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C3S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。     

含钡硫铝酸盐水泥的研究

含钡硫铝酸盐水泥的主要矿物组成为含钡硫铝酸钙(简写3CA·BaSO_4)、硅酸二钙(β-C_2S)以及少量的铁相。本文详细地研究了这种水泥的烧成制度和各项物理力学性能;使用x射线分析和扫描电镜分析探讨了水泥水化产物及水泥石结构。     

萤石对含钡硫铝酸盐水泥性能的影响

利用正交实验的方法在Ｃ２．７５Ｂ１．２５Ａ３Ｓ＾－生料中掺入不同量的ＣａＦ２，以不同的烧成温度，保温时间进行烧成，并对烧成矿物各水化龄期抗压强度进行了比较。通过正交试验，发现外掺１．４％ＣａＦ２，烧成温度为１３５０℃，保温２ｈ的条件下烧成的矿物各水化龄期强度最高。基于这一结果，利用含钡工业废渣为原料且掺入适量萤石烧制出了性能更为优异的含钡硫铝酸盐水泥，还庆用ＸＲＤ，ＳＥＭ等测试手段对其形成及水化进     

SO3对阿利特—硫铝酸盐水泥熟料中C3S,C4A3S^—矿物形成影响？…

以纯化学试剂配料,研究了ＳＯ３对阿利特－硫铝酸盐水泥熟料中Ｃ３Ｓ,Ｃ４Ａ３Ｓ＾－矿物形成的影响。结果表明,一定量的ＳＯ４能改善生料的易烧性,促进系统中ｆ－ＣａＯ的吸收,并能保证Ｃ４Ａ３Ｓ＾－矿物良了形成及有利于Ｃ３Ｓ的形成,而当ＳＯ３含量较高时,将阻碍Ｃ３Ｓ的形成并导致熟料中ｆ－ＣａＯ升高。     

硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥水化及早强剂机理

采用硫铝酸盐水泥(CSA)改性硅酸盐水泥(PC),旨在提高PC的早期力学性能。研究了CSA对PC凝结时间、流动度、抗压强度的影响,并通过水化热、X-射线衍射、压汞法、扫描电镜进行了微观分析。结果表明,CSA的加入会加速PC的凝结,降低PC浆体的流动度。当CSA用量为5%时,PC砂浆的12h和28d抗压强度分别提高了128%和10%,CSA的加入不仅可以促进PC水化产物的积累,而且会降低硬化基体孔隙率。采用5%的CSA取代PC可以有效提高PC的早强力学性能。     

硫铝酸盐“S”型瞬凝水泥

研究了一种在９５０℃左右煅炼温度下烧成的硫铝酸盐“Ｓ“型瞬凝水泥方法，该水泥具有速凝，早期强度高，微膨胀等优点，此外，这种硫铝酸盐“Ｓ”型瞬凝水泥在应用中，具有堵漏成功率高，用量少，成本低和候凝时间短等优点。     

混合材对铁铝和硫铝酸盐复合强度及孔隙率的影响

研究了不同混合材在不同掺量条件下铁铝和硫铝酸盐复合的强度发展。结果表明，掺入粉煤灰、石灰石和煤矸石混合材后，强度性能下降比硅酸盐水泥明显，原因是水泥浆体孔溶液的ｐＨ值较低，反应的热力学驱动力小，在６０℃条件下干燥６ｈ可对比测定钙矾石系统的孔隙率。     

石灰石粉铝酸盐水泥复合体系的水化反应

石灰石粉具有水化活性,能与硅酸盐水泥中的C₃A、铝酸盐水泥中的CA、CA₂等铝酸盐矿物发生反应,水化产物为水化碳铝酸钙。利用微量热仪法、胶砂强度和X射线衍射（XRD）,研究不同比例的石灰石粉铝酸盐水泥复合体系的水化反应,结果表明：石灰石粉会加快铝酸盐水泥的水化进程,水化过程诱导期缩短,放热速率峰值下降;复合体系中石灰石粉占比越高,早期水化反应速率越快,但水化反应放热量越低;相对而言,复合体系中石灰石粉掺量为20%时石灰石粉参与反应程度最高,且掺量为20%时石灰石粉对复合体系强度有显著贡献。随复合体系中石灰石粉比例增加,铝酸盐水泥水化产物越来越不明显;石灰石粉掺量为20%~40%时,水化碳铝酸钙XRD特征峰相对最明显,复合体系中石灰石粉与铝酸盐水泥存在一个最佳的比例范围。研究表明,石灰石粉与铝酸盐水泥间会发生明显的水化反应,石灰石粉与铝酸盐水泥复合有望制得一种新型胶凝材料。     

