高强低钙水泥与普硅水泥熟料形成过程对比研究

通过比较分析了不同煅烧温度(1200、1250、1280、1300、1350、1400、1450℃)下制成的普通硅酸盐水泥熟料和不同C2S含量(40%、45%、50%、55%)的高强低钙水泥熟料,初步确定了高强低钙水泥熟料的煅烧温度范围为1300~1400℃,以及煅烧温度与熟料矿物组成之间的影响规律。     

石灰石中氟磷灰石对水泥熟料烧成和强度的影响

研究了非洲一种石灰石中的氟磷灰石对水泥生料的易烧性、熟料矿物组成、矿物形貌和强度发展的影响。结果表明,在1300℃和1350℃时,随着熟料中P2O5含量的增加,氟磷灰石对生料易烧性改善显著;在1400℃和1450℃时,熟料中P2O5含量的增加对生料易烧性改善不明显。熟料中P2O5含量为0.05%~1.50%时,熟料矿物相中A矿较多,矿物晶形发育良好。熟料中P2O5含量为2.00%~5.00%时,A矿形状不规则,大小不均匀。随着熟料中P2O5含量的增加,熟料中C3S、C3A和C4AF含量趋于减少,水泥3d强度和28d强度都逐渐降低。熟料中P2O5含量为0.05%~1.50%时,生产出的水泥均可满足42.5级普通硅酸盐水泥国家标准中对强度的要求。结合生料易烧性、熟料矿物岩相及水泥强度实验分析认为,熟料中P2O5含量宜控制在1.50%以内。     

采用三高配料方案，提高熟料强度

硅酸钙是硅酸盐水泥熟料的主要矿物,其含量的高低与熟料的强度成正比,其中硅酸三钙主要决定熟料的早期强度,而硅酸二钙则对熟料的后期强度产生较大影响。为此,欧洲水泥标准ENV197-92规定硅酸盐水泥熟料中(C3S C2S)/矿物总量≥2/3,一般要求C3S C2S≥75%,并以C3S为主导矿物。在硅酸盐水泥熟料中,各种矿物对强度的贡献是相差很大的,若以公式表示,则为:R28=3C3S 2C2S C3A-C4AF。由此可见,在各     

掺烧城市垃圾残渣硅酸盐水泥性能及重金属浸出行为研究

通过生料易烧性试验、熟料矿物岩相分析、XRD、SEM、水泥胶砂强度试验、重金属离子浸出试验等,对利用城市垃圾分拣残渣配料煅烧硅酸盐水泥熟料及其水化反应的特征进行了研究。结果表明:城市垃圾分拣残渣配料制成的水泥熟料,其矿物结构与常规的硅酸盐水泥熟料相同;其烧成温度有降低的趋势;其水化产物和凝结硬化过程与常规硅酸盐水泥相同;熟料煅烧和凝结硬化过程对城市垃圾中重金属离子的固化有一定的辅助作用。     

硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥水化动力学的研究

研究了石膏掺量为3.5%(以SO3计,质量分数,下同)、磷铝酸盐水泥熟料掺量为10%的硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥的力学性能和水化动力学,测定了该复合水泥在不同水化时间下的Ca2 和[SiO4]4-溶出浓度、相应的电导率及pH值.研究结果表明,磷铝酸盐水泥的掺入不仅可以提高硅酸盐水泥的水化硬化速率,而且能使硅酸盐水泥的早期以及后期强度有不同程度的提高.该复合水泥水化硬化浆体的Ca2 和[SiO4]4-的相对溶出浓度、电导率及pH值均较同龄期的硅酸盐水泥低,说明该复合水泥的水化产物较为稳定,不易溶解,而且碱性较低.硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥的水化历程与硅酸盐水泥相同,经历5个阶段,即初始期或预诱导期、诱导期、加速反应期、减速反应期和稳定期.加速反应期的水化主要由成核反应控制,而稳定期的水化主要由扩散过程控制.     

钒渣掺杂对硅酸盐水泥熟料烧成及性能的影响

为探讨硅酸盐水泥生料制备中掺入钒渣（V2O5）对水泥熟料的易烧性和矿物结构的影响，以不掺V2O5生料为基准，分别掺入占质量0．5％、1％、2％的V2O5，煅烧至1250℃、1300℃、1350℃、1400℃、1450℃，利用化学分析、XRD、SEM、高温显微分析等方法，探讨V2O5掺杂的影响机理。结果表明：掺0．5％V2O5轻微改善了硅酸盐水泥熟料的易烧性，但掺量超过0．5％后易烧性没有明显区别，且熟料强度降低，掺量小于2％时，对熟料性能影响不大。根据掺V2O5后熟料的显微形貌，掺V2O5后熟料中C2S晶粒均大于基准样中C2S晶粒。     

