2CaSO_4·K_2SO_4复盐对硅酸盐水泥熟料烧成及水化的影响

通过高温合成2CaSO_4·K_2SO_4复盐,再将其以不同掺量掺入Ca CO3、Si O2、Al2O3和Fe2O3组成的水泥生料中,在1 450℃煅烧至水泥熟料中f-Ca O小于1%。研究了2CaSO_4·K_2SO_4复盐对水泥熟料高温烧成过程、矿物组成与结构及水化性能的影响。结果表明:2CaSO_4·K_2SO_4降低了Ca CO3起始分解温度,改变了熟料的熔融液相性质,增加了液相量,降低了矿物的最低共熔温度;2CaSO_4·K_2SO_4提高了熟料中C_3S含量,降低了C_3A和C_4AF含量,烧成熟料中C2S晶型主要为β型,也存在少量γ型,2CaSO_4·K_2SO_4使C_3S晶型由R型向M_1型转变,但晶型不随掺量改变。复盐的掺入缩短了熟料水化的诱导期,促使第二水化放热峰最大值提前出现,2CaSO_4·K_2SO_4掺量增加抑制了熟料前期和后期水化性能,提高了中期水化放热速率。     

水泥最佳石膏加入量的研究

我厂经多年生产实践,在多次不同石膏加入量的试验中,证实石膏加入量的多少对水泥各种性能有很大影响。对于给定条件下的某一水泥,可以找出一个最佳石膏加入量。在最佳石膏加入量时,水泥强度最高,干缩值最小。C_3A和石膏的作用很快,在水泥和水后的18～24小时内,能够化合的石膏的最高数量就是石膏在水泥中的最佳加入量。在最佳石膏加入量时,水泥早期水化速度适宜,水化产物分布密度均匀,所以强度最高,干缩值最小。这一最佳石膏加入量,主要取决干水泥熟料中C_3A含量的多少及其晶相结构;其次取决于矿渣掺入量、水泥细度、石膏品种、K_2O+Na_2O对的含量和养护温度等。硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成C_3S、C_2S、C_3A、C_4AF,都具有水硬性,其水化     

水泥熟料的微细结构

正1水泥熟料晶体结构水泥熟料主要成分为C_3S、C_2S、C_3A和C_4AF等四种晶体,其中C_3S、C_2S是固体,C_3A和C_4AF在烧成带呈熔融状,冷却后呈固体。使用显微镜观测熟料内晶体结构、晶体尺寸、形态、颜色等图像信息控制熟料质量已进行多年。熟料内晶体主要由占总量50%~90%的硅酸三钙(C_3S)组成,当煅烧温度1 250℃时,通过C_2S和     

赤泥铁硫铝酸盐水泥熟料烧成过程及矿物组成研究

以赤泥、铝矾土、石灰石为原料,研究了赤泥掺量和煅烧温度对赤泥铁硫铝酸盐水泥强度的影响和熟料矿物组成与烧成过程。试验结果表明,赤泥掺量为20%,在1325℃下保温30min,铁硫铝酸盐水泥3d强度达到58.2MPa,7d强度达到63.5MPa。熟料的主要矿物为C_4A_3S、C_2S和C_4AF等。C_4A_3S的衍射峰强度最高且尖锐,表明其在熟料中其含量最高或结晶程度最好。C_2S的衍射峰强度也较高,C_3S衍射峰多与C_2S重叠,可能在1300℃较低温度下其结晶程度不如C_2S;铁相以C_4AF和C_6A_2F形式存在,且衍射峰强度变化较小,但熟料中很难检测出CaSO_4和f-CaO,表明其已转化生成C4A3S、C_2S,熟料的易烧性能良好,且未发现C_2AS、2C_2S·CS等过渡矿物。     

烧成温度对低热水泥性能的影响及其机理研究

检测了不同烧成温度制成的低热水泥的物理性能及水化速率，并采用岩相分析、XRD、EDS﹑化学分析方法研究了不同烧成温度对低热水泥熟料岩相结构﹑矿物组成、矿物晶型及矿物固溶组分的影响。结果表明，低温烧制的熟料中C4A3S的生成及C3A、C4AF含量相对较多是低温烧制的低热水泥早期强度较高的主要原因;而高温烧成的熟料中高温晶型C2S含量高，B矿中固溶SO3、Al2O3、Fe2O3多，B矿的Ca/Si增高，水化活性增大，这是高温烧成的低热水泥后期强度较高的主要原因。     