高硅贝利特-硫铝酸盐水泥与矿渣复合的实验研究

在分析硫铝酸盐水泥应用现状及存在问题的基础上，提出了高硅贝利特－硫铝酸盐水泥与矿渣复合，能够进一步完善硫铝酸盐水泥的性能及扩大硫铝酸盐水泥的应用范围，通过实验证明了二者复合的可能性，并对二者复合机理进行了探讨。     

Cr2O3对硫铝酸盐水泥的矿化作用研究

用直接法掺加Ｃｒ２Ｏ３烧制了绿色硫铝酸盐水泥，在实验条件下，通过ＤＴＡ测试发现Ｃｒ２Ｏ３能降低ＣａＣＯ３的分解温度（１０￣１９℃）和开始分解温度（２７￣３５℃），并能促进ＣａＯ的吸收，从而使水泥所测试的各龄期强度均有提高。     

热-机械复合活化煤矸石掺量对普通硅酸盐水泥水化产物的影响

为了解决热-机械复合活化煤矸石掺量对普通硅酸盐水泥水化产物的影响问题,采用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),能量色散谱(EDS)和微机控制抗压折一体机,对掺有热-机械复合活化煤矸石水泥的抗压强度、水化过程、水化产物的微观结构、化学组成、形貌特征和水化产物水化硅酸钙C—S—H凝胶的钙硅比进行了研究。结果表明：活化煤矸石的掺入不仅参与了水泥水化反应,水化生成更多低n(Ca)/n(Si)的C—S—H,而且活化煤矸石中的活性物质将高硫型水化硫铝酸钙AFt转化成单硫型水化硫铝酸钙AFm,使得孔结构得到了优化,但是活化煤矸石的掺量不宜大于30%,过多活化煤矸石的掺量使CH含量减少,导致水泥试块91 d龄期的抗压强度明显降低。     

贝利特硫铝酸盐水泥熟料的配料计算

根据贝利特硫铝酸盐水泥的矿物组成及工艺控制要求,设定其熟料矿物由硅酸二钙（C2S）、硫铝酸钙（C4A3S—）和铁铝酸四钙（C4AF）组成,根据推导出的公式计算熟料的化学组成,然后由质量守恒原则列出方程组,求解并计算生料的配料组成。实例验证结果表明,本方法可行。     

石膏掺量对高贝利特-硫铝酸盐水泥性能的影响

利用循环流化床(CFBC)固硫灰代替部分铝矾土、石膏等原料制备高贝利特-硫铝酸盐水泥,并采用XRD、SEM等方法研究了石膏掺量对该水泥凝结时间、抗压强度、水化产物和微观结构的影响。结果表明,利用固硫灰等原料制备的水泥熟料的矿物组成主要有C2S、C4A3S、铁相等;掺入石膏会缩短水泥的凝结时间,最佳石膏掺量为9%;水泥3d、28d净浆强度可以达到39.00MPa和82.59MPa;掺入适量石膏能促进C4A3S和C2S水化,掺量不足会使AFt向AFm转化,掺量过大反而会阻碍C4A3S的水化,进而影响水泥强度;不同石膏掺量下的水泥水化产物主要为AFt、AFm、C-S-H凝胶和铝胶等。     

中间相C3A对硅酸盐水泥水化的影响

在现有理论基础上,探讨了中间相Ｃ３Ａ对硅酸盐水泥水化反应历程的影响,认为Ｃ３Ａ矿物与硅酸盐矿物水化产物ＣＨ反应仅是中间过程,其反应前后未改革浆体中的ＣＨ浓度,提出了Ｃ３Ａ吸收高浓度处的ＣＨ,经反应将其输到ＣＨ浓度较低的Ｃ３Ａ水化产物周界中,通过在原质下的吸收放出的“囊泵”作用促进硅酸盐水泥水化,该作用是非显著的物理作用,而非化学作用。     

调凝型外加剂对水泥凝结硬化性能的影响

研究了缓凝剂、速凝剂单掺以及与其它品种外加剂复配掺入时，对水泥凝结与硬化性能的影响。通过XRD、SEM微观测试手段，研究了调凝型水泥基材料的微观结构特征。试验结果表明：缓凝剂、速凝剂与防水剂、减水剖复配使用，调凝效果显著，水泥硬化体形成的空间网络结构密实、强度高。     