废弃混凝土对水泥熟料煅烧过程矿物形成的影响

以废弃混凝土、石灰石、砂岩、铁矿石、煤粉为原料,采用普通煅烧工艺烧制了不同煅烧温度下的水泥熟料,利用XRD、SEM等表征手段考察了不同目数的混凝土对水泥煅烧过程中熟料主要矿物形成的影响,并将煅烧生成的水泥熟料与标准熟料进行了对比分析。结果表明,在不同煅烧温度下烧成的水泥熟料中主要矿物的XRD特征峰明显,矿物形成正常,并与对比试样水泥熟料的矿物化学成分相近。不同目数混凝土代替部分生料烧制的水泥熟料组成及形貌的变化有明显的区别,60~80目烧制的水泥熟料因Al、Fe和Si元素含量较高而出现主要矿物黏结和熔蚀现象,阻碍C3S的形成,水泥矿物发育较差,而大于120目烧制的水泥熟料矿物发育良好,主要矿物黏结和熔蚀较少,但f-CaO量高于标准熟料。     

低热硅酸盐水泥早期水化热动力学研究

为了解低热硅酸盐水泥早期水化特性,采用等温量热仪测试水化热,分析低热和中热硅酸盐水泥的水化过程,基于动力学和热力学模型模拟水化进程和水化产物演变。结果表明:由于C2S含量较多,低热硅酸盐水泥前期的水化速率较慢,水化程度总体上低于中热水泥;水灰比越大,最终放热量越高。低热和中热硅酸盐水泥1、3 d的水化产物分别占总体积的32.20%、47.66%和38.20%、53.92%;低热硅酸盐水泥早期生成的C-S-H凝胶与中热硅酸盐水泥相当。考虑到水泥水化的影响因素包括水灰比、温度和比表面积,基于动力学模型和吉布斯自由能最小化进行水化动力学和热力学模型计算。     

废弃混凝土再生水泥熟料的配制与性能

以完全不用天然石灰石、粘土、页岩和砂岩,废弃混凝土在生料中的质量百分含量高达95%~99%和普通煅烧工艺制备出了水泥熟料(以下简称再生熟料)。将再生熟料与用天然石灰石和砂岩制备的水泥熟料进行了对比试验与分析,结果表明：2种熟料具有完全相同的XRD特征峰位,再生熟料的熟料矿物形成正常;2种熟料化学成分相近,再生熟料的率值设计中更倾向于高钙低硅;再生熟料的f-CaO含量满足安定性要求;再生熟料制备的水泥的3 d强度达到425级硅酸盐水泥的要求,28 d强度达到525级硅酸盐水泥的要求。     

钢渣替代铁粉制备硅酸盐水泥熟料

为利用钢渣作铁质校正原料制备硅酸盐水泥熟料,对比研究了不同石灰石饱和系数条件下常规铁粉配料和钢渣配料制备的生料的易烧性,采用x-射线衍射(XRD)分析了烧成熟料的矿物组成,测试了熟料的物理力学性能,并与工业生产的熟料进行对比。结果表明:当煅烧温度小于1350℃时,钢渣配料烧制的熟料样品f-CaO含量略高于铁粉配料的样品;当煅烧温度在1400℃以上时,两种配料生料的易烧性相当。实验室研究和工业生产实践均表明,和铁粉配料相比,钢渣配料没有改变烧成熟料的矿物组成,钢渣能够完全代替铁粉配料烧制出矿物组成相同、矿物发育良好的优质熟料。     

矿物组成对低热硅酸盐水泥抗海水侵蚀性能的影响

为研究不同矿物组成对低热硅酸盐水泥抗海水侵蚀能力的影响,阐明低热硅酸盐水泥抗海水侵蚀的机理,利用分析纯化学试剂和水泥原材料分别制备硅酸二钙单矿和水泥熟料,并将具有不同矿物组成的低热硅酸盐水泥净浆试件在人工模拟海水中浸泡28d。通过强度发展规律、物相分析和综合热分析,发现硅酸二钙和铁铝酸四钙可以稳定低热硅酸盐水泥在海水中的强度发展,并阐明了海水中复杂盐离子与水泥水化产物反应的机理,建议适当提高铝酸三钙含量以增强低热硅酸盐水泥的抗海水侵蚀能力。     

不透水膨胀硅酸盐水泥

国外用普通硅酸盐水泥熟料、二水石膏和在600～700℃煅烧过的硅化明矾制造不透水膨胀硅酸盐水泥。熟料的矿物组成为:C_3S 53%,C_2S 20%,C_3A 8%,C_4AF 15%。硅化明矾在600～700℃煅烧后得到的产物为具有反应能力的氧化铝、硫酸铝和少量的硫酸钾、钠。这些化合物能够与石膏、氢氧化钙和熟料其他水化产物作用而得到膨胀水泥。经过多次试验确定,原料最恰当的配比为:82%水泥熟料;10%二水石膏;8%在600～700℃煅烧过的硅化明矾。用这种膨胀水泥     

