硫硅酸钙-硫铝酸盐水泥研究进展

硫铝酸盐水泥具有煅烧温度低、CO₂排放少、快硬早强以及抗冻抗渗等优良特性,在建材、固废领域具有广阔的应用前景,并衍生出贝利特-硫铝酸钙、贝利特-硫铝酸钡钙等一系列硫铝酸盐水泥。然而,硫铝酸盐水泥主要矿物成分贝利特(β-C₂S)具有水化活性低、水化速度慢的缺点,易导致水泥后期强度增长缓慢。硫硅酸钙(C₅S₂$\bar{\text{S}}$)曾被认为是一种“惰性”矿物,但在硫铝酸盐体系下可表现出比β-C₂S更强的水化活性,因此硫硅酸钙-硫铝酸盐水泥(TSAC)的研究具有重要意义。本文从C₅S₂$\bar{\text{S}}$矿物的形成和水化、TSAC的制备和性能等方面,综述了C₅S₂$\bar{\text{S}}$和TSAC的研究现状,并提出了TSAC需进一步研究和解决的问题,如固废原料探寻、TSAC性能调控以及TSAC熟料矿物组成优化等,以期为新型低碳水泥的研究和应用提供积极有利的参考和支持。     

再生微粉基本性能及活性试验研究

为探究再生微粉基本性能及活性,首先通过XRD和XRF分析各类再生微粉的化学与矿物组成,得出各类再生微粉SiO2的含量均较高.接着分别试验各类再生微粉的需水量比、流动度和烧失量,并结合BET和SEM进行分析,发现再生微粉的需水量比和流动度与其独特的微观形貌密切相关.之后测定了细度相近的不同种类再生微粉强度活性指数,参照粉煤灰强度活性指数试验方法进行,初步探究了不同种类再生微粉以及混合再生微粉的强度指数变化规律,得出再生砖粉的活性最好,强度活性指数可以达到76％.且当混合再生微粉中再生砖粉的含量达到75％以上时,混合再生微粉的强度活性指数可以达到70％以上.     

基于多重因素的再生粗骨料混凝土用水量预测公式

为了保证再生混凝土适宜的施工性能,探寻再生粗骨料的掺加对再生混凝土用水量的影响规律,采用3种不同品质的再生粗骨料分别以不同的取代率制备再生混凝土,系统研究再生粗骨料的品质和取代率对再生粗骨料混凝土绝对用水量的影响,以普通混凝土的绝对用水量为基准,首次提出基于骨料品质和取代率的再生粗骨料混凝土绝对用水量预测公式,并基于本试验数据进行预测公式计算误差比较.结果表明:再生粗骨料混凝土绝对用水量与取代率之间表现出较好的线性关系,随着再生粗骨料品质的提升其绝对用水量显著减少.依据本试验数据再生粗骨料混凝土绝对用水量预测公式最大计算误差仅为-1.97%,具有较高的精确度和较好的适用性.     

高贝利特硫铝酸盐水泥—普通硅酸盐水泥复合胶凝材料体系性能研究

为进一步提升高贝利特硫铝酸盐水泥（HBSAC）与普通硅酸盐水泥（P·O）的性能,获得性能优异、经济性较好的新型胶凝材料,开展了HBSAC和P·O的复配研究。研究了不同复配合比例HBSAC-P·O复合胶凝材料的物理性能、力学性能和干缩性能,结合水化产物的形成分析,阐明了HBSAC-P·O复合胶凝材料体系的水化机理。结果表明：在HBSAC中加入P·O,复合胶凝材料的标准稠度用水量减少,凝结时间延长,干缩率增加,后期强度增加的同时早期强度降低;在P·O中加入HBSAC,复合胶凝材料的标准稠度用水量减少、凝结时间缩短,干缩率降低,但是其早期强度并未得到提升;HBSAC-P·O复合胶凝材料的水化机理在于削弱了硫铝酸盐矿物的早期水化作用,降低了早期强度;增强了硅酸盐矿物的后期水化作用,提高了后期强度。     

固废制备高贝利特硫铝酸盐水泥的研究进展

高贝利特硫铝酸盐水泥具有早期强度高、后期强度发展好的特点,生产能耗低且CO2排放量少。从固废原料的利用、水泥制备工艺与水泥性能3个层面,综述了固体废弃物制备高贝利特硫铝酸盐水泥的研究现状;并提出固废制备高贝利特硫铝酸盐水泥需进一步研究和解决的问题,如大宗固废原料的利用、全固废制备技术及固废重金属固化、溶出评价等,亦为今后理论研究与实践发展的新路径。     

石油焦脱硫灰渣制备高贝利特硫铝酸盐水泥及性能评价

利用石油焦脱硫灰渣、粉煤灰、电石渣和低品位铝矾土制备含CaSO4的固废基高贝利特硫铝酸盐水泥(GF-HBSAC),采用宏观测试与微观结构分析(X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜)相结合的方法,研究了水泥的矿物组成与性能,验证了生料配比和水泥制备方法的合理性,对比分析了 GF-HBSAC与市售42.5级普通硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥以及高贝利特硫铝酸盐水泥的物理性能、力学性能、水化性能和耐久性能,并进一步评估了 GF-HBSAC的经济效益和环境效益.结果表明:在烧结温度1 300℃、保温30 min和风冷条件下一次烧成含CaSO4的GF-HBSAC完全可行;GF-HBSAC熟料无需外掺石膏即可制备出力学性能、水化热、干缩性能和抗硫酸盐侵蚀性能优良的42.5级水泥;固体废弃物利用率接近85％,可以有效节约石灰石和石膏等天然资源,减少CO2排放,并促进石油焦脱硫灰渣等固体废弃物的减量化消纳.