水热合成-低温煅烧硫铝酸钙水泥熟料矿物的形成过程EI北大核心CSCD

以水热合成-低温煅烧法制备低温型硫铝酸钙（C4A3$）-贝利特水泥熟料,用X射线衍射、热重-差热分析、扫描电镜等分析了水热合成产物种类、煅烧过程中矿物相衍变,进而分析C4A3$的低温形成机制。结果表明：90℃水热合成物的比表面积高达76 800 m^2/kg,煅烧时水化硫铝酸钙AFm和AFt在650℃生成C（12）A7,750℃开始形成C4A3$,于1 100℃形成完全,其形貌为五角十二面型聚体。煅烧过程中无明显SO3质量变化,且烧成温度比一步法低200~250℃。水热合成物及其高比表面积是C4A3$低温形成的主要原因,而低温烧成是低硫排放的主要因素。     

含硫铝酸钙矿物硅酸盐水泥熟料矿物组成设计

采用化学分析、X射线衍射等测试手段研究了掺杂离子对含硫铝酸钙(C_4A_3(S))硅酸盐水泥熟料烧成及矿物组成的影响.研究结果表明:要制备含C_4A_3(S)矿物硅酸盐水泥熟料,应在生料中掺入合适的杂质离子;适量的掺杂离子能降低含C_4A_3(S)矿物硅酸盐水泥熟料的烧成温度,大幅度促进熟料中f-CaO的吸收,改善生料的易烧性,在低温煅烧温度(1300 ℃或1350 ℃)下成功制备了含C_4A_3(S)矿物硅酸盐水泥熟料.     

用脱硫石膏制备硫铝酸盐水泥熟料研究

用脱硫石膏代替天然石膏进行硫铝酸盐水泥熟料制备试验研究.结果表明:用本试验所采用的原料,配料比为m(矾土)∶ m(石灰石)∶ m(脱硫石膏)=35∶ 43∶ 22,煅烧温度为1400 ℃可烧制成矿物组成为无水硫铝酸钙和硅酸二钙的合格硫铝酸盐水泥熟料.从外观特征及借助XRD、SEM分析温度对水泥熟料烧结的影响,当烧结温度为1300 ℃时,熟料结构酥松,强度低,其主晶相为C_4A_3 、β-C_2S、2C_2~-S·CaSO_4,熟料为欠烧料;当烧成温度为1400 ℃时,熟料结构致密,强度高,形成的主要矿物为C_4A_3 、β-C_2~-S和C_4AF,属于正常合格的硫铝酸盐水泥熟料;当烧成温度为1500 ℃时,出现液相过多,熟料块坚硬,主晶相为C_4A_3 、β-C_2~-S、C_12A_7、CT,熟料为过烧料.     

2CaO·2SrO·3Al_2O_3·SO_3的形成动力学

研究了一种硫铝酸锶钙矿物2CaO·2SrO·3Al_2O_3·SO_3(C_2?_2A_3$)的形成过程,采用Rietveld定量方法确定了不同温度、不同保温时间下烧成熟料中C_2?_2A_3$矿物的含量,并对C_2?_2A_3$的形成过程进行动力学分析。结果表明:在1 150–1 350℃条件下,熟料中C_2?_2A_3$的含量随着保温时间的延长而增加,在1 350℃保温180 min时C_2?_2A_3$的含量达到97.3%;在1 400℃保温超过30 min时,熟料中C_2?_2A_3$的含量开始减少;在1 450℃熟料中C_2?_2A_3$的含量随保温时间的延长而降低。形成C_2?_2A_3$的固相反应符合三维扩散模型,Jander模型具有最好的拟合效果。C_2?_2A_3$形成过程的活化能为479 kJ/mol。烧成温度主要影响C_2?_2A_3$矿物颗粒的细观形貌,但不会影响C_2?_2A_3$矿物的元素分布及组成。     

