赤泥和脱硫石膏制备高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的研究

本文以赤泥、脱硫石膏和石灰石等为主要原料烧制了以硅酸二钙(C₂S)、无水硫铝酸钙(C₄A₃)和铁铝酸四钙(C₄AF)等为主要矿物相的高贝利特硫铝酸盐水泥,研究了煅烧温度、煅烧时间以及原料配比等因素对熟料烧成制度的影响,确定了最佳的煅烧温度为1280℃,煅烧时间为30min;并对烧成熟料进行力学性能测试,其具有较好的早期强度,高贝利特的矿物组成(40%-60%)保证了后期强度的稳定增长,且C₂S含量为45%~50%,C₄A₃含量为25%~30% 时具有较好的抗压强度,28d强度可达48.2MPa;其水化产物主要为钙矾石(AFt)和C-S-H凝胶,还含有少量的单硫型水化硫铝酸钙(AFm)和铝胶(AH₃)。     

利用赤泥研制铁铝酸盐水泥及掺钡活化研究

以粉煤灰、拜尔法赤泥为原料,低温烧制铁铝酸盐水泥,研究不同矿物组成对水泥净浆抗压强度发展的影响,并通过掺入钡泥研究钡对贝利特矿物的活化作用。采用光学显微镜、XRD和SEM分析熟料的矿物形貌、颗粒大小及矿物相对组成。结果表明:制备铁铝酸盐水泥的最佳矿物组成设计为铁铝酸四钙(C4AF)16%,硅酸二钙(C2S)48%,无水硫铝酸钙(C4A3S-)34%,最佳煅烧温度为1 310℃,保温时间为60 min。以钡泥为单一活化剂,掺入钡泥引入Ba2+,结果表明钡泥有活化贝利特相的能力,在试验矿物组成条件下,钡泥最佳掺量为4%。     

利用铁尾矿制备硅酸盐水泥熟料

以铁尾矿、石灰石为原料制备硅酸盐水泥熟料,通过XRD、SEM对铁尾矿硅酸盐水泥熟料的烧成过程和水化产物进行分析。结果表明：熟料在1350℃液相烧结, f-CaO含量迅速降低,C3S大量生成,熟料的主要矿相为C3S、C2S、C3A和 C4AF,与硅酸盐水泥熟料的特征矿物一致。水泥浆体水化3 d时水化产物主要是钙矾石、氢氧化钙和C-S-H凝胶,随着硅酸盐矿物的不断水化,孔洞被填充水化产物,水泥浆体结构越来越致密。铁尾矿配料的硅酸盐水泥的物理性能满足42.5强度等级,表明铁尾矿可以作为原料制备硅酸盐水泥熟料。     

以铅锌尾矿为原料煅烧水泥熟料

以广西河池富源铅锌选矿厂尾矿为主要原料煅烧制备水泥熟料,从不同煅烧温度下熟料成分的差异,水化产物的微观相貌和组成,煅烧过程中重金属的固化与熟料净浆试块的毒性浸出情况,以及熟料净浆试块的力学性能等方面探讨了用该铅锌尾矿制备水泥熟料的适宜工艺条件。试验结果表明:掺有35.4%广西河池富源铅锌尾矿的生料煅烧制备水泥熟料的最佳烧成温度为1 350℃,此时可生成大量有利于熟料强度的C2S和C3S。该水泥熟料的主要水化产物为C—S—H和钙矾石,试块前期强度的主要来源是钙矾石,后期强度的主要来源是C—S—H,C—S—H填满试块内部空隙,增大试块密实度,使试块28 d龄期的抗压强度达到43.68 MPa,与普通硅酸盐水泥P.O 42.5的28d抗压强度指标相当。煅烧过程中Pb的固化率较低,仅为21.16%,而As和Zn的固化率则高达87.61%和91.43%。养护龄期为3 d和28 d的水泥净浆试块浸出液中As、Pb、Zn的含量远低于浸出毒性标准。这种水泥熟料在生产地下胶结充填料的胶结剂方面具有一定潜力。     

含C4A3S矿物硅酸盐水泥充填性能研究

矿山充填胶凝材料对充填效果有重要影响.以普通硅酸盐水泥为基础,结合硫铝酸盐的水化特征,研究开发含C4A3(S-)矿物的硅酸盐水泥.其生产成本低于普通硅酸盐水泥,且水化速度快、早期强度高,尤其是对含水细物料有较好的胶结作用,C4A3(S-)矿物对粉煤灰还有很好的激发作用.它是一种很有前途的充填胶凝材料.     

