还原气氛对水泥熟料矿物组成及显微结构的影响

通过化学全分析、XRD和岩相分析等试验手段，探讨了烧成气氛对水泥熟料的化学成分、矿物组成和显微结构的影响。研究结果表明：在还原气氛下烧成的熟料中，Fe^3＋被还原成Fe^2＋，阿利特发生较严重的分解，形成二次贝利特和fCaO，C3A含量相应增加，同时导致A矿晶体尺寸偏小，晶形发育不良。与氧化气氛烧成熟料相比，还原气氛下烧成的熟料中FeO的含量增加1．60％，fCaO增加了1．71％；Bogue法计算的矿物组成和XRD分析结果显示，C3S、CAF含量降低，C2S、C3A含量明显增加。还原气氛烧成的熟料在水化初期放热迅速，前14h的放热总量明显大于正常煅烧熟料，但14h后水化放热量却明显低于正常烧成的熟料。还原气氛烧成的熟料颜色发黄，强度偏低，易磨性差，凝结时间较短。     

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.     

微波煅烧硅酸盐水泥的研究

用微波在1370℃,1400℃,不同生料组成下煅烧了硅酸盐水泥,并与在1450℃的电炉煅烧进行了比较.结果显示:微波煅烧比电炉煅烧的温度至少降低50℃,煅烧时间减少约70%.微波煅烧(1400℃,10min)水化活性优于电炉煅烧(1450℃,30min),强度也提高.同种生料,两种不同煅烧模式得到的熟料中,其四大矿物(C3S,C2S,C3A,C4AF)是相同的,阿利特相结构都属于Ⅲ型和Ⅰ型单斜晶系,但微波煅烧的熟料中硅酸盐矿物(C3S+C2S)总含量提高了约10%,晶体的尺寸较小且比例较高,中间相(C3A+C4AF)的含量降低了约10%,黑色中间相的尺寸有增大趋势.结果还表明,适宜的组成有利于微波烧成硅酸盐水泥,并且其矿物形成过程也不同于电炉煅烧.     

烧成气氛对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料矿物形成与性能的影响

探讨了烧成气氛对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料矿物形成与水泥性能的影响。结果表明:在氧化气氛条件下,1300℃煅烧30min即可保证熟料矿物良好形成,而还原气氛、较高煅烧温度和较长保温时间等条件均不利于熟料矿物形成。氧化气氛下煅烧的熟料,水泥强度均高于还原气氛下的水泥强度,且终凝时间缩短。     

掺杂锶对高阿利特水泥熟料制备及性能的影响

采用正交试验方法研究了煅烧温度、保温时间及掺杂氧化锶和硫酸锶对高阿利特水泥熟料煅烧与性能的影响.借助于XRD和SEM-EDS等测试方法研究了水泥熟料的组成、结构及水泥性能.结果表明,高阿利特水泥熟料的最佳制备条件是煅烧温度为1450℃,保温时间为60min,氧化锶和硫酸锶的适宜掺量分别为1.5％、0.5％.在熟料中掺入氧化锶和硫酸锶可以促进阿利特矿物的形成,有利于水泥强度的提高.掺加适量氧化锶时,水泥的早期强度明显提高;而掺加硫酸锶时,有利于该水泥后期强度的提高.     

用硅钙渣烧制水泥熟料的研究

用不同比例的硅钙渣替代石灰石和黏土掺入水泥生料中,在不同的烧成温度(1200℃、1250℃、1300℃、1350℃、1400℃和1450℃)下进行煅烧,对烧成熟料的易烧性、矿物组成及矿物相的微观形貌进行分析.研究结果表明:在生料中掺加硅钙渣有助于液相形成、降低水泥熟料的烧成温度和改善生料的易烧性,更有利于烧成贝利特熟料,不利于烧成阿利特熟料.在生料中硅钙渣的掺量较高(60%)时,硅钙渣中微量氧化钠的存在使生料在烧成时形成不利于C3 S晶体形成和成长的碱性液相及价键较强AlO5-4和FeO5-4四面体,从而使烧成熟料中的C3 S矿物不论从外观还是Ca/Si摩尔比都接近C2 S矿物.     