硫铝酸钙-二水石膏-氢氧化钙-水水化系统的热力学计算

硫铝酸钙(C_4A_3$)是硫铝酸盐水泥熟料中最重要的组成部分。既有研究表明,调整C_4A_3$、二水石膏(C$H_2)和氢氧化钙(CH)的比例可以改变水化产物中钙矾石(AFt)和氢氧化铝(AH_3)相的比例,但缺乏从热力学计算和实验方面的验证。使用Gibbs自由能变和焓变对水化反应进行计算,结果表明:水化反应在热力学上可自发进行;将实验室烧成的C_4A_3$复配一定比例的C$H_2、CH,在水灰比为10的情况下水化28 d,使用X射线衍射和热重分析对水化产物进行定量分析,结果表明水化产物中只有AFt和AH_3。虽然实验值与理论计算值不能完全吻合,但随着C$H_2、CH掺量的增加,水化产物中AFt的含量逐渐增多,AH_3相的含量逐渐减少。     

双快型砂水泥中不同石膏形态的研究

本文研究了在含氟铝酸钙(C_3S53％、C_(11)A_7·CaF_226％)的双快型砂水泥熟料中,掺入五种不同形态的石膏;硬石膏、二水石膏、半水石膏、600℃和1000℃煅烧的无水石膏,在不同温度下(6～8℃、20～22℃、28～30℃)的水化过程。通过对水泥材性、石膏溶解速度和溶解度、水化放热特性、水化产物的差热、X射线和电显分析等各方面的试验和观察,可以看出,不同石膏的溶解速度和溶解度明显地影响C_(11)A_7·CaF_2的水化。1000℃煅烧石膏和硬石膏所以具有较好的性能正是由于溶解速度小而溶解度适宜,常温下不会迅速生成复盖于氟铝酸钙表面的三硫型水化硫铝酸钙而妨碍水化的继续进行;低温时亦不致有较多的SO_3进入液相而明显地影响水化。所以1000℃煅烧的无水石膏和硬石膏可使水泥有较好的早强性能,并能在终凝后很好地发挥强度。为简化生产、节约热能,我们采用硬石膏是合理的。这个结论对含有不同量的氟铝酸钙制成的水泥亦具有一定的普遍性。     

掺SO3硅酸盐水泥熟料中矿物相形成过程研究

研究了工业原料配料生料中SO3含量为3％时,熟料主要矿物形成过程与含量变化.重点观察了C4A3($)(硫铝酸钙)在烧成过程中的变化情况.借助DSC-TG,X射线衍射法及岩相分析对水泥熟料的烧成过程进行了研究.结果表明,熟料中,C4A3($)在1050℃时即可形成,1290℃开始分解为C3A和C($);1350℃后C3S开始大量形成,1450℃取出急冷,f-CaO的含量小于1％,熟料中有6.2％C4A3($).1450℃保温不同0.Sh后,C4A3($)完全分解.对熟料矿物形成量进行理论计算,结果与实验结论一致.     

早强矿物C_(11)A_7·CaF_2和C_4A_3及其对水泥性能的影响

一、前言六十年代以来,两个早强矿物——氟铝酸钙(C_(11)A_7·CaF_2)和硫铝酸钙(C_4A_3)相继发现。人们逐步把它们引到水泥熟料的矿物组成之中,得到早强快硬水泥。硅酸盐水泥中引进这两个矿物具有某些改性作用——加快凝结,提高早期强度。在生料配料时,把成分适当调整,并配入少量CaF_2、CaSO_4做矿化剂,可把烧成温度降到1300℃左右,同时也就得到这两个早强矿物。本文试图通过C_(11)A_7·CaF_2与C_4A_3某些性能差异来阐明它们的不同比例对水泥主     

用X射线定量法测定硫铝酸盐水泥某些特性

硫铝酸盐水泥的主要矿物是无水硫铝酸钙(C_4A_3(?))和少量的β-硅酸二钙(β-C_2S)。其中,无水硫铝酸钙含量是水泥性能的主要决定因素,也是石膏加入量的参数。因此,水泥中无水硫铝酸钙的定量分析直接关系到水泥的性能和产品质量。     

