贝利特-硫铝酸钡钙水泥的煅烧及其性能

采用正交试验方法研究了贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的煅烧条件.实验表明:该水泥熟料的最佳煅烧温度为1 350℃,保温时间为90min,冷却方式是急冷.同时发现,水泥中石膏的最佳掺量为5%(质量分数).所制备的贝利特-硫铝酸钡钙水泥的3 d和28 d抗压强度分别为26A MPa和80.4MPa,显示有良好的早期力学性能;石膏能促进该水泥的水化硬化,增加钙矾石在水化早期的形成数量,这是水泥早期强度提高的主要原因.对水泥熟料及其水化产物的组成、结构和形貌进行了分析.该水泥熟料的主要矿物组成为贝利特、阿利特和硫铝酸钡钙,主要水化产物有水化硅酸钙凝胶、钙矾石和氢氧化钙等.     

贝利特-硫铝酸钡钙水泥的微观结构和力学性能

贝利特-硫铝酸钡钙水泥是一种新型的水泥材料,通过在贝利特熟料矿物体系中引入硫铝酸钡钙矿物,达到提高贝利特水泥早期强度的目的.研究了过量掺加SO3和BaO对贝利特-硫铝酸钡钙水泥性能的影响.研究结果表明:熟料中SO3和BaO最佳过掺量(质量分数)分别为50%和80%,制得的贝利特-硫铝酸钡钙水泥的3 d和28 d抗压强度分别达到27.0MPa和85.6MPa,展现了良好的力学性能.SO3和BaO的掺入促进了硫铝酸钡钙矿物的形成,同时对阿利特在低温下形成及对贝利特矿物的活化起到了重要作用.     

贝利特-硫铝酸钡钙水泥性能的试验研究

试验研究了贝利特-硫铝酸钡钙水泥的性能，结果表明：该水泥具有较高的早期强度和长期强度，当其石膏掺量为10％时。3d、7d、28d和90d净浆抗压强度分别达到了45．0、61．9、82．1和85．6MPa。该水泥安定性良好，抗渗能力强，抗硫酸盐侵蚀能力强，其抗蚀系数大于1。该水泥在水化早期（14d内）膨胀率增加较快，而水化后期膨胀趋于稳定，且随石膏掺量的增加。其膨胀率逐渐增加。     

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。     

养护温度对贝利特-硫铝酸钡钙水泥水化的影响

通过水化程度测试、抗压强度测试、XRD及SEM分析,研究了养护温度对贝利特-硫铝酸钡钙水泥水化程度、力学性能和水化产物的组成及其结构的影响,并将实验结果与普通硅酸盐水泥的相关性能进行比较.结果表明:养护温度对贝利特-硫铝酸钡钙水泥的早期水化影响较大,适当提高养护温度对贝利特-硫铝酸钡钙水泥的早期水化具有显著的促进作用,而对后期水化影响较小.养护温度从5 ℃提高到35 ℃时,该水泥3 d水化程度由31.57%提高到62.56%,水化3 d抗压强度由28.1 MPa增强到52.7 MPa.与普通硅酸盐水泥相比,贝利特-硫铝酸钡钙水泥早期抗压强度受养护温度的影响更大.     

阿利特-硫铝酸钡钙水泥的合成与力学性能

用正交试验法选择熟料率值和煅烧温度为影响因素,研究了阿利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的合成条件与力学性能,并与相同组成的硅酸盐水泥的性能进行比较。结果表明：当硫铝酸钡钙矿物的质量分数为6．0％时,与其复合的硅酸盐水泥熟料的优选硅率、铝率和石灰饱和系数分别为2．5．1．5和0．92,适宜的煅烧温度为1380℃左右。在上述条件下制备的阿利特-硫铝酸钡钙水泥1d和3d的抗压强度分别达到20MPa和60MPa,比相同组成硅酸盐水泥的早期强度明显提高,其28d的抗压强度与硅酸盐水泥的持平。利用X射线衍射、扫描电镜与能谱分析等测试手段分析了阿利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的组成和结构。     

石膏对贝利特-硫铝酸钡钙水泥强度和硬化浆体结构的影响

研究了石膏对贝利特-硫铝酸钡钙水泥强度和硬化浆体结构的影响.结果表明:贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的矿物组成主要有C3S、C2S、C,A、C4AF和C2.7B1.25A3S;当水泥中石膏掺量为10%时,贝利特-硫铝酸钡钙水泥的3d、7 d、28 d和90 d抗压强度分别达到了45.0、61.9、82.1和85.6 MPa;贝利特.硫铝酸钡钙水泥的水化产物主要有AFt、Ca(OH)2、C-S-H凝胶等,随石膏掺量的增加,AFt的数量逐渐增加,水化后期的Ca(OH)2数量逐渐减少.用XRD和SEM来分析硬化水泥浆体组成和结构.     