烟气脱硫灰对水泥凝结时间的影响

研究了亚硫酸钙含量较多的脱硫灰对C_3A和C_4AF含量不同的水泥熟料凝结时间的影响。研究结果表明:亚硫酸钙对C_4AF有缓凝作用,而对C_3A基本不具缓凝作用;对于中间相含量较多、C_3A含量较高,自身凝结时间短的熟料,在水泥中SO_3≤3.5%的条件下,亚硫酸钙不起缓凝作用;对于中间相含量较少、C_3A含量较低而C_4AF含量较高、自身凝结时间较长的熟料,亚硫酸钙有缓凝作用,但终凝时间比掺二水硫酸钙延长;含亚硫酸钙、碳酸钙、粉煤灰和氢氧化钙的脱硫灰与等量的亚硫酸钙对不同种类熟料的水泥凝结时间的影响类同,脱硫灰中所含的亚硫酸钙对水泥凝结时间影响起主要作用。     

浅析水泥中MgO的危害与测定

水泥中的MgO是有害成分,主要来源于石灰石中的白云石(CaCO_3·MgCO_3)。在熟料煅烧过程中,MgO一般不与酸性氧化物反应生成熟料矿物。少量的MgO有助融作用,可以固熔于C_3S、C_2S、C_3A和C_4AF矿物中。固熔总量在1.3～2.9％,多余的MgO则以游离状态的方镁石存在。方镁石水化活性比fCaO还差,其水化生成Mg(OH)_2需几个月甚至几年,且体积膨胀148％,它的潜在危害性能使硬化后的混凝土产生溃裂,甚至     

硫铝酸盐水泥的研究

分别用X射线、差热、岩相、电子显微镜和化学分析等方法研究了不同温度下煅烧的不同铝硅比、碱度和铝硫比的硫铝酸盐水泥熟料的矿物形成规律,并研究了用这种熟料和矿物所配制的水泥系列的水化、硬化和性能。研究结果表明:在CaO-Al_2O_3-SiO_2-SO_3系统中,由于SO_3的作用可抑制C_2AS的形成;适当的煅烧温度可使2C_2S·CaSO_4分解,从而可以形成以C_4A_3S和C_2S为主要矿物的熟料。在用这一熟料配制水泥时,通过调节掺加二水石膏量的方法可以调节水泥浆体中钙矾石及其他水化相的形成时间和数量,从而获得早强、微膨胀、膨胀和自应力水泥系列。这一水泥系列已有工业规模的生产,硫铝酸盐自应力水泥用于制造自应力水泥压力管;硫铝酸盐微膨胀和早强水泥主要用于抢修、抗渗、负温等工程。     

酒石酸和CMC对水泥单矿物水化凝结过程的作用

本工作用化学法、超声法、X-射线分析法、热分析法以及电子显微镜观察等方法研究了酒石酸和CMC对C_3和C_3A的水化凝结机理,认为酒石酸主要通过提高水—C_3S高分散体系的动力稳定性使C_3S浆缓凝,CMC使C_3S浆体缓凝主要是由于水泥颗粒和新生成物表面吸附CMC大离子团而形成了保护膜的结果。因此酒酸对C_3S的缓凝作用较CMC显著得多,且能提高强度。酒石酸使C_3A促凝的原因是胶状新相的形成以及酒石酸极性分子促进铝胶的聚沉,CMC对C_3A的促凝作用是由于带负电的大离于团使水化体内铝胶聚沉加速。 在探讨缓凝机理的基础上,论文最后对缓凝水泥的矿物组成和缓凝剂的选择,以及有机外加剂对硅酸盐水泥的缓凝作用等问题提出了看法。     

低温烧成熟料生产的硅酸盐水泥的水化、硬化及其长期稳定性

应用X射线衍射仪、扫描电镜、热分析仪、高压水银测孔仪等测试手段测定了低温烧成熟枓的矿物组成及其配制的硅酸盐水泥的水化产物、液相的pH值和水泥石结构等。 低温烧成熟料的矿物组成是C_3S,C_2S、C_3A、C_4AF和少量的C_(11)A_7·CaF_2相。 低温烧成熟料生产的硅酸盐水泥的水化产物、水泥石结构、液相的pH值和普通硅酸盐水泥一致。水化产物主要是C-S-H凝胶、Ca(OH)_2和C_3A·3CaSO_4·32H_2O。 阐明了低温烧成熟料生产的硅酸盐水泥的强度发展和普通硅酸盐水泥一致,不锈蚀钢筋,长期稳定性可靠。     

