含高硫复合矿化剂的硅酸盐水泥熟料形成过程的研究

作者模拟水泥熟料煅烧升温过程,利用高温X射线衍射及常规X射线衍射等分析手段,研究了含高硫复合矿化剂硅酸盐水泥熟料的煅烧过程。分析结果表明:CaF_2及高含量CaSO_4对硅酸盐水泥熟料煅烧起明显矿化剂作用,使熟料在煅烧过程中出现三种中间过渡相,并促使物料在1100℃出现适量液相和析出阿利特晶相。本文还分析了熟料煅烧中C_(11)A_7·CaF_2和C_4A_3S晶相形成规律。     

煤粉炉联产Q相水泥熟料试验研究

以低硫兖州煤和高硫长广煤为试验煤种,在两段多相反应实验台上开展联产Q相水泥熟料试验,并对试验获得的熟料样品进行XRD、SEM和EDS图谱分析.联产试验结果表明,2种试验煤种均可联产Q相水泥熟料,煤粉炉联产Q相水泥熟料方案适应硫分质量分数不同的煤种;与联产贝利特水泥熟料不同,兖州煤联产Q相水泥熟料矿物主要由2CaO·SiO₂、Q相、2CaO·Al₂O₃、12CaO·7Al₂O₃和4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃组成,熟料矿物组成结构合理,熟料中早强、高强Q相矿物的质量分数为32.1%,弥补了贝利特水泥熟料中早强、高强矿物的缺失;与联产硫铝酸盐水泥熟料相比,长广煤联产Q相水泥熟料矿物主要由2CaO·SiO₂、Q相、3CaO·3Al₂O₃·CaSO₄和4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃组成,熟料中非活性矿物2CaO·Al₂O₃·SiO₂消失,代之以水化性能良好的Q相矿物,熟料矿物组成结构得到调整和优化     

水泥熟料配方及煅烧工艺探讨

选择易烧性较好的原燃料，适当提高水泥熟料中的n值，降低KH值，增加有效硅酸盐矿物成份（C3S＋C2S）的总量，从而提高了熟料的实物质量。     

高硫煤对熟料矿物形成及显微结构的影响

通过高温显微镜(HTM)、XRD、熟料化学分析和岩相分析等测试手段和分析方法,探讨了高硫煤对硅酸盐水泥熟料烧成及熟料显微结构的影响。结果表明,煤中硫可降低熟料液相出现温度,但过高的硫使生料在较高温下(≥1 300℃)的易烧性变差,不利于C3S矿物形成,最终使熟料中A矿数量减少而B矿增加;硫的存在虽阻碍了C3S形成,但又在一定程度上促进了A矿、B矿晶体的发育,使晶体尺寸增大。     

利用污水厂污泥配料煅烧水泥熟料研究

通过生料易烧性试验、水泥熟料矿物岩相分析、XRD、SEM、水泥胶砂强度试验等，对利用污水厂污泥代替部分粘土配料煅烧硅酸盐水泥熟料的过程，并对制备熟料的微观特征进行了研究。结果表明：污水厂污泥代替部分粘土烧制的水泥熟料，其矿物结构与常规的硅酸盐水泥熟料完全相同，且由污泥配料煅烧的熟料烧成温度有降低的趋势；其水泥水化和凝结、硬化过程与常规硅酸盐水泥完全相同；其水化产物结构与常规硅酸盐水泥完全相同；水泥胶砂强度达到50．0MPa。     

稀土尾矿对水泥熟料性能的影响

试验选用云南楚雄州某地稀土尾矿,以稀土尾矿部分取代黏土原料进行水泥熟料煅烧试验。试验结果表明:掺入稀土尾矿及铅锌矿烧成熟料中的f-CaO含量明显减少,生料的易烧性提高;其3 d、7 d和28 d抗压强度均有不同程度的提高;水泥熟料中的C3S、C3A和C4AF含量有所增加,对水泥熟料的烧成起到促进作用,有利于水泥熟料矿物的形成,尤其是熟料中的C3S增加明显。     

废弃混凝土再生水泥熟料的配制与性能

以完全不用天然石灰石、粘土、页岩和砂岩,废弃混凝土在生料中的质量百分含量高达95％～99％和普通煅烧工艺制备出了水泥熟料(以下简称再生熟料).将再生熟料与用天然石灰石和砂岩制备的水泥熟料进行了对比试验与分析,结果表明:2种熟料具有完全相同的XRD特征峰位,再生熟料的熟料矿物形成正常;2种熟料化学成分相近,再生熟料的率值设计中更倾向于高钙低硅;再生熟料的f-CaO含量满足安定性要求;再生熟料制备的水泥的3d强度达到42.5级硅酸盐水泥的要求,28 d强度达到52.5级硅酸盐水泥的要求.     