TiO2对阿利特-硫铝酸盐水泥性能影响的研究

以工业原料配料，在实验室研究了TiO2对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料煅烧、矿物形成及水泥性能的影响。结果表明，（1）对于含C3S较高的熟料，埘（TiO2）〈1％，TiO2有利于熟料的烧结，改善生料的易烧性，促进产f-CaO的吸收，促进C3S及C45两种主要矿物的形成；当TiO2含量超过1％时f-CaO升高，C3S及C4A3S^-的形成量降低。（2）掺入1％TiO2时，可提高水泥各龄期强度；当TiO2含量超过1％时，会显著延长水泥的凝结时间。     

氟硫矿化剂对高石英含量水泥生料煅烧的影响

使用全组分废弃混凝土替代部分原材料烧制水泥熟料能够提高建筑垃圾利用率,但这将不可避免地引入石英态的SiO₂,对生料易烧性和熟料质量带来不利影响。本文以石英砂为硅质原料,配制高石英含量的生料,按不同比例掺入氟硫矿化剂(m(F)/m(SO₃)=0.4),研究了氟硫矿化剂对高石英含量水泥生料易烧性、熟料煅烧过程、熟料矿物组成与结构、熟料水化后抗压强度以及水化产物形貌的影响。试验结果表明,氟硫矿化剂掺加到高石英含量水泥生料中能够显著改善生料的易烧性,减少系统液相出现和降低C₃S析晶温度,促进熟料矿物形成,熟料水化后的抗压强度也更高,水化产物更致密。氟硫矿化剂中CaF₂的质量掺量从0.5%增加至1.5%时,C₃S晶体长径比变小,熟料水化后的抗压强度有少许降低。     

高镁石灰石煅烧制度对熟料性能及熟料中方镁石形成的影响

采用高镁石灰石原料煅烧熟料通常会因熟料中方镁石含量多而造成水泥安定性不良,这严重制约了水泥行业的发展,本文借助化学分析、岩相分析、胶砂试验研究、光学显微镜,XRD、SEM等检测方法,探讨了XDL系统与NSP系统煅烧高镁石灰石原料生产熟料的适应性情况.对采用XDL系统煅烧高镁石灰石原料与NSP系统煅烧高镁石灰石原料的对比研究结果表明:XDL系统煅烧的熟料强度增幅快,方镁石含量低,尺寸小,熟料中生成了更多的A矿和B矿,且A矿晶粒形状规则,平均尺寸达30 μm;采用NSP系统煅烧的熟料中A矿以M3型为主,XDL系统煅烧高镁石灰石原料能够将熟料中A矿稳定为M1型.     

MgO对阿利特—硫铝酸盐水泥熟料矿物形成及性能影响的研究

研究了ＭｇＯ对阿利特－硫铝酸盐水泥熟料矿物形成及性能的影响。结果表明，含有适量的ＭｇＯ可改善生料的易烧性，促进ｆＣａＯ的吸收，促进Ｃ３Ｓ及Ｃ４Ａ３Ｓ两种主要矿物的形成，有利于其在熟料中的共存；适量的ＭｇＯ亦可提高水泥的强度；阿利特－硫铝酸盐水泥熟料中可允许有较高的ＭｇＯ存在，使高镁原料的利用成为可能。     

阿利特-硫铝酸盐水泥的试生产

阿利特－硫铝酸盐水泥是近年来出现的新品种水泥，该水泥熟料的主要矿物组成有C３S、C２S、C４A３S、C４AF和CS，所制成的水泥具有水化快、早期强度高、水化时体积收缩小或不收缩、耐腐蚀等优点。生产该水泥的主要矛盾是阿利特相和硫铝酸钙相在熟料中的共存问题。因为C４A３S主要是在１２００～１３００℃形成，１３５０℃以上开始分解，大于１４００℃时加速分解，而C３S则是在１４００℃左右才大量形成，所以降低熟料的煅烧温度是成功的关键。为此我们利用一些原材料的特性，降低熟料烧成时液相出现的温度以及液相粘度，从而使阿利…     

煅烧温度对水泥熟料矿物相含量及形貌影响的Rietveld法研究

为了探究煅烧温度对水泥熟料矿物相的影响,采用XRD分析法、Rietveld法以及岩相法,对不同煅烧温度下得到的熟料矿物相进行定性、定量以及形貌分析。研究结果表明:采用Rietveld法可快速、准确测得熟料中各矿物相的相对含量;通过Rietveld法计算得到的矿物相含量可明显看出,煅烧温度对熟料中各矿物相的含量有直接影响,其中对C₃S和C₂S含量的影响最为明显;Rietveld法与鲍格算法得到的矿物相含量结果接近,但拟合得到的C₃A含量会偏低,这是由于熟料的急冷使得C₃A以玻璃相形式存在;煅烧温度升高,晶体成核和发育更加完善,熟料能呈现更好的形貌。     

Fe2O3对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料矿物形成影响的研究

以纯化学试剂配料,研究了Fe2O3对阿利特－硫铝酸盐水泥熟料矿物形成的影响。结果表明,低温下煅烧,Fe2O3不利于系统中fCaO的吸收;高温下煅烧,一定量的Fe2O3可促进C3S及C4A3S^-矿物的形成,有利于其在熟料中的共存;而当Fe2O3含量较高时,将会阻碍C3S的形成及降低C4A3S^-的含量。     