自粉化硫铝酸盐水泥系列研究之一——自粉化水泥制备及其性能研究

采用工业原料和化学试剂分别配制成一系列自粉化硫铝酸盐水泥。结果表明：自粉化水泥主要组成矿物为C4A3^-S、C4AF、γ-C2S和β-C2S。其中C4A3^-S是自粉化水泥产生早期（28d）强度的主要组分；C4AF和β-C2S也参与水化反应，但它们的水化活性远不及C4A3^-S；γ-C2S在后期则具有一定的水硬性，它对水泥石的长期强度发展是有益的；熟料中C4A3^-S设计含量不低于45％，γ-C2S含量在20％左右，β-C2S含量在4％-28％，C4AF含量在5％～20％，烧成温度1300℃，所配制的水泥具有早强的特点，可达到硅酸盐水泥42．5R强度要求。且水泥凝结时间、安定性均正常；C2S中β-C2S向γ-C2S的转晶率达0．4以上即可达到熟料85％的粉化率，且此时自粉化水泥水硬性损失较为有限：自粉化水泥较未粉化水泥1～7d强度下降5％左右，28d强度下降8％左右。     

熟料中SO3含量对低热水泥性能的影响及机理研究

检测了同一温度下烧制的不同SO3含量的熟料制成的低热水泥的物理性能及水化速率,并采用岩相分析、XRD、EDS、化学分析方法研究了熟料中SO3含量对低热水泥熟料岩相结构、矿物组成、矿物晶型及矿物固溶组分的影响.结果表明,随着熟料中SO3含量的增加,水泥凝结时间显著延长,水化速率提高,7d、28d强度和水化热增大;提高熟料中SO3含量有利于A、B矿的生长和发育;熟料中SO3含量越高,早强矿物C4A3S的峰强越高,高温型B矿特征峰变窄而峰强变高,结晶程度提高;熟料中的SO3大部分固溶在硅酸盐矿物中,尤其是B矿中,SO3的引入,使A、B矿的Ca/Si增大,铝铁固溶量增多,其固溶异离子的量越多,越有利于活化阿利特晶体,稳定及活化贝利特的高温晶型,从而提高水泥的水化活性,增大水泥的后期强度.     

低碱水泥凝结异常与机理分析

针对碱当量为0.10%的低碱硅酸盐水泥熟料出现石膏不能缓凝甚至促凝的异常现象,通过补充碱金属硫酸盐并与碱当量为0.64%的熟料进行对比,测定水泥凝结时间、流动度和黏度的变化,同时采用水化微量热仪和X射线衍射仪测量水化热和分析水化产物,以反映碱金属硫酸盐在低碱水泥早期凝结过程中的作用。结果表明:对于低碱熟料,外掺石膏使水泥SO_3含量达到0.50%,水泥初凝时间显著缩短,继续增加石膏掺量初凝时间虽有一定延长,但仍短于未掺石膏的熟料。碱金属硫酸盐有利于延长水泥凝结时间,但与水泥碱硫比即Na_2O_e/SO_3摩尔比有关,低于0.30时石膏缓凝作用不明显,高于0.60时继续增加碱含量会引起凝结异常,因此Na_2O_e/SO_3摩尔比在0.30~0.60范围内有利于凝结时间延长。适量碱金属硫酸盐能促进石膏与3CaO·Al_2O_3(C_3A)反应,有利于石膏发挥缓凝作用。     

熟料早期水化速率试验研究

熟料中C_3A的含量及活性,特别是早期水化速率、水化程度和水化产物形貌,会对水泥的许多性能产生显著影响,是优化水泥中石膏掺量和形态的重要依据。目前尚没有便捷的试验方法表征熟料的早期水化特性。在无石膏存在的条件下,熟料中C_3A遇水后会比有石膏条件下更加迅速地水化,并伴随更大量的水化放热。测定掺加与未掺加石膏熟料浆体的温升和温峰出现的时间,可以判断熟料的水化速率,进而推断熟料中C_3A的活性。测定特定时间掺加与未掺加石膏熟料浆体的贯入阻力,可以判断熟料的水化速率和水化产物数量和/或形貌,进而推断C_3A的数量及活性。     