不同C4AF含量高铁低钙硅酸盐水泥性能研究

以高铁低钙硅酸盐水泥为体系,制备不同铁铝酸四钙(C4AF)设计含量(15%、18%、21%、24%)水泥熟料,研究水泥中不同C4AF设计含量对水泥矿物形成、工作性能、力学性能、水化热等的影响.结果表明,试验烧结制备的水泥熟料矿物组成与设计基本一致.当C4AF含量提高时,抗压强度较同龄期水泥有所降低,水泥水化7d累计放热...     

含铝矿物相在胶凝体系中的水化机理研究进展

含铝矿物相对水泥与工业废渣的水化反应、火山灰活性材质发生土聚反应等过程中形成性能优良的地质聚合物具有不可或缺的作用。综述了含铝矿物相水化铝酸钙（C-A-H）、水化硫铝酸钙（C-A-[S]-H）、水化硅铝酸钙（C-A-S-H）及水化氯铝酸钙（C-A-Cl-H）胶凝体系中铝相的水化机理，对含铝矿物相在这几种胶凝体系中的形成与反应规律进行了总结。高铝水泥中加入合适添加剂可以提高水泥强度和稳定性，铝取代硅导致电荷不平衡，能够强烈吸引并固定重金属等有害离子；铝酸钙与氯离子作用后能够直接对氯离子进行固定，为危险废弃物的稳定化和无害化处理提供了新思路。指出今后应加强含铝矿物相在不同化学组成的胶凝体系中的形成与转变规律研究。     

煤矸石速凝早强水泥的研究

广东省煤炭工业研究所和石鼓矿务局共同研制的煤矸石速凝早强水泥,它的熟料矿物组成以硅酸三钙和硅酸二钙矿物为主,兼有氟铝酸钙和硫铝酸钙等矿物。是一种有发展前途的水泥新品种。它的特点是,利用煤矸石代替粘土(一万吨熟料利用煤矸石三千吨)生产水泥,烧成温度为1250～1350℃,较普通水泥烧成温度低100～200℃,节省燃料(煤耗可降低30～40％),生产工艺简单,凝结较快,     

赤泥制备硫铝酸盐水泥熟料的物相组成及水化性能

以赤泥为主要原料，经配方设计，在1300℃条件下烧制硫铝酸盐水泥熟料。运用X粉晶衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）等手段，对水泥熟料形成历程、水化产物进行分析。结果表明，水泥熟料有较好的易烧性，熟料主要矿物发育良好。水化产物以花瓣状或片状的AFm、短柱状的AFt及C-S-H等胶体为主，浆体结构致密。水泥净浆试块强度测试结果表明，1d，3d，28d龄期的抗压强度分别为42MPa，50MPa，65MPa，抗折强度分别为8．0MPa，8.5MPa，12.5MPa，早期强度较高且增进稳定。     

攀钢钢渣烧制水泥熟料试验

以攀钢钢渣为主要原料,通过掺钢渣生料的易烧性、熟料矿物组成和物理性能测试等试验,研究了大掺量利用低磨矿能耗钢渣烧制水泥熟料的可行性。试验结果表明:不同细度的钢渣在1 250℃和1 300℃下煅烧时,生料易烧性和熟料矿物组成差异明显;在1 350℃和1 400℃下煅烧时基本没有差异。钢渣用量为20%时,在1 350℃下烧成的熟料矿物主要是C_3S、β-C_2S和C_4AF,与通用硅酸盐水泥熟料矿物组成一致,且该条件下不同细度钢渣烧成的熟料物理性能几乎没有影响。该研究证实了大掺量地利用低磨矿能耗的钢渣可以烧制出合格的水泥熟料,对钢渣规模化烧制水泥熟料具有一定的实际意义。     

铁尾矿贝利特硫铝酸盐水泥的制备及性能研究

以首云矿业股份有限公司铁尾矿、低品位矾土等为原料制备铁尾矿贝利特硫铝酸盐水泥,为铁尾矿的高附加值利用探索新的途径。研究结果表明：在生料中铁尾矿、矾土、煅烧石灰石、Al₂O₃、CaSO₄·2H₂O的配比为10∶17∶48∶15∶10,煅烧温度为1 350 ℃,煅烧时间为20 min条件下,可制备出矿物成分以C₄A₃S、C₂S、C₄AF为主,f-CaO含量小于1.5%的铁尾矿贝利特硫铝酸盐水泥熟料。向该熟料中配入与其质量比均为8%的天然石膏和石灰石制成水泥,再按胶砂比为1∶3、水胶比为0.6制成水泥胶砂,胶砂的3 d抗压强度达38.1 MPa、28 d抗压强度达52.5 MPa。     