阿利特-硫铝酸钡钙水泥材料制备技术的研究

通过正交试验研究制备阿利特-硫铝酸钡钙水泥材料。结果表明：阿利特和硫铝酸钡钙矿物能够共存于同一熟料体系,这为合成阿利特一硫铝酸钡钙水泥材料奠定了重要基础;对该熟料力学性能影响程度最大的因素是矿物设计比例,其次是煅烧温度,各因素的最佳水平分别为矿物设计比例C3S：C2S：C2.75,5B1.25A3S^-=15：15：65。煅烧温度为1350℃,Fe2O3掺加量为1％,CaF2掺加量为2％;同时,在最佳水平条件下制备的熟料1d,3d和28d抗压强度分别达到51．7MPa,77．0MPa和79．5MPa,展现出良好的早期力学性能。同时利用XRD和SEM-EDS对熟料矿物组成及结构进行了分析。     

CaF2 对贝利特-硫铝酸钡钙水泥性能的影响

采用化学纯试剂为原料,将硫铝酸钡钙矿物引入到贝利特熟料矿物体系中,合成了贝利特-硫铝酸钡钙水泥.本文主要研究了 CaF2 对熟料矿物组成和水泥性能的影响.研究结果表明,CaF2 能够加快熟料中f-CaO的吸收,促进C2.75B1.25A3(S)矿物形成,提高水泥的早期强度.当CaF2 在熟料中的掺人量为0.6%时,贝利特.硫铝酸钡钙水泥的 3d 和 28d 抗压强度分别达到 26.8 MPa和 83.4 MPa,展现了良好的力学性能.利用 XRD,SEM-EDS 和岩相分析等测试手段分析了水泥熟料的组成和结构.     

阿利特-硫铝酸钡钙水泥的性能

研究了熟料矿物组成、石膏掺量和环境温度等对阿利特-硫铝酸钡钙水泥浆体的流变性和砂浆干缩性的影响.结果表明:阿利特-硫铝酸钡钙水泥的新拌浆体属于Bingham型流体,水泥浆体的屈服应力和黏度受熟料中硫铝酸钡钙矿物含量变化的影响较大,随石膏掺量的增加和环境温度的增高而减小;阿利特-硫铝酸钡钙水泥具有一定的微膨胀性能,其砂浆的干缩性能优于硅酸盐水泥砂浆.在水泥中掺入矿渣可以提高阿利特-硫铝酸钡钙水泥的致密度,改善其干缩性能.     

海水对高贝利特硫铝酸盐水泥水化过程和力学性能的影响

研究了海水拌和与海水养护条件下高贝利特硫铝酸盐水泥(HB-CSA)和普通硅酸盐水泥(OPC)胶砂的抗压强度和抗折强度,采用等温量热法、X射线衍射分析法和热重分析法表征了两种水泥的水化过程和水化产物,分析了海水对HB-CSA水化过程和力学性能的影响。结果表明:海水拌和未明显影响HB-CSA的早期水化过程,海水拌和与海水养护未改变其主要水化产物类型;海水拌和显著加快了OPC的早期水化,海水中的氯盐与OPC的水化产物反应,导致水化氯铝酸钙(Friedel盐)的生成。海水拌和与海水养护对HB-CSA的抗压强度影响较小,但降低了OPC的后期抗压强度。海水养护对HB-CSA和OPC抗折强度的提高较为明显,钙矾石(AFt)含量的增加是抗折强度提高的主要原因。HB-CSA的水化产物中未见Ca(OH)₂和单硫型水化硫铝酸钙(AFm),避免了海水侵入后过量CaSO₄·2H₂O和AFt生成造成的混凝土膨胀开裂和强度下降的危害。     

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.     

