Q相-C2S-C4AF-C12A7系列水泥形成的研究

通过研究Q相与C2S和Q相与C4AF的共存条件,构造Q相-C2S-C4AF水泥系统,对此系统水泥形成条件进行研究.研究表明:Q相与C2S和Q相与C4AF能够共存,可以组成Q相-C2S-C4AF-C12A7水泥系统.在Q相-C2S-C4AF-C12A7水泥系统中,Q相在1270℃开始生成,随着温度的升高,Q相的生成量逐渐增大;采用V2O5对β-C2S具有较好的稳定作用.随着C4AF量的增加,Q相的量也在增加,同时,烧成温度降低.     

Q相贝利特水泥的烧成条件及抗压强度

研究了6CaO·4Al2O3·MgO·SiO2(C6A4MS,Q相)与贝利特(2CaO·Sio2,C2S)的烧成条件,制备了Q相-C2S-七铝酸十二钙(12CaO·7Al2O3,C12A7) 水泥,探讨了水泥形成条件并检测了抗压强度。研究表明:Q相与C2S能够共存,并组成Q相-C2S-C12A7水泥系统。在Q相-C2S-C12A7水泥系统中, Q相在1270℃开始生成,随着温度的升高,Q相的生成量逐渐增大,1320℃时开始融化,微量的BaO对β-C2S具有较好的稳定作用;Q相-C2S-C12A7 系统水泥的早期强度高,中后期强度有一定的提高。     

高铝水泥系统中硅铝酸二钙向Q相的转变

采用分析纯的化学原料,将高铝水泥中的惰性成分硅铝酸二钙(C2AS,又称钙铝黄长石)转化为水化活性良好的Q相,组成Q相-铝酸-(CA)-七铝酸十二钙(C12A7)水泥系统．并研究转变前后两系统的抗压强度。结果表明：高铝水泥系统中的C2AS,在加入MgO和系统补钙的条件下,经过高温煅烧能够转化为Q相,高铝水泥系统CA-二铝酸-钙(CA2)-C2AS变化为Q相CA-C12A7。Q相-CA-C12A7的烧成温度为1260～1300℃．保温时间为30～60min。组成为Q相-CA-C12A7水泥的抗压强度比组成为CA-CA2-C2AS的高,而且其后期强度持续发展。     

微量组分对高铝水泥系统中Q相形成的影响

研究微量组分Fe2O3和P2O5等对Q相-铝酸-钙（CA）-七铝酸十二钙（C12A7）高铝水泥系统中Q相形成的影响。结果表明;Q相-CA-C12A7高铝水泥系统中,掺加微量的Fe2O3抑制Q相的生成,并降低系统的熔点,降低系统的烧成温度。掺加微量的P2O5时,能够促进Q相的形成,P2O5的量过多,会抑制Q相的生成。掺加微量Fe2O3后,Q相-CA-C12A7各龄期的抗压强度略有减少。掺加微量的P2O5后,该水泥各龄期的抗压强度略有增加。     

含C_4A_3早强矿物的硅酸盐水泥熟料体系的研究

研究了在硅酸盐水泥熟料中引入C4A3的条件、生料的易烧性、适宜的煅烧温度及水泥的性能。研究结果表明,合理的矿物组成、掺入适量的石膏和助熔剂是实现C3S-C4A3共存的前提条件。通过在C3S-C4A3S-C2S-C4AF熟料体系中引入5%～20%的C4A3S,所制备的熟料体系具有良好的强度性能,其3d强度在15～30MPa,7d强度在25～40MPa,28d强度在45～65MPa之间。     

Q相-CA-C12A7体系水泥材料的初步研究

在前人研究Q相合成基础上,采用正交实验的方法,研究了Q相-CA-C12A7体系水泥的烧成条件及水化性能.研究结果表明:在Q相-CA-C12A7系统中,Q相的形成温度在1260～1340℃之间;Q相-CA-C12A7系统水泥烧成的最佳条件是温度为1320℃,保温时间为40min.此水泥具有早期强度高,中期强度提高快,后期强度不发生倒缩.     

新型Q相高铝水泥的烧成条件

将高铝水泥中的惰性成分硅铝酸二钙(C2AS)转化为水化活性良好的Q相,组成Q相-铝酸-钙(CA)-七铝酸十二钙(C12A7)高铝水泥系统,对此系统的烧成条件进行研究。研究表明：在Q相-CA-C12A7高铝水泥系统中,Q相在1260℃开始生成,随着温度的升高,Q相的生成量逐渐增大。在1300℃时,随着保温时间的延长,Q相的生成量逐渐增大;超过1300℃,试样开始融化;Q相-CA-C12A7高铝水泥具有早期强度高,中后期强度仍在发展且不倒缩等特点。     

基于CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3-SO3系统的水泥熟料矿物研究

采用石灰石、硬石膏、粉煤灰、硅石为原料,研究了固定铝硫比（P=3.82）条件下,氧化铝含量为10%时,碱度系数和煅烧温度对CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3-SO3系统水泥熟料矿物烧成的影响。结果表明,碱度系数为1.2,煅烧温度范围为1375~1425℃时制得的水泥为高贝利特硅酸盐水泥;C4A3S分解生成了C3A,而非C12A7;在SO3和C3A存在的条件下,促进C3S在低温下形成,部分C3S在高温下分解为α＇-C2S;水泥熟料的矿物形貌未发生明显的变化。     