不同CO2养护压力下硫铝酸盐和硅酸盐水泥浆体早期微观结构

研究硫铝酸盐和硅酸盐水泥（CSA-OPC）浆体在不同碳养护压力下的早期碳化过程,通过X射线衍射、红外光谱、热重、压汞和扫描电镜等测试方法,表征碳化前后水泥浆体的物相组成和微观结构.实验结果表明,CSA-OPC浆体的水化产物主要为钙矾石,碳化作用使钙矾石转变为碳酸钙和硫酸钙晶体;水泥中碳酸钙以3种晶型存在,其中方解石为主要存在形式.碳化使半碳型的水化硫铝酸钙（Hc-AFm相）逐渐转化为单碳型的水化硫铝酸钙（Mc-AFm相）,碳化程度和碳化深度随着碳化压力的增加而递增.碳化后CSA-OPC水化产物体积减小,样品总孔隙率增大、孔隙结构变疏松.研究结果阐明了CSA-OPC浆体在早期碳化养护条件下的微结构变化过程,为制备基于硫铝酸盐水泥的高效碳汇材料提供了技术支撑.     

重金属铅对硫铝酸盐水泥水化及其浸出毒性的影响

研究了硫铝酸盐水泥体系下重金属铅对水泥水化进程的影响,以及硫铝酸盐水泥对重金属铅的固化/稳定效果分析.研究表明,重金属铅掺量达到一定阀值（本试验条件下为2.0%）时,才会对硫铝酸盐水泥水化产生明显影响.用硫铝酸盐水泥对重金属铅进行固化效果良好,重金属铅通过物理固封、替代或吸附等形式可固化入水化产物结构中,且2.0%硝酸铅掺量浸出毒性试验结果控制在国家标准要求之内.     

晶型稳定剂对高硅贝利特硫铝酸盐水泥强度的影响

目的研究利用工业废料配制高硅贝利特硫铝酸盐水泥及不同温度制度下几种晶型稳定剂对该种水泥强度的影响．方法以单掺和复合掺加的方式将稳定剂配料加入到水泥之中，在不同温度下烧成、磨细、水灰比一定、制成试样、测各龄期强度．结果实验证明单独加入和复合加入稳定剂后，使水泥的后期强度提高，但提高程度有所不同，另外，不同的烧成温度对高硅贝利特硫铝酸盐水泥强度影响也很显著．结论单一稳定剂加入对高硅贝利特硫铝酸盐水泥强度的影响程度由大到小依次为氧化硼、氧化硫、氧化钛；两种稳定剂复合后的效果明显好于单掺效果；1250℃时β—C2S容易生成，有利于后期强度增长，1300℃有利于无水硫铝酸钙生成，早期强度较高．     

高硅贝利特-硫铝酸盐水泥的热分析实验研究

为了探明在1200℃左右烧制时高硅贝利特硫铝酸盐水泥其强度高于烧成温度更高这一特性的原因,在文献[1,2]XRD的分析基础上,笔者对石膏、铝酸钙、无水硫铝酸钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙、高硅贝利特硫铝酸盐水泥进行了热分析,研究表明:当水泥的煅烧温度低于1200℃时,硅酸二钙和无水硫铝酸钙并没有大量生成,石膏的化合率仅为4%,因此强度很低.当温度超过1250℃时,石膏开始分解,石膏、无水硫铝酸钙和高硅贝利特水泥在1375℃的石膏分解率分别为8%、30 5%、26 68%,不利于无水硫铝酸钙的稳定存在,甚至可导致无水硫铝酸钙的分解,最终降低水泥的强度.     

烘干温度对泡沫水泥性能的影响

针对泡沫水泥在不同烘干温度下性能差异较大,研究了以普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥为主要胶凝材料的泡沫水泥在不同烘干温度下的含水率、抗压强度、拉伸强度和导热系数等性能变化规律,并通过TG-DSC和XRD对干燥过程中的物相变化进行了分析。结果表明:经80℃干燥之后导热系数基本为定值,在0.06 W/(m·K)左右;以硫铝酸盐水泥为主要胶凝材料的泡沫水泥由于干燥过程中钙矾石失去结晶水造成强度下降;以硅酸盐水泥为主要胶凝材料的泡沫水泥在105℃干燥过程中会生成Ca2Al3(SiO4)(Si2O7)O(OH)造成强度下降。