阿利特-硫铝酸盐水泥熟料主要矿物结构研究

阿利特-硫铝酸盐水泥实现硅酸盐水泥矿物-阿利特与硫铝酸盐水泥矿物-硫铝酸钙的复合与共存,是一种性能优良节约型水泥.实验制备出不同体系水泥熟料样品,利用岩相、XRD、SEM等方法对其主要矿物相进行分析,对比得出阿利特-硫铝酸盐水泥熟料主要矿物相特点,为阿利特-硫铝酸盐水泥的进一步研究发展提供了理论依据.     

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.     

水泥熟料实际矿物组成的研究

分别采用蔗糖-KOH水溶液、水杨酸甲醇溶液和醋酸水溶液对水泥熟料进行相萃取，通过XRD与化学分析方法，研究了硅酸盐水泥熟料的实际矿物组成。试验结果表明，由于各组分之间的相互固溶使得熟料的实际矿物组成与理论矿物组成之间有较大的区别，尤其是C3A的含量差异显著。     

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.     

水泥熟料对污泥中重金属的固化特性

采用不同比例干污泥加入水泥生料中制备熟料,通过Tessier连续萃取实验、易烧性实验和扫描电子显微分析等方法,研究了各重金属的固化率、存在形态的转变以及对熟料烧成的影响.结果表明:污泥掺入比例影响重金属的固化率,掺量为1％时重金属的整体固化效果最优;Tessier连续萃取实验说明,污泥中重金属的固化过程主要是存在于有机物结合态的重金属被固溶到熟料矿物晶体结构中;同时微量重金属提高了熟料的易烧性,掺量为1％时游离氧化钙含量最低.     

脱硫石膏取代石灰石低温制备水泥熟料的研究

本文对脱硫石膏作为石灰质原料制备熟料进行了初步研究:利用化学分析、XRD等分析方法对生料中脱硫石膏的脱硫率、熟料中的f-CaO含量及熟料的矿物相组成等方面进行了探讨.实验结果表明:脱硫石膏可以取代石灰石在1350 ℃左右的低温条件下制备水泥熟料.     

响应曲面法优化高强硅酸盐水泥熟料矿物组成的研究

硅酸盐水泥熟料的矿物组成对水泥力学性能有重要影响,传统方法通过正交试验法优化水泥熟料矿物组成,试验量大,且难以获得水泥熟料矿物组成最佳点。利用响应曲面法(RSM)优化硅酸盐水泥熟料矿物组成,基于Box-Behnken试验设计方法,揭示了石灰饱和系数(KH)、铝率(IM)、硅率(SM)与水化28 d抗压强度之间的关系,并以此建立二次模型,获得其最佳值。研究结果表明,KH、IM和SM最佳值分别为0.94、1.7和2.2,并发现采用该率值设计的水泥熟料,所制备的水泥硬化浆体孔隙率最低,因此,响应曲面法是优化硅酸盐水泥熟料矿物组成以提高水泥力学性能的有效方法,并有望改善水泥的耐久性。     

水杨酸溶液萃取转炉钢渣中硅酸盐相的研究

研究了水杨酸-甲醇(SAM)溶液萃取钢渣中硅酸盐相的可行性,分析了钢渣比表面积、溶解时间和水杨酸浓度对萃取硅酸盐相量的影响,利用XRF和XRD分别测定了萃取后残渣的化学组成和矿物成分,以判别SAM溶液萃取硅酸盐相的效果.结果表明:常温下,5g比表面积为600m/kg的钢渣,经300mL SAM溶液(水杨酸浓度为0.2g/mL)萃取3h,钢渣中的硅酸盐相可完全溶解,其他矿物不溶或溶解甚微.分析指出,硅酸盐相溶解于SAM溶液的原因是由于水杨酸电离出的配体(HO-C6H4-COO-)与矿物表面阳离子(Ca2 )生成的络合物,通过键极化作用削弱Si-O键的稳定性,从而降低了硅酸盐溶解活化能.     