C3S含量对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料煅烧及性能的影响

探讨了C3S含量对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料煅烧及水泥性能的影响。结果表明：随C3S含量增加,生料的易烧性变差;C3S含量较高时,不利于C4A3S矿物的形成;随C3S矿物含量增多,水泥强度升高,凝结时间相应延长;C3S含量降低,水泥凝结时间缩短。     

高贝利特水泥熟料出窑颗粒度、显微结构组成和水泥性能关系的研究

通过XRD，EDS和岩相等分析，研究了工业化高贝利特硅酸盐水泥熟料的出窑颗粒度（结粒），组成，显微结构及物理性能之间的关系及作用机理。分析表明，结粒越大，熟料的C3S含量越高；在致密度相近的条件下，当结粒大于5mm，结粒越小，出窑熟料冷却载快，α'-C2S形成数量越多，主导矿物B矿的显微结构和对应水泥的性能越好。试验表明：当熟料结粒尺寸在5－15mm时，高贝得特水泥的强度性能最好，此时B矿呈细交叉双晶条纹结构，固溶的杂质离子数量最多；对于结粒相近的熟料，疏松熟料的C3S较致密熟料低，而且一般不出现α'-C2S，在结粒较大时，还会出现少量γ－C2S，因此对应水泥的性能低于致高密高贝利特熟料制成的水泥。     

TiO2对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料煅烧及矿物形成影响的研究

以化学试剂及工业原料配料,研究了TiO2对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料煅烧及矿物形成的影响。结果表明,含有适量的TiO2能改善生料的易烧性,有利于熟料的烧结,促进fCaO的吸收,促进C3S及C4A3!S2种主要矿物的形成。TiO2的适宜含量为<1%。当TiO2含量>1%时,fCaO升高,C3S及C4A3!S的形成量降低。     

新型胶凝材料：石灰石煅烧黏土水泥研究进展

石灰石煅烧黏土水泥(LC³)是一备受关注的新型、低碳胶凝材料体系，通过将煅烧黏土、石灰石粉与石膏复合并替代部分水泥熟料有效提高了胶凝材料的经济和生态效益。本工作分别从LC³体系水化、微观结构及性能、原材料生产及替代、应用前景及碳排放几个方面总结了该领域最新研究进展，并针对制约LC³体系在中国应用及发展的关键问题，如黏土质原材料地区性差异、去杂/煅烧工艺、可替代硅铝质原材料可用性等以及该领域研究中存在的不足，如水化热动力学模型的完善、LC³基水泥混凝土材料/结构长期性能研究等进行了讨论和展望。     

利用石煤提钒酸浸渣烧制硅酸盐水泥熟料的研究

采用石煤提钒酸浸渣为原料烧制硅酸盐水泥熟料,分别设计了11组熟料组成在1350℃、1400℃和1450℃下进行煅烧,通过差热分析解析酸浸渣配料煅烧熟料的形成过程,用X射线衍射分析了熟料的矿物组成以及水泥水化产物组成,采用扫描电镜分析了矿物的晶体形态.实验表明:利用提钒酸浸渣配料能提高熟料的易烧性,促进熟料矿物的形成.提钒酸浸渣掺量为20％时,所生产的熟料的有利氧化钙含量小于1.0％,矿物形成良好,水泥的水化热达到国家标准.     

利用磷渣生产水泥熟料

在水泥生料中掺入适量的磷渣作为原料可代替部分石灰石、黏土质原料进行配料,磷渣中的P2O5、F-等微量元素对熟料的煅烧具有矿化作用,可以降低熟料的烧成温度,减少熟料的热耗,还可以提高熟料质量,进而增加混合材的掺入量,降低企业生产成本。     

利用铜尾矿作硅质原料制备硅酸盐水泥熟料的研究

利用铜尾矿作硅质原料,配制了不同率值的硅酸盐水泥生料,在不同温度(1 350 ℃、1 400 ℃和1 450 ℃)下进行煅烧,得到了相应的硅酸盐水泥熟料样品。利用乙二醇-乙醇法测定样品中的游离氧化钙f-CaO研究了水泥生料的易烧性,利用差示扫描量热仪(DSC)测试生料的吸放热峰研究了铜尾矿对水泥矿物形成温度的影响,并通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了熟料的矿物组成和微观结构。结果表明,与砂岩配料相比,采用铜尾矿作硅质原料配料烧制硅酸盐水泥熟料时,液相出现和C₃S开始形成的温度均更低,生料的易烧性更好。熟料石灰饱和系数(KH)低于0.92,1 400 ℃的煅烧温度下即可制备出f-CaO符合标准要求的硅酸盐水泥熟料,C₃S的尺寸约为20 μm,熟料的结构更加致密。