高纯铝酸钙粉体的化学合成

选用Ca(OH) 2 饱和溶液和AlCl3溶液为初始原料 ,按Al3+ 与Ca2 + 的摩尔比为 2 .2配成混合溶液 ,在常温、高pH值下 ,先合成前驱体铝酸钙水化沉淀物 ,再经110 0℃煅烧制成高活性、高纯度的铝酸钙粉体。煅烧后粉体的XRD分析和SEM观察显示 :合成物于 10 0 0℃煅烧有大量铝酸钙矿物形成 ,110 0℃时可获得稳定的铝酸钙矿物 ,它是以CA为主晶相 ,并含有少量CA2的二元混合物 ,其中位径d50 约为 0 .6 6 μm ,比表面积为13m2 ·g- 1。     

低温烧成纯铝酸钙水泥的机理研究

在常压条件下水热合成水化铝酸钙，然后经过低温烧成制备了纯铝酸钙水泥。通过力学性能的测试，并采用XRD，DTA等分析方法，探讨了低温烧成纯铝酸钙水泥的机理。研究结果表明：采用水热合成处理方法制备纯铝酸钙水泥，烧成温度低（1250℃，制得熟料活性好，强度高，是替代传统烧结法制备纯铝酸钙水泥的新方法。     

二氧化锰对含硫铝酸钙矿物硅酸盐水泥熟料相平衡共存的影响

借助X射线衍射定量分析及化学分析法,系统研究了MnO2对含硫铝酸钙矿物(3CaO·3Al2O3·CaSO4,C4A3)硅酸盐水泥熟料中阿利特和硫铝酸钙矿物形成及共存温度范围的影响。结果表明:在生料中掺入0.1%(质量分数)MnO2,可以加速CaCO3的分解,提高CaCO3的分解速率,促进熟料煅烧过程中固相反应的提前及水泥熟料烧成过程中f-CaO的吸收,同时,增加了液相量,加速熟料的烧成,使C4A3S矿物分解温度提高了100℃,使体系中阿利特和硫铝酸钙两者的共存温度范围扩大了57℃。     

用碱渣、泥灰岩及粉煤灰制取阿利尼特水泥

用CaCl_2作催化剂低温煅烧水泥熟料是水泥工业的一个新方向,部分CaCl_2最终参与到熟料矿物的组成中,生成两种性能上不同的矿物:阿利尼特,一种含氯硅酸钙21CaO·6SiO_2·Al_2O_3·CaCl_2(Cl~-取代少量O~(2-)生成);含氯铝酸钙11CaO·7Al_2O_3·CaCl_2(Cl~-占据C_(12)A_7中未满晶格结点)。借助CaCl_2的助熔作用,熟料在1200℃以下烧成,从而节约烧成能耗。苏联对该品种水泥作了较系统的研     

二步法低温制备六铝酸钙/镁铝尖晶石复相陶瓷

以白云石和工业Al(OH)3为原料,采用水热合成和低温煅烧二步法工艺制备六铝酸钙-镁铝尖晶复相陶瓷,探索了水热处理温度对前驱体性能及六铝酸钙/镁铝尖晶石复相陶瓷物相组成和形貌的影响。结果表明:200℃水热处理后的前驱体中,板状三水铝石转变为多孔薄片状薄水铝石;前驱体高温分解后可为复相陶瓷的生成提供高活性原料和六铝酸钙片状形貌的生长空间;二步法工艺可使烧成温度降低100℃以上。白云石添加量为13%时,配料经200℃水热、1 400℃煅烧3 h即可制备出主晶相为六铝酸钙和镁铝尖晶的复相陶瓷,六铝酸钙形貌发育完整,呈交叉片状存在。复相陶瓷的体积密度为1.56 g/cm3,气孔率为61.5%,孔径分布在0.2~1.1μm之间。未水热处理配料于1 500℃保温3 h,制备出六铝酸钙/镁铝尖晶石复相陶瓷,六铝酸钙和镁铝尖晶石晶体衍射峰强度较弱,六铝酸钙片状形貌发育不完整。     

