立窑采用高KH高铁配料的生产实践

０前言传统观点认为立窑工艺采用高铁配方生产，具有烧结范围窄和早期强度低两个致命弱点，因此目前国内大多数立窑水泥采用高铝（IM≥１．３８）方案生产水泥。但高铝方案熟料热耗高、f－CaO质量分数高；同时，由于C３A含量高，水泥干缩大、耐磨性和抗硫酸盐侵蚀差，使水泥的应用范围受到限制。近几年来，我们结合矿化剂技术进行了高铁配方的生产研究，通过调整熟料矿物组成，大大提高水泥强度；同时通过调整化学组成和生产操作方法，使生产易于控制。在熟料的四种主要矿物组成中，熔剂矿物C４AF不但能改善熟料的煅烧，且与C３S相似，…     

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。     

高铝硫比硫铝酸盐水泥熟料矿物烧成研究

在铝硫比为3.8-4.6的范围内,研究了其对硫铝酸盐水泥熟料矿物烧成的影响,确定了不同铝硫比熟料的烧成温度范围,采用XRD、SEM等分析测试方法分析了熟料矿物组成和形貌,测定了水泥的力学性能。结果表明：铝硫比增大会使烧成温度升高,铝硫比增大到4.6时,烧成温度上限达到1425℃;铝硫比越大,C4A3S实际含量与设计含量越接近;通过测定制备的熟料化学成分,求得当熟料的矿物组成为60%-70%的C4A3S、15%-20%的C2S、5%左右的C12A7以及少量的C4AF时,所配水泥具有良好的早强性能和较高的抗折强度。     

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。     

硫铝酸盐水泥的研究

分别用X射线、差热、岩相、电子显微镜和化学分析等方法研究了不同温度下煅烧的不同铝硅比、碱度和铝硫比的硫铝酸盐水泥熟料的矿物形成规律,并研究了用这种熟料和矿物所配制的水泥系列的水化、硬化和性能。研究结果表明:在CaO-Al_2O_3-SiO_2-SO_3系统中,由于SO_3的作用可抑制C_2AS的形成;适当的煅烧温度可使2C_2S·CaSO_4分解,从而可以形成以C_4A_3S和C_2S为主要矿物的熟料。在用这一熟料配制水泥时,通过调节掺加二水石膏量的方法可以调节水泥浆体中钙矾石及其他水化相的形成时间和数量,从而获得早强、微膨胀、膨胀和自应力水泥系列。这一水泥系列已有工业规模的生产,硫铝酸盐自应力水泥用于制造自应力水泥压力管;硫铝酸盐微膨胀和早强水泥主要用于抢修、抗渗、负温等工程。     

某些外掺物对高铁水泥熟料液相出现温度和强度性能的影响

探讨了ＧａＦ_２、ＢａＳＯ_４、晶种熟料、铜矿渣和Ｃ_４ＡＦ对高铁水泥熟料液相出现温度和熟料强度性能的影响。研究结果表明，晶种熟料可使高铁水泥熟料强度特别是后期强度显著提高；适当提高熟料中铁相含量可促进熟料矿物形成和提高熟料强度，但铁相含量过高又会对熟料煅烧和强度性能产生不利影响；外掺物使高铁水泥熟料液相提前出现的作用顺序为：ＣａＦ_２＞ＢａＳＯ_４＞铜矿渣＞晶种熟料。     

三步萃取法对水泥微量含硫矿物相深度分析

通过添加石膏配制一定含硫量的生料在实验室条件下高温煅烧制备出水泥熟料.依次使用水杨酸-甲醇( SAM)溶液、氢氧化钾-蔗糖(KOSH)溶液和醋酸水溶液分步对实验室制备熟料进行选择性萃取,依次分离硅酸盐相、铁铝酸盐相和中间相矿物,反向富集微量矿物相含量.借助XRD、XRF、SEM-EDS等分析方法对水泥熟料微量含硫矿物相按三步萃取的顺序逐步深入进行分析和讨论.     

转炉渣中熟料率值分析及改组探讨

转炉渣各熟料率值依次按KH、HM、SM和IM只有水泥熟料的50%、50%、25%和10%,各矿物含量中C_3S和C_2S与水泥熟料相反,只有在急冷条件下才有较高的C_3S。通过向转炉渣中添加不同比例的粉煤灰,可促成C_3S和C_3A的生成,硅率和铝率值较之前分别提高了一倍和七倍,铝率值刚好接近C_3A的生成临界条件。     

铁相—石膏固相反应动力学初探

在传统硅酸盐水泥熟料组成系统中,引入SO_3(通常以CaSO_4配料)不仅使所形成的水泥熟料矿物组成不同于硅酸盐水泥,同时也影响其矿物的形成机构及相互依存关系。本文用XRD,化学相分离方法,定量地研究了不同条件下铁相与石膏固相反应动力学特征,从而探讨了高铁水泥中主要熟料矿相C_2A_xF_(1-x)真和C_4A_3S的相对形成能力与温度、组成的关系,为进一步改善高铁水泥性能提供了基本思路。     

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。