急烧水泥熟料中硅酸盐矿物形成机理的研究

本文研究了急烧过程中熟料硅酸盐矿物的形成机理,结果表明,急烧条件下,熟料中硅酸盐矿物的形成机制可能与普通方法煅烧过程中不一样。我们提出了急烧条件下硅酸盐矿物的新的形成机理。由于硅酸盐矿物形成机理不一样,这可能是急烧条件下熟料得以低温烧成的一个重要原因。     

煤中灰分在水泥熟料烧成中的作用及其机理

通过在水泥生料中掺加不同品质高灰分煤的煤灰,研究了灰分及其组分在硅酸盐水泥熟料液相变化、矿物形成及微观结构中的作用及机理。结果表明,灰分含量的升高是降低液相初析温度的主要原因。随着灰分含量的升高,熟料中间相中Al和Fe的含量增加,尤其固溶的Si明显增多,造成液相粘度增加,阻碍C3S形成。同时,造成熟料矿物分布的均匀性更差,熔蚀现象更多。     

矿渣对硅酸盐水泥熟料形成动力学的影响

本文研究了矿渣对硅酸盐水泥熟料形成动力学的影响，得到了熟料形成反应的活化能和动力学常数。研究表明，矿渣是一种较好的矿化剂。     

硅酸盐水泥熟料的率值匹配模型

在传统的水泥熟料三率值KH、SM和IM基础上提出饱硅系数Ks的概念，通过分析52组硅酸盐水泥实际生产相关数据，建立硅酸盐水泥熟料率值匹配模型。并利用该模型对高性能水泥熟料率值进行了初步探讨。     

硅酸盐水泥熟料对硫铝酸盐水泥某些性能影响的研究

本文利用硫铝酸盐水泥熟料、二水石膏、硅酸盐水泥熟料配制了三组份硫铝酸盐水泥,研究了硅酸盐水泥熟料对硫铝酸盐水泥某些性能的影响。试验结果表明,掺入适量的硅酸盐水泥熟料,对硫铝酸盐水泥某些性能有明显影响:一、提高水泥早期的抗压强度;二、可以改变水泥的热稳定性;三、调整硅酸盐水泥熟料和石膏的加入量,可以调整水泥的凝结时间和自由膨胀率。作者利用X射线衍射分析、差热分析、电子显微镜观察、压汞测孔仪、热膨胀仪及光电比色计等方法和手段,研究了提高强度和热稳定性的原因。结果表明,加入硅酸盐水泥熟料后,减小了钙矾石结晶尺寸,降低了水泥石的孔隙率、增加了结构的密实度。作者根据实验结果,进一步讨论了减小钙矾石结晶尺寸、增加结构密实度的原因。加入硅酸盐水泥熟料后,提高了水化液相的碱度,使得钙矾石结晶尺寸减小。关于水泥石结构的密实度,主要从水泥浆体的凝聚结构方面进行了讨论。在实验条件下,测得钙矾石的表面电性为正、水化硅酸钙的表面电性为负。由于电性相反,范德华引力与电性引力一致,增加了形成凝聚结构的力,致使形成较为致密的凝聚结构。测定水泥浆悬浮体的透光率的结果进一步证实了此结论,未加硅酸盐水泥熟料的水泥悬浮体透光率小,而加后的透光率大。在此基础上,作者提出了在凝聚结构形成过程中,应创造条件使之产生相互匹配的异性水化物的看法。水泥热稳定性增加,作者认为与钙矾石的尺寸减小和均匀分布有密切关系。钙矾石结晶尺寸大而集中时,加热水泥石,开始受热膨胀,到达钙矾石脱水温度后,继而急剧收缩,造成较大的局部应力,破坏水泥石结构。测定水泥石热膨胀系数表明,未加硅酸盐水泥熟料的热膨胀系数大,而加后热膨胀系数减小。     