硫铝酸钙的氧化铝溶出性能

使用分析纯CaCO_3、Al_2O_3与CaSO_4·2H_2O配料,在1375℃、保温2 h的条件下合成了纯物相硫铝酸钙3CaO·3Al_2O_3·CaSO_4(C_4A_3S),对其物相组成和微观形貌进行了表征。并探究了碳碱浓度、苛碱浓度、溶出温度、溶出时间、粒度等因素对C_4A_3S氧化铝溶出性能的影响。结果表明:C_4A_3S的氧化铝溶出性能随着碳碱与苛碱浓度的增加先提高,之后趋于稳定。粒度越小,溶出率越高。与七铝酸十二钙12CaO·7Al_2O_3(C_(12)A_7)相比,C_4A_3S的孔洞状结构使其氧化铝更易溶出,在10 min时氧化铝溶出率即达到98%以上,且溶出所需的碳碱浓度与溶出温度均低于C_(12)A_7。在最佳条件:碳碱80 g·L~(-1)、苛碱10 g·L~(-1)、溶出温度80℃、溶出时间10 min下,C_4A_3S的氧化铝溶出率为98.76%。     

硫铝酸锶钙矿物的研究

以硫铝酸盐水泥的主要矿物的硫铝酸钙(C4A3)为基础,用Sr2+对C4A3中的Ca2+进行取代,合成了新的水泥矿物——硫铝酸锶钙系列,研究了该系列矿物试样煅烧后的强度发展规律。结果表明:硫铝酸锶钙系列矿物试样经1300℃煅烧后的抗压强度明显高于硫铝酸钙,抗压强度最大的矿物组成为Ca1.50Sr2.50A3,其3d和28d抗压强度分别为76.6MPa和89.6MPa,用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和差热分析仪等对熟料的形成和水化机理进行了初步分析,发现硫铝酸锶钙矿物水化产物主要是钙钒石(AFt),水化铝酸一钙(CAH10),Ca(OH)2以及Al2O3(aq)。     

CaO–Al–Al_2O_3–CaCO_3–O_2体系燃烧合成铝酸钙热力学研究

计算了CaO–Al–Al_2O_3–CaCO_3–O_2体系燃烧合成铝酸钙的绝热温度,运用物质自由能函数理论,对主要反应进行了热力学计算,分析了燃烧合成铝酸钙的物相生成过程。结果表明:体系绝热温度随产物中CA_2含量的增加而降低,但均大于1800K,说明反应可自持;在反应初期,C_(12)A7的生成驱动力最大,其次是CA、CA_2的生成驱动力,C_(12)A_7为主要生成物相;随着反应的进行,铝酸钙不同物相间会发生转化,C_(12)A_7转化CA_2的驱动力最大,其次是C_(12)A_7转化为CA;C_(12)A_7和CA2共同转化成CA的驱动力最小,因此形成以CA、CA_2为主要物相的产物,且CA的含量大于CA_2的含量。燃波前端C_(12)A_7特征峰强度最大;反应区C_(12)A_7的特征峰强度减小,而CA、CA_2的特征峰强度增加;产物区C_(12)A_7特征峰强度消失,且CA的特征峰强度大于CA2的特征峰强度,表明产物中CA的含量大于CA2的,与热力学分析结果一致。在反应区有片状CA和颗粒状CA_2生成;在产物区CA_2弥散在CA中。     

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。     

无水硫铝酸钙矿物的合成及形成机制

用化学试剂CaCO3,Al2O3,CaSO4·2H2O制备无水硫铝酸钙(C4A3 (S-))单矿物,借助化学分析法、X射线衍射、差热-热重分析及扫描电镜-能谱仪等研究了C4A3 (S-)矿物的形成机理.研究表明:C4A3 (S-)矿物分别是通过3种不同途径形成的;在煅烧温度低于1 100 ℃时,C4A3 (S-)矿物主要是由CaO,Al2O3,CaSO4直接通过固相反应形成;在煅烧温度高于1100 ℃时,C4A3 (S-)矿物是通过中间矿相七铝酸十二钙(C12A7)或铝酸一钙(CA)的形成而形成的.     

燃烧中和法测定水泥与水泥原料中全硫的研究

随着新品种水泥的发展,以及窑外分解、低温煅烧等新技术在水泥生产中的应用,水泥生产控制中硫的测定是急待解决的新课题。离子交换法由于受氟的干扰,并且对无水硫铝酸钙(C_4A_3S)和明矾石中的硫酸盐提取不完全,重量法由于速度慢,不能用于生产控制。经本文改进后的高温燃烧中和法,则具有快速、准确、操作简便、适应性强等特点。