硅酸盐-硫铝酸盐水泥混合体系的试验研究

研究了不同比例的硅酸盐、硫铝酸盐水泥混合体系的凝结时间、水泥砂浆的强度性能，并对一定混合比例的OPC-SAC水泥进行了XRD、SEM和水化量热测试。结果表明，硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥混合，SAC中的C4A3^-S矿物与OPC中的G3S矿物在共同水化过程中有相互促进的作用，会使混合水泥水化和凝结加速；混合水泥的强度性能与两种水泥的混合比例有关。本研究可对硅酸盐-硫铝酸盐水泥混合体系的应用提供借鉴。     

铁尾渣对水泥生料易烧性及熟料的影响

针对钢铁厂铁尾渣产量大和利用率低的问题，利用铁尾渣含铁量高的特点，用铁尾渣作为铁质原料烧制水泥熟料。在最高煅烧温度为1400℃时，掺入铁尾渣后，烧制的熟料中f-CaO含量较低。用烧制的熟料磨细制成的水泥各项性能符合GB 175-2007 《通用硅酸盐水泥》P·Ι42.5硅酸盐水泥的要求，部分样品达到了P·Ι52.5硅酸盐水泥的要求。掺入铁尾渣不会影响熟料的矿物形成，熟料岩相、矿物组成和结构均较好。     

铬离子对水泥熟料烧成作用的研究

研究Cr2O3掺杂对硅酸盐水泥熟料的易烧性和矿物结构的影响,以空白生料为基准,分别掺入0.5%、1%、2%的Cr2O3,煅烧至1250℃、1300℃、1350℃、1400℃、1450℃,利用化学分析、XRD、SEM、高温显微分析等方法,探讨Cr2O3掺杂的影响机理。结果表明:掺Cr2O3改善了硅酸盐水泥熟料的易烧性,掺量小于1%时,掺量越大,易烧性越好。根据掺Cr2O3后熟料的显微形貌和液相性质分析,掺Cr2O3可以降低熟料反应相中液相生成温度,降低液相的粘度,促进C3S晶体的形成和发育。     

水泥熟料固硫试验研究

在硅酸盐水泥生产中,熟料中的SO3主要由原料及燃料煤带入。适量SO3的存在对降低熟料的煅烧温度,增加液相量,降低液相粘度,促进C3S矿物的形成及提高水泥强度等有显著作用。水泥生产以石灰石为主要原料,而石灰石（包括其分解的二氧化碳）是目前脱硫技术的主要脱硫剂．因此水泥工业的脱硫有其先天优势,     

白色硅酸盐水泥熟料的相分析研究

在KYKY—1000B型扫描电镜的基础上,应用TN—SERIES Ⅱ型X射线能谱仪的图像处理系统,对白色硅酸盐水泥熟料各矿物相的相结构进行探讨。确定C_3S相与C_3A相结合边界处存在“结合过渡边”,并由此而构成清晰的相结构关系。C_3A的相结构复杂,固溶现象突出。C_2S相、f—CaO相以单体状态存在,未构成相结构关系。     

应用量子化学算法研究硅酸二钙的结构与性能

本文将量子化学计算方法应用到水泥科学的领域,用自洽场离散变分Xα方法,对β、γ-C2S水泥熟料矿物结构与特性进行探讨,从理论上揭示了水化活性高于β-C2S的本质原因。     

废砂浆配料煅烧水泥熟料的研究

利用从废弃混凝土中分离出来的废砂浆作为原料煅烧出了3种典型的水泥熟料,并对水泥熟料矿物组成和水泥物理性能、抗压强度、水化产物微观结构等进行了测试;对煅烧机理也进行了探讨.结果表明:利用废砂浆作为水泥配料煅烧的水泥,完全能够满足硅酸盐水泥标准的各项性能要求,具有节能和节省原料的特点,有益于废弃混凝土的循环利用和水泥工业的可持续发展.     

固硫灰制备高贝利特水泥

为了探索固硫灰新的利用途径,利用固硫灰替代部分原料制备高贝利特水泥,采用TG-DTA综合热分析法、XRD射线衍射等方法分别确定了生料的煅烧温度和熟料的矿物组成,并对水泥的物理力学性能进行了检测.研究表明,制备的高贝利特水泥主要矿物组成是C2S、C4A3(S)、C2AF和CaSO4;掺入适量的石膏后,其3d抗压强度达到30 MPa以上,28 d抗压强度达到80 MPa以上.