掺P2O5水泥基材料水化动力学研究

基于水化动力学模型,采用SEM、XRD和C-80Ⅱ型导热式微量热仪研究了硅酸盐水泥和掺P2O5硅酸盐水泥胶凝体系的水化特性和水化动力学,分析了P2O5对硅酸盐水泥水化机制的影响规律。研究结果表明,掺入P2O5后硅酸盐水泥的水化产物数量和尺寸显著减小。P2O5掺量为3．5％时,硅酸盐水泥熟料水化热总量降低32．6%,硅酸盐水泥的初凝和终凝分别被延缓1．10h和12．54h。掺入P2O5复合体系的水化机制与硅酸盐水泥类似,加速期由自动催化反应控制,减速期由自动催化和扩散反应双重反应控制,稳定期扩散反应占据主导。P2O5会增加硅酸盐水泥在加速期和减速期的水化反应阻力,减小稳定期的水化反应阻力。掺入P2O5后,水泥在加速期和减速期的表观活化能增加,稳定期表观活化能略有降低P2O5溶液环境有利于水泥熟料C3A的水化,延缓C3S和C2S的水化。     

镁渣配料煅烧水泥熟料的动力学研究

采用生料易烧性方法进行了实验,应用金斯特林格方程和阿累尼乌斯公式得出了熟料形成反应速率常数和熟料形成反应的表观活化能,利用XRD分析了镁渣的矿物组成。结果表明：镁渣可作为硅酸盐水泥熟料煅烧的原料使用,而且还可显著降低熟料形成反应的表观活化能,降低熟料的煅烧温度,加快熟料矿物的形成,缩短烧成时间。     

MgO-ZrO2材料的抗水泥熟料侵蚀性能研究

试验主要研究了ZrO2的不同引入方式对MgO-ZrO2材料抗水泥熟料侵蚀性能的影响.结果表明:引入单斜氧化锆的试样抗水泥熟料侵蚀性是最好的,ZrO2和CaZrO3可以起到抑制水泥熟料侵蚀和渗透的作用;引入Zr(OH)4凝胶的试样抗侵蚀性也较好;而引入锆英砂的试样由于试样中M2S和水泥熟料中CaO反应生成低熔相Ca2Mg(SiO4)2,直接导致了方镁石的侵蚀,所以其抗侵蚀性是最差的.     

无机激发剂对无熟料高炉矿渣水泥的作用机理及强度效果

无熟料高炉矿渣水泥作为一种新型无机胶凝材料，其水化机理与普通硅酸盐水泥完全不同，因而凝结时间和强度形成也有着很大的差异。本文研究了各种无机激发剂对无熟料高炉矿渣水泥的凝结时间和力学性能的影响。     

贝利特硫铝酸盐水泥熟料的配料计算

根据贝利特硫铝酸盐水泥的矿物组成及工艺控制要求,设定其熟料矿物由硅酸二钙（C2S）、硫铝酸钙（C4A3S—）和铁铝酸四钙（C4AF）组成,根据推导出的公式计算熟料的化学组成,然后由质量守恒原则列出方程组,求解并计算生料的配料组成。实例验证结果表明,本方法可行。     

Q相—CA—C12A7系列水泥烧成条件的研究

在前人研究Ｑ相合成基础上，研究了Ｑ相－ＣＡ－Ｃ１２Ａ７系列水泥各矿物的烧成条件。研究结果表明：在Ｑ相ＣＡ－Ｃ１２Ａ７系统中，不同配比的生料在１２６０℃以下，熟料中形成ＣＡ，Ｃ１２Ａ７和Ｃ３Ａ等铝酸盐化合物；     

相图在硅酸盐水泥熟料生产中的应用

硅酸盐水泥熟料是多组分的不均一体,在高温锻烧过程中,液相和固相是不可能达到真正的平衡。但即使如此,我们仍可利用相图,说明水泥配合生料各组分在不同锻烧温度时,所发生的变化以及生成的矿物组成和液相量,用以指导配料,控制生产。     

硅酸盐水泥熟料的光学显微结构特征的研究

利用反光显微镜观察了不同煅烧制度下硅酸盐水泥熟料的显微结构特征，讨论煅烧温度和时间对水泥熟料显微结构的影响，运用此方法可初步了解生产过程中出现的种种问题，为指导水泥熟料的生产和质量监控提供可靠依据。