含硫、氟熟料化学相分离方法的研究

本研究采用氢氧化钾蔗糖溶液以及水扬酸——甲醇溶液首先对可能存在于含硫、氟熟料中的十种单矿物进行溶解试验,在证实了氢氧化钾蔗糖溶液确能溶解C_4A_3S和C11A_7·CaF_2等中间相的基础上,对二种实验室熟料,分别改变试样细度、萃取的浓度及其与试样的比例、萃取时间以及温度等条件,较系统地研究了上述参数对测试结果的影响,从而提出这两种方法在萃取含硫、氟熟料时比较合宜的参数和操作步骤。再通过不同操作者的重复测试,表明其复演性也较为理想。并以五种熟料的实测结果,进一步验证萃取效果良好。最后以含硫、氟熟料中中间相的鉴定,硫、氟的分布,C_4A_3s与C_11A_7·CaF_2的定量以及从熟料中单独分离出硅酸盐相进行早期水化的研究等四个实例,具体说明用化学法进行相分离的适用情况。     

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.     

垃圾焚烧飞灰煅烧阿利尼特水泥熟料的形成过程及其水化性能研究

以城市垃圾焚烧飞灰(以下简称焚烧飞灰)为主要原料,在实验室电炉里成功研制了阿利尼特水泥熟料。本文主要研究水泥熟料煅烧形成过程及其水化性能,分析了阿利尼特水泥的适宜石膏掺量、水化放热特征、水化产物及其显微结构。研究结果表明:利用垃圾焚烧飞灰为主要原料可以成功烧制阿利尼特水泥熟料,煅烧过程中首先出现C2S、C12A7和C2S·CaCl2,随后与MgO和CaCl2反应生成阿利尼特;掺加5%二水石膏可以促进阿利尼特水泥水化,较普通硅酸盐水泥更快,阿利尼特水泥可以作为一种早强快硬型水泥使用;阿利尼特水泥主要水化产物除含有硅酸盐水泥中常见的CSH凝胶、棒状AFt和Ca(OH)2晶体外,还含有C3A·CaCl·210H2O晶体。     

SO_3对高镁硅酸盐水泥熟料组成和性能的影响

为了充分利用高镁石灰石和高硫煤资源,本文从生料的易烧性、熟料矿物的形成状况以及熟料性能入手,运用化学分析、X射线衍射、岩相分析等测试手段,研究了SO3对高镁硅酸盐水泥熟料组成和性能的影响。研究表明,当熟料中MgO含量较高时,通过控制熟料中SO3/MgO比,能够生产出性能优良的高镁硅酸盐水泥熟料。     

Accuracy and precision of phase analysis in portland cement by Bogue,microscopic and X-ray diffraction methods

From the results of an inter-laboratory study the magnitude of the between and within laboratory errors were determined for the analysis of portland cement and clinker by the Bogue, microscopic and X-ray diffraction methods. Neither the Bogue nor X-ray diffraction methods gave accurate analyses of the cement. The Bogue method suffers from systematic errors and it appears that the incorporation of MgO into the alite phase is the major cause of error in the Bogue analysis. X-ray diffraction analyses were, with one exception inaccurate. Microscopic analyses could only be performed on cement clinker which was subject to a large sampling error.It is concluded that, at the moment, the Bogue method is the most suitable for specifying the composition of portland cement.     

水泥熟料的高温力学性能

为了解水泥熟料破碎阻力随温度的变化,在实验室制各熟料样品,并在熟料冷却阶段的不同温度点进行力学实验.分析了水泥熟料样品载荷-位移曲线、抗压强度、弹性模量等随温度的变化情况.结果表明:随温度的降低水泥熟料表现出明显的硬化特征,加载峰之后,水泥熟料的特性宏观上表现出塑性向脆性的渐次转变.在冷却阶段,水泥熟料的弹性模量和抗压...     