高贝利特硫铝酸盐水泥改性白水泥的物理力学性能与水化作用

白色硅酸盐水泥(白水泥)具有较好的白度,是一种具有装饰效果的胶凝材料。针对该种水泥凝结时间长、早期强度发展慢及收缩变形较大等问题,采用高贝利特硫铝酸盐水泥对白水泥进行改性,系统研究了掺入10%~30%(质量分数)的高贝利特硫铝酸盐水泥对白水泥凝结时间、胶砂强度和自由膨胀率的影响。使用水化微量热仪、XRD、TGA、SEM等方法对复合胶凝体系水化过程、水化产物和微观形貌进行分析。结果表明:高贝利特硫铝酸盐水泥增大了白水泥水化放热率,显著缩短了白水泥的凝结时间;改性后的白水泥水化产物生成了大量的AFt,穿插生长在C-S-H凝胶中,消耗掉了部分Ca(OH)₂,使结构更加致密,强度更高,膨胀性能更好。     

硫铝酸盐与硅酸盐矿物合成高性能水泥

主要阐述以硅酸盐矿物阿利特(C3S)或贝利特(C2S)与硫铝酸盐矿物硫铝酸钙(C4A3S↑-)或硫铝酸钡钙[C(B)1A3S↑-]为主导矿物的复合型水泥的组成设计、低温合成技术及其性能与应用,同时还阐述了具有突出快硬旱强特点的硫铝酸钡钙矿物的性能以及由该矿物复合成的新型水泥的研究进展,对以阿利特-硫铝酸钡钙为主导矿物的新型高胶凝性水泥的发展前景进行了展望。     

高贝利特硫铝酸盐水泥活化研究进展

基于我国提出的“双碳”战略目标,水泥行业应针对其高碳排放问题制定脱碳计划,因此,低碳水泥的研发和应用迫在眉睫。高贝利特硫铝酸盐水泥是一种在节能减排的同时能够资源化利用含铝工业废弃物的新型低碳水泥,未来也将会是一种具有高强度的低成本水泥。因此,高贝利特硫铝酸盐水泥的研发促进了水泥行业的绿色化发展。然而,水泥矿物组成中高活性无水硫铝酸钙含量较低,导致水泥石早期强度较低。对水泥早期活性进行研究可提升水泥强度,进而扩大其应用范围。本文通过简述高贝利特硫铝酸盐水泥的组成、特点和研究现状,从水泥主要矿物硅酸二钙、无水硫铝酸钙的活化和水泥矿物组成设计优化三个方面总结了影响高贝利特硫铝酸盐水泥活性的因素,旨在为高性能水泥的研制提供理论指导。     

利用低品位铝矾土和铸造废砂制备高贝利特硫铝酸盐水泥的研究

采用正交试验研究利用低品位铝矾土、铸造废砂、石灰石、石膏等原料制备高贝利特硫铝酸盐水泥的煅烧条件.对生料热稳定性、水泥熟料组成及其水化产物形貌等进行测试表征.可初步确定熟料的煅烧温度范围在1250～1360℃,该水泥熟料的主要矿物组成为贝利特和无水硫铝酸钙,用X-射线K值法定量分析熟料物相组成与理论计算值基本接近.该水泥的主要水化产物有钙矾石、水化硅酸钙凝胶、单硫型水化硫铝酸钙等.实验研究表明:煅烧温度1300℃,保温时间90 min,急冷,制得的高贝利特硫铝酸盐水泥凝结时间短,初凝时间30 min,终凝仅40 min,28 d水泥净浆强度可达65.4 MPa,胶砂强度与市售42.5硫铝酸盐水泥相比,早期强度比较接近,后期强度高出10％.     

硬石膏和脱硫石膏对低钙硫铝酸盐水泥熟料 性能的影响

研究了不同掺量硬石膏和脱硫石膏对高贝利特硫铝酸盐水泥熟料抗压强度、水化放热和水化产物的影响。结果显示：无论硬石膏或者脱硫石膏,当掺量为15%时,熟料的抗压强度达到最大值;当硬石膏掺量小于5%时,对熟料具有一定的缓凝作用,随着掺量的增加,硬石膏的加入会促进熟料的水化;当加入脱硫石膏时,同样促进了熟料的水化反应进程,与硬石膏相比,脱硫石膏在低掺量时并未有缓凝作用,且力学性能相差较小,由此可见利用脱硫石膏调控高贝利特硫铝酸盐水泥熟料性能是可行的。