硫和氟在水泥熟料矿物相中的分布及其对水泥性能的影响

应用化学相分离法结合化学分析,较系统地研究了掺有CaF_2和CaSO_4复合矿化剂的水泥熟料中氟和硫在各矿物相中的分布,并且测定了由这些熟料磨制成的水泥的物理力学性能,还用结合水法和游离Ca(OH)_2方法测定了这类水泥的水化速度。研究结果表明,硫、氟在水泥熟料矿物相中的分布与CaF_2、CaSO_4的掺入量及其比例、熟料煅烧温度与熟料的化学成分有关,并具有一定的规律性;而硫、氟在熟料相中的分布,与水泥的物理力学性能(主要是凝结时间和强度)和水化速度有着密切的联系,且具有较好的规律性。     

含锰中间相矿物形成及其固溶分布EI北大核心CSCD

采用第一性原理构建矿物结构模型,结合X射线衍射分析、熟料相分步萃取、环境扫描电镜等测试方法,研究了锰(Mn)离子在熟料中间相的离子固溶和晶格取代机理。结果表明:锰在水泥熟料矿物中的固溶倾向从高到低依次为C_4AF、C_3A、C_3S、C_2S,且优先取代C_4AF中六配位的Fe离子,降低了其Al/Fe比;熟料煅烧过程中,锰离子发生类质同象现象,以+3价形式固溶于C_4AF中,形成C_4AF-C_4AM连续固溶体,造成C_4AF衍射峰向低角度偏移、衍射峰数量减少,延缓了其水化反应活性,并主要以取代八面体配位Al离子的形式存在于钙矾石/单硫型硫铝酸盐中。     

含锰中间相矿物形成及其固溶分布

采用第一性原理构建矿物结构模型,结合X射线衍射分析、熟料相分步萃取、环境扫描电镜等测试方法,研究了锰(Mn)离子在熟料中间相的离子固溶和晶格取代机理。结果表明:锰在水泥熟料矿物中的固溶倾向从高到低依次为C_4AF、C_3A、C_3S、C_2S,且优先取代C_4AF中六配位的Fe离子,降低了其Al/Fe比;熟料煅烧过程中,锰离子发生类质同象现象,以+3价形式固溶于C_4AF中,形成C_4AF-C_4AM连续固溶体,造成C_4AF衍射峰向低角度偏移、衍射峰数量减少,延缓了其水化反应活性,并主要以取代八面体配位Al离子的形式存在于钙矾石/单硫型硫铝酸盐中。     

亚硫酸钙对C3A和C4AF凝结时间的影响

本文研究了亚硫酸钙对C3A和C4AF含量不同的水泥熟料凝结时间的影响.研究结果表明:亚硫酸钙对C4AF有缓凝作用,而对C3A基本不具有缓凝作用;对于中间相含量较多、C3A含量较高,自身凝结很快的熟料,在水泥中SO3不大于3.5%的条件下,亚硫酸钙不起缓凝作用;对于中间相含量较少、C3A含量较低,自身凝结较慢的熟料,亚硫酸钙有缓凝作用;与二水石膏相比,半水亚硫酸钙在水中的溶解度极低,掺入水泥后,其主要水化产物为单硫型水化硫铝酸钙(AFm).     

机立窑生产道路水泥的煅烧操作

1 道路水泥熟料特点及配方依据在硅酸盐水泥熟料矿物中,C_4AF是一仲水化后产物收缩小、抗冲击性能强和化学稳定性好的矿物。它在熟料中脆性最小,耐动压性能非常好;相反,C_3A虽然早期强度较高.但其湿度的绝对值不高。后期强度几乎不再增加.甚至倒缩。C_3A的干缩变形大,抗硫酸盐性能差。因此道路硅酸盐水泥熟料应增加C_4AF含量,限制C_3A含量。道路硅酸盐水泥国家标准(GB13693—92)规定:熟料中铝酸三钙的含量     

用石灰石替代部分火山灰对水泥主要物理性能的影响

1 前言 我厂出厂水泥质量虽然合格率100％,但其早期强度较低。为此,我们探索了以石灰石作为部分掺合料,来改善水泥物理性能的可能性。有关研究表明,石灰石做混合材并非是完全防性的,它加入波特兰水泥中具有微集料作用,能促进熟料矿物C_3S的水化,并能与C_3A,C_4AF矿物反应生成碳铅酸钙,改善水泥石结构;同时火山灰、石灰石、石膏在水