热活化非高岭石质粘土制备水泥混合材的探索研究

以欧洲某国储量丰富的非高岭石质粘土为原料,研究了其煅烧活化制度,并以热活化非高岭石质粘土和石灰石作为混合材制备了复合水泥。研究结果表明：非高岭石质粘土以石英、绿泥石和白云母等矿物为主,其最佳活化制度为850℃煅烧3 h,获得的热活化非高岭石质粘土28 d活性指数为83%,以其与石灰石共同作为混合材可配制熟料含量50%～70%且力学性能等级32.5 MPa及以上的复合水泥。复合水泥水化进程和水化产物与石灰石煅烧粘土水泥相类似,均含有碳铝酸盐、Ca(OH)₂等水化产物。     

高岭土悬浮煅烧炉中气固二相流场的数值模拟

针对高岭土悬浮煅烧炉建立几何模型，以天然气为燃料，对气固二相流场进行数值模拟，其中对连续相采用Realizable k-ε湍流模型，对颗粒相采用离散相（DPM）模型。通过改变天然气喷射速度来探究其对煅烧炉内部气流场的影响。研究表明：注入天然气后，气流在整个煅烧炉内的停留时间相较只有空气进入时要短；且天然气存在切向速度，这使得整个流场有着旋转上升的趋势，粒子在煅烧炉主体部分分散迅速，有利于提升悬浮煅烧效率。随着天然气注入速度的增大，煅烧炉内部气流流速也会随之增大，旋流的程度也明显增大，气流在整个煅烧炉中分布更加均匀。     

基于煅烧煤矸石的复合水泥碳化研究

以煅烧煤矸石为主要混合材料,辅以石灰石和石膏,配制了熟料含量分别为50%和60%的2种复合水泥,研究了加速碳化对复合水泥胶砂结构和性能影响。实验结果表明：煅烧煤矸石中偏高岭土含量较低,其与熟料水化产物、石灰石的协同水化效应发挥不足,后期力学性能增幅较小;2种复合水泥抗碳化能力较弱,熟料含量50%的复合水泥制备的胶砂加速碳化14 d即接近完全碳化;加速碳化条件下,复合水泥胶砂力学性能增长明显。加速碳化后,复合水泥胶砂孔径粗化、大孔相对体积增加且孔径分布范围增宽,总孔容和总孔隙率降低。碳化产物碳酸钙结晶长大且堆积或镶嵌于C-S-H凝胶中,同时碳化反应生成的硅胶填充了砂与水泥浆体的界面空隙,界面密实度增加。     

煅烧温度对低品位黏土物相和结构的影响

利用DSC-TG、XRD、IR、Raman和NMR等测试手段，研究了不同煅烧温度(650、700、750、800、850℃)下低品位黏土物相和结构的变化。结果表明：低品位黏土主要由高结晶度的石英组成，并含有少量晶化程度较低的多硅白云母、高岭石、伊利石、方解石、黄铁矿和微斜长石。650～850℃高温煅烧后，高岭石和伊利石分解为非晶的SiO₂和Al₂O₃,部分石英转变为无定形的SiO₂;低品位黏土矿物中的吸附水和结构水分解，铝氧八面体逐渐转变为铝氧四面体，石英中Si—O—Si的近程有序结构也受到了一定程度的破坏。