对高阿利特硅酸盐水泥熟料组成与性能的影响

采用正交试验方法研究了掺杂氧化钡及形成的新矿物硫铝酸钡钙(C_(2.75)B_(1.25)A_3(S))对高阿利特水泥熟料组成与性能的影响.借助于X射线衍射和扫描电镜-能谱仪及岩相等分析方法,研究了水泥熟料的组成、结构及性能.结果表明:阿利特和硫铝酸钡钙矿物可以在同一熟料体系中共存;氧化钡的掺入促进了硫铝酸钡钙矿物的形成,同时对在低温下形成阿利特及对贝利特矿物的活化起到了重要作用.从早期强度角度分析,BaO的适宜掺量为1.8%(质量分数,下同),硫铝酸钡钙矿物的最佳设计含量为4.0%.所制备的高阿利特硅酸盐水泥的3,7,28d抗压强度分别为52.3,78.4,102.5MPa,展现了良好的早期力学性能;从后期强度分析,BaO的适宜掺量为1.3%,硫铝酸钡钙矿物的最佳设计含量为2.0%,所制备的高阿利特硅酸盐水泥的3,7,28d抗压强度分别为42.9,77.8,108.8MPa,显示了较高的后期强度.     

MgO对阿利特-硫铝酸钡钙水泥组成结构的影响

主要研究了Mg O对阿利特-硫铝酸钡钙水泥组成结构的影响。通过XRD、SEM-EDS等测试分析表明,含有适量的Mg O可改善生料的易烧性,促进f-CaO的吸收,促进C3S及C2.75B1.25A3S两种主要矿物的形成,有利于其在体系中的共存;并在本实验中初步确定了在Mg O掺量为5.0%,煅烧温度为1380℃其性能最佳。本实验的主要目的是证明阿利特-硫铝酸盐水泥熟料中可允许有较高的Mg O存在,使高镁原料的利用成为可能。     

基于CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3-SO3系统的水泥熟料矿物研究

采用石灰石、硬石膏、粉煤灰、硅石为原料,研究了固定铝硫比（P=3.82）条件下,氧化铝含量为10%时,碱度系数和煅烧温度对CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3-SO3系统水泥熟料矿物烧成的影响。结果表明,碱度系数为1.2,煅烧温度范围为1375~1425℃时制得的水泥为高贝利特硅酸盐水泥;C4A3S分解生成了C3A,而非C12A7;在SO3和C3A存在的条件下,促进C3S在低温下形成,部分C3S在高温下分解为α＇-C2S;水泥熟料的矿物形貌未发生明显的变化。     

硫铝酸钡钙矿物的早期水化

利用水化热分析、环境扫描电镜和X射线衍射对2.75CaO·0.25BaO·3Al2O3·BaSO4(C2.75B1.25A3(-S))矿物的早期水化行为进行了研究.结果表明:C2.75B1.25A3(-S)矿物水化放热速度迅速,早期水化反应剧烈.水化早期,水化产物均匀覆盖于熟料颗粒表面,至6 h时,熟料颗粒周围形成大量的细针状水化产物晶体.水化至12h后,晶体逐渐长大,附着于熟料颗粒的四周并相互交织在一起,熟料颗粒表面的水化膜消失.C2.75B1.25A3(-S)的早期水化过程在14h基本结束.     

V2O5掺杂对硅酸盐水泥熟料烧成及矿物结构的影响

以空白生料为基准,分别掺入占质量分数为0.5%,1%,2%的V2O5,并分别于1 250,1 300,1 350,1 400℃和1 450℃煅烧30min,制成V2O5掺杂硅酸盐水泥熟料.利用化学分析、X射线衍射、扫描电子显微镜和高温显微镜分析等方法,研究V2O5掺杂对硅酸盐水泥熟料的易烧性和矿物结构的影响.探讨V2O5掺杂的影响机理.结果表明:掺V2O5改善了硅酸盐水泥熟料的易烧性,但掺量超过0.5%V2O5后测定的f-CaO没有明显区别,且由于V2O5稳定了β-C2S晶相而降低了B矿的含量.对掺V2O5后熟料的显微形貌和液相性质的分析结果表明:掺V2O5后熟料中C3S晶粒均大于基准样中C3S晶粒.这是因为V2O5稳定MeO5-4,增大液相的粘度,局部增大CaO浓度,使C3S长大速率占优势,并降低了A矿的含量.     

工业原料制备C3S2新型水泥熟料的试验研究

以节能、减排为目标,用工业原料烧成了一种以C3S2(3CaO· 2SiO2)为主、C2S(2CaO· SiO2)为辅新型水泥熟料,研究了它的适宜组成范围,分析了熟料矿物的形成过程.结果表明了该熟料矿物的适宜组成范围为53%~55%CaO,38%~41%SiO2,4%~9%Al2O3,烧成温度范围为1260~1320 ℃.熟料呈粉状,其比表面积为243.3 m2/kg,平均粒径为31.26 μm.经CO2碳化3 d其抗折和抗压强度分别为7.6和48.5 MPa,分析指出了该水泥节能减排特点显著.     

TiO2对熟料矿物组成的影响研究

为研究Ti O2对熟料矿物组成的影响,将工业原料配制的生料,按不同比例掺入分析纯试剂Ti O2,分别在1 300,1350,1400,1450和1500℃温度下煅烧,通过甘油乙醇法、XRD、岩相分析法以及胶砂强度对各熟料进行检测分析。结果表明,随着Ti O2含量的增加,熟料矿物中C3S,β-C2S的含量逐渐降低,C3A和α-C2S的含量增多。