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。     

水泥熟料中间体的析晶程度对水泥与高效减水剂相容性的影响

综合采取了化学萃取法及X射线衍射法2种方法,分析比较了8种水泥熟料中间体析晶程度的大小,检测了各熟料对应的水泥与高效减水剂相容性的差异,据此分析了熟料中间体的析晶程度对水泥与高效减水剂相容性的影响。试验发现,水泥与高效减水剂的相容性不仅受到熟料中间体各矿物含量的影响,而且与中间体各矿物的析晶程度有很大关系,熟料中间体矿物的析晶程度是水泥与高效减水剂的相容性的重要影响因素。     

硅酸盐水泥熟料的易磨性及其影响因素

如何经济有效地增加水泥粉磨细度，是水泥生产企业关注的问题。目前普遍使用的方法是改进粉磨工艺和使用外加剂。从硅酸盐水泥熟料的组成与结构入手，研究探讨了硅酸盐水泥熟料的易磨性及其影响因素，以期从熟料制备工艺的角度，改善硅酸盐水泥熟料的易磨性。结果表明，通过调整熟料组成，改进水泥生产工艺，来生产容易粉磨的硅酸盐水泥熟料，可较经济地达到增加硅酸盐水泥熟料粉磨细度的目的。     

Corrosion and adherence properties of cement clinker on porous periclase-spinel refractory aggregates with varying spinel content

The corrosion and adherence properties of cement clinker on porous periclase-spinel refractory aggregates with varying spinel content were examined using a static crucible test and a sandwich test, respectively. The reaction characteristics of porous periclase-spinel aggregates and cement clinker and the effects of spinel content on the adherence property were investigated through scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectrometer (EDS), and FactSage^® thermo-chemical software. It was observed that the spinel content and pore characteristics strongly affected the corrosion results and thus affected the adherence ability of cement clinker on porous periclase-spinel aggregates. With an increase in the spinel content, the amount of glass phase formed from the reaction of the refractory and cement clinker increases because the rate of the spinel dissolution into the cement clinker is higher than that of periclase. The glass phase acts as a bridge between the cement clinker and the aggregate to enhance the adherence property, which depends on the amount, area distribution and viscosity of the glass phase and its penetration in aggregates. When the spinel content is 15–40 wt%, the refractory aggregate not only has a high cement clinker resistance but also a high adherence property. Once the spinel content exceeds 50 wt%, the skeletal structure of the aggregate will be destroyed, which will lead to a substantial decline in the cement clinker resistance.     

高胶凝性水泥熟料

总结了以硅酸三钙(C3S)为主要矿物的熟料烧成研究成果和最新研究进展．C3S是硅酸盐系统的水泥熟料中含量最高、胶凝性能最好的矿物。在熟料烧成过程中。C3S是形成温度最高的矿物。因此。C3S的充分形成实际上也就代表了熟料的烧成．提高C3S含量是提高水泥熟料胶凝性能有效途径．采用离子掺杂的方法可以降低熟料烧成过程中的游离氧化钙,使C3S质量分数(下同)在70%以上的硅酸盐水泥熟料在正常温度下烧成。如：在生料中掺加氟硫复合矿化剂,适量磷渣或钢渣等含磷杂质及其与氟离子复合。或者掺入1%CuO,可明显改善熟料的易烧性。但是磷的掺加数量应有一定限制。在硅酸盐水泥熟料中引入适量硫铝酸盐矿物也可以有效提高水泥的胶凝性能。但是应该解决烧成温度范围偏窄的问题。     

FeS与TiO2共存对水泥熟料中Ti的固化与迁移及矿物组成的影响

为研究FeS与TiO₂共存对水泥熟料中Ti的固化与迁移及矿物组成的影响,采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)、能量色散光谱(EDS)、X射线衍射(XRD)与Rietveld全谱拟合法分别测量水泥熟料中Ti 的含量与分布以及熟料的矿物组成,根据X射线光电子能谱(XPS)、结构性差异因子D与Hume-Rothery经验公式探究S与Ti在水泥熟料中的存在形式。结果表明,FeS的掺入对水泥熟料固化Ti的能力影响较小,但使得Ti由中间相向硅酸盐相迁移。随着FeS含量增加,Ti在C₂S中的含量增加46.9%,促进α-C₂S的形成,增强了硅酸盐相对Ti的固化能力;熟料中Fe²⁺/Fe³⁺摩尔比增大和CaSO₄的生成是使C₃S和C₄AF含量降低,C₂S和C₃A含量增加的主要原因。