非晶态C12A7矿物对水泥早期凝结硬化的影响及作用机理

非晶态C12A7具有更高的、亚稳态化学能,具有较快的水化速率,少量的存在能够加速水泥的凝结硬化.本试验研究非晶态C12A7矿物对普通硅酸盐水泥(OPC)的性能影响,重点探究了C12A7与OPC中SO3的比例在0~2.0时,对OPC的凝结时间、流动度、早期抗压强度等性能的影响,并通过灰色关联度法进行C12A7/SO3优选,对最优比例试样采用水化放热、XRD、SEM等表征手段分析其微观机理.结果表明:非晶态C12A7的掺入能够加速OPC的凝结硬化并降低其流动度;不同的C12A7/SO3对OPC胶砂早期强度的贡献程度分别不同,C12A7/SO3为0.4时能够显著优化OPC的早期性能;C12A7的掺入能够加速OPC中C3S、C2S的水解,反应生成的钙矾石、C-S-H凝胶及氢氧化钙等水化产物胶结在一起,从而起到早强作用.     

B_2O_3和CaF_2对C_3S-C_(2.75)B_(1.25)A_3-C_2S-C_3A水泥熟料矿物体系力学性能影响

研究了B2O3和CaF2对C3S-C2.75B1.25A3S珚-C2S-C3A熟料矿物体系的组成、结构与力学性能的影响。研究结果表明:在该熟料体系中C3S,C2.75B1.25A3S珔,C2S和C3A的适宜含量分别为50%,10%,25%和15%,B2O3和CaF2的适宜掺量为2%和1.5%。在最佳组成和制备工艺条件下,合成的阿利特-硫铝酸钡钙水泥的1d,3d和28d抗压强度分别达到18MPa,48MPa和95MPa以上,展现了良好的早期力学性能。同时,掺加CaF2能有效降低熟料中游离氧化钙的含量,促进阿利特在低温条件下形成。利用SEM-EDS,XRD等测试手段对熟料的组成、结构及性能进行了分析。     

氧化锌对高胶凝性水泥熟料矿物形成及强度的影响

采用工业原料配料，对以硅酸三钙（C3S，C=CaO，S=SiO2）、硫铝酸钙（C4A3 S^-，C=CaO，A=Al2O3，S^-=SO4^2-）为主导矿物的含C4A3 S^-矿物硅酸盐水泥熟料的矿物形成及其强度进行了研究。借助X射线衍射和热重一差热分析研究了矿物形成过程；探讨了微量元素ZnO对熟料性能的影响及在熟料体系中的固溶情况。研究结果表明：生料中掺入ZnO可使C4A3 S^-和CaS等矿物通过低温反应形成，共存于同一熟料体系中，并可提高熟料的强度；过高的ZnO含量亦会降低C4A3 S^-矿物的分解温度。     

Texaco气化炉渣制备硅酸盐水泥的研究

以Texaco气化炉渣、石灰石、粘土和铁粉为原料制备硅酸盐水泥熟料,分别采用X射线衍射仪、金相显微镜对该熟料的物相以及岩相结构进行分析,掺加适量石膏后,依据国标检测水泥的标准稠度用水量、安定性、凝结时间以及龄期强度,推断出制备水泥的标号.结果表明:(1)制备的水泥熟料主要矿相为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁酸钙.(2)当粘土加入量为5%,烧成温度为1450℃时,烧制的水泥28 d抗折强度、抗压强度分别为8.0 MPa、50.9 MPa,可推断其标号为42.5水泥.     

高碱硅酸盐水泥熟料的SEM研究

采用扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）,观察和分析了熟料中的矿物形貌和化学组成,探讨了碱在熟料中的存在形式.研究结果表明,在高碱熟料中可以观察到有明显的硫酸盐存在,如Na2SO4,K2SO4,CaSO4或CaSO4·K2SO4;高碱熟料中碱更易进入硅酸盐矿物和铝酸盐矿物中,分别形成KC23S12、NCBA3;熟料中的碱（R2O）有一部分固溶在硅酸盐矿物和铝酸盐矿物中.     

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.     

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。     

硫酸钠盐结晶对混凝土破坏的影响

研究了Na2SO4盐结晶对干湿循环作用下混凝土剥蚀破坏、膨胀率和强度的影响,以及降温作用下Na2SO4溶液体积膨胀率和结晶压的变化.结果表明:Na2SO4盐结晶产生的混凝土膨胀和剥蚀破坏随着盐浓度和干湿循环次数的增加明显增大,且超过一定循环次数后,经干燥后的混凝土非但不收缩,反而继续膨胀.在降温作用下,Na2SO4溶液盐结晶体积膨胀率和结晶压随着盐浓度增加显著增大,且开始出现膨胀和结晶压的温度也提高,其产生的盐结晶压可超过7MPa,足以引起混凝土破坏.