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。     

改性硅酸盐水泥的水化动力学研究

将磷铝酸盐水泥熟料掺入到硅酸盐水泥中制备改性水泥,从水化动力学的角度研究其水化情况,并与硅酸盐水泥的相应行为进行了对比.首先通过测定水化放热速率、新拌水泥浆体中的Ca2+和SiO44-离子浓度、电导率及pH值研究了改性硅酸盐水泥的水化历程,并求得了水化动力学方程.其次,测定了改性硅酸盐水泥的净浆与砂浆的强度,并用XRD等分析方法初步探讨论了改性水泥的水化机理.研究发现,改性硅酸盐水泥的水化历程与硅酸盐水泥相似,也经历初始期、诱导期、加速期、减速期和稳定期,但水化放热速率明显提高;在加速期,两者的水化反应均主要由自动催化反应控制,在减速期,均主要由扩散过程控制,但反应速率常数前者明显高于后者.无论是砂浆强度,还是净浆强度,前者也均高于后者,且凝结时间相对缩短.XRD图谱显示,前者的C3S/C2S衍射峰强度的降低率高于相应龄期的硅酸盐水泥.上述结果均意味着改性硅酸盐水泥的水化速度明显高于硅酸盐水泥;水化加速的机理为磷铝酸盐熟料水化吸收了水化浆体中OH-离子,使水化体系的OH-离子浓度减少,从而加速了C3S、C2S的水化反应.     

钢渣沸石水泥的研究

以53%的钢渣,25%沸石,15%硅酸盐水泥熟料和7%的天然二水石膏为原料,研制成一种钢渣沸石水泥,其性能可达32.5号普通硅酸盐水泥的标准.沸石在钢渣沸石水泥中能加速钢渣和熟料的水化,并可消除钢渣固溶体中CaO、MgO及f-CaO的影响,熟料则为该水泥早期水化提供了水化产物的晶核和Ca(OH)2 .该水泥的水化产物是C-S-H、水化硫铝酸钙和水化铝酸钙等.     

不同煅烧温度下形成的含氟硫A矿对水泥水化性能的影响

为研究不同煅烧温度下，含氟硫熟料中不同性能、形貌特征的A矿与水泥水化形成钙矾石的关系以及A矿对水泥水化性能的影响，采用工业原料并尽量模拟立窑内煅烧状况，对经1350℃和1425℃温度下煅烧的熟料进行了A矿形貌、A矿水化率及A矿与钙矾石形成关系等系列试验。试验结果表明，在传统的煅烧温度下（1400～l425℃）烧成的熟料．其A矿的固溶程度及A矿含量均比低温（1350℃）烧成的高；掺氟硫复合矿化剂烧制的熟料的A矿具有较高的水化速度，熟料强度较高．其制成的水泥在水化时，液相成分受高固溶程度A矿的水化所控制，所形成的钙矾石较低温煅烧的稳定．且A矿水化产物的形成与钙矾石（AFt）的形成较协调，水泥石机械强度更高。     

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.     

两个不同品种硅酸盐水泥熟料中硫存在形式及其分布特性研究

本文主要采用XRD分析和电子探针分析技术,选取了典型的4个硅酸盐水泥生产线的熟料(Y、H厂为白色硅酸盐水泥熟料,Z、J厂为普通硅酸盐水泥熟料),研究两个不同品种的硅酸盐水泥熟料中硫的存在形式及其分布特性。研究结果显示:Y、H厂白水泥熟料中的硫主要以硫酸钙的形式存在,Z、J厂普通硅酸盐水泥熟料中的硫主要以硫酸盐或硫铝酸钙的形式存在。两种硅酸盐水泥熟料中硫的分布特性相同点是硫元素或硫的化合物均主要存在于黑色的A矿和B矿;不同点是白色硅酸盐水泥熟料中间相中也有大量硫的存在,灰色的A矿和B矿中含有少量硫,而普通硅酸盐水泥熟料中间相中极少存在硫,灰色A矿和B矿中不含硫(以本次电子探针图判断)。     

羟基磷灰石和贝壳对水泥水化和抗侵蚀性能的影响

沿海水泥混凝土工程长期受到腐蚀,很难达到预期服役寿命.本文分析其中的原因,希望采用水泥混凝土表面生长海洋生物的方法来抵抗腐蚀.研究羟基磷灰石、贝壳和碳酸钙对硅酸盐42.5R水泥和硫铝酸盐水泥抗硫酸盐侵蚀性能的影响.结果表明:硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥中掺人适萤的羟基磷灰石、贝壳和碳酸钙时,其抗侵蚀系数有一定程度增加.当硫铝酸盐水泥中碳酸钙掺量为10%时,其抗侵蚀系数为1.16,硅酸盐水泥中碳酸钙掺量为15%时,其抗侵蚀系数达到1.34,抗硫酸盐侵蚀能力最强.硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥中掺入羟基磷灰石时,其水化放热量比掺碳酸钙和掺贝壳的水化放热量低,且在硅酸盐水泥中掺入混合材料后,水泥的水化放热量低于硅酸盐的水化放热量,这有利于提高水泥混凝土工程的耐久性.     

贝利特-硫铝酸钡钙水泥的水化硬化过程

贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的矿物组成主要有C2S、C2S、C3A、C4AF和C2.75B1.25A3S,其早期和长期强度均较高。研究水泥水化放热速率的结果表明：石膏掺量为10％的贝利特一硫铝酸钡钙水泥（BS）,预诱导期阶段水化放热速率高,诱导期持续时间长,加速期曲线峰型尖锐。石膏掺量不同时水化放热量总量基本相同,均介于硅酸盐水泥（PC）和贝利特水泥（BE）之间。该水泥水化产物主要有含钡AFt、CH、C—S—H凝胶及少量CAH10C3AH6等,相同龄期时比贝利特水泥水化程度高,水化铝酸钙转化为AFt的量较多。其早期水化程度略低,水化程度增进率高,15d左右就超过了硅酸盐水泥,且各龄期水化程度和水化速度都远远超过贝利特水泥。     

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     

含C_4A_3矿物硅酸盐水泥力学性能及水化产物研究

研究了不同水泥厂生产的含C4A3S矿物硅酸盐水泥熟料中掺加不同种类的粉煤灰和矿渣后水泥的力学性能。结果表明:熟料掺加该混合材后的含C4A3S矿物硅酸盐混合材水泥的强度较高;而粉煤灰水泥强度高于同掺量矿渣水泥强度。采用SEM/EDS观察分析水泥水化产物形貌和种类。