用低硅铁尾矿制备贝利特水泥

以湖北某地铁尾矿为主要原料进行了制备贝利特水泥的研究,考察了原料配比、煅烧温度和活化剂石膏掺量对水泥熟料性能的影响。结果表明：以质量分数为30.90%的铁尾矿和69.10%的石灰石为原料,在1 350 ℃煅烧1 h,再添加相当于熟料质量0.60%的活化剂石膏,制得的贝利特水泥3、28 d的强度指标达到了PI42.5R水泥的要求,且其主要矿物种类与传统硅酸盐水泥相一致,但贝利特矿物的含量明显超过传统的硅酸盐水泥。     

以粉煤灰、赤泥低温烧制贝利特-硫铝酸盐水泥

以粉煤灰、拜耳法赤泥为原料低温烧制贝利特-硫铝酸盐水泥,研究不同烧结温度、保温时间对水泥工作性能、力学性能的影响,借助光学显微镜和XRD分析熟料的矿物形貌、颗粒大小及各矿物相对含量。结果表明:水泥的最佳烧结温度为1300℃,最佳保温时间为60 min。烧结温度过低或保温时间过短时,熟料矿物形成不完全,贝利特相晶粒尺寸较小,气孔率较高;烧结温度过高或保温时间过长时,贝利特相的水化活性因晶粒尺寸增大而降低,少量硫铝酸钙分解,以上均不利于水泥工作性能和力学性能的发挥。     

利用污泥焚烧灰烧制硅酸盐水泥熟料研究

利用生料内掺污泥焚烧灰烧制硅酸盐水泥熟料。通过生料易烧性试验确定熟料煅烧温度为1400℃,研究了不同污泥焚烧灰掺量的熟料SO3含量、熟料强度、XRD图谱和SEM照片。结果表明,适量的污泥焚烧灰能改善熟料的易烧性,促进熟料矿物形成和发育,熟料矿物组成与硅酸盐矿物熟料基本一致,熟料强度发展良好。采用4%的污泥焚烧灰掺量进行熟料生产实践,测试结果表明熟料物理性能优良,利用污泥焚烧灰煅烧水泥熟料技术可行。     

充填开采复合胶结材料理化与力学性能试验研究

根据水泥复合化原理,采用试验配比的方法,选取常用的复合硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和二水石膏进行配比试验,研究复合胶结材料的水化机理、水化产物特征和主要指标性能,得到复合胶结材料的最优配比。研究结果表明,复合胶结材料水化早期生成钙矾石,起到早强快凝作用,中期及后期产物以水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙凝胶为主,且与钙矾石交织成致密结构,增加材料抗压性能;复合胶结材料的标准稠度用水量随硫铝酸盐水泥和石膏掺量的增加而增加,凝结时间随硫铝酸盐水泥掺量的增加而缩短,其抗压强度均高于基础组分复合硅酸盐水泥的强度;复合胶结材料最优配比为硫铝酸盐水泥掺量不宜超过15%,二水石膏掺量不宜超过10%。采用复合胶结材料制成的膏体材料各项指标满足工程的需要。     

矿相煤矸石C_(11)A_7·CaF_2和C_4A_3快硬喷射水泥的试验研究

利用工业废渣煤矸石烧制矿山及地下工程用喷射水泥,该水泥含快硬矿相C11A7·CaF2,C4A3S和C3S,C2S.C11A7·CaF2和C4A3S水化产物提供早期强度,C3S和C2S水化产物保证中后期强度.该水泥初凝5min,终凝10min,4h后强度为7MPa;中后期强度稳定增长,凝结时间和强度满足喷射要求.     

C11A7·CaF2和C4A3(S)矿相煤矸石快硬喷射水泥的试验研究

利用工业废渣煤矸石烧制矿山及地下工程用喷射水泥,该水泥含快硬矿相C11A7*CaF2,C4A3S和C3S,C2S.C11A7*CaF2和C4A3S水化产物提供早期强度,C3S和C2S水化产物保证中后期强度.该水泥初凝5 min,终凝10 min,4 h后强度为7 MPa;中后期强度稳定增长,凝结时间和强度满足喷射要求.     

煤矸石灌浆材料的水化反应机理

对煤矸石灌浆材料的水化机理进行了分析,发现浆材的水化物主要为CSH凝胶、CH晶体、水化铝酸钙以及水化硫铝酸钙(AFt)等,同时还有未水化的活性矿物晶相,可以保证结石体强度有继续增大的趋势。结果表明,煤矸石采用低温煅烧、机械活化、化学活化、晶种活化等活性激发措施后,再加入ZGW复合激发剂,适合作为灌浆材料。     

加碱低温煅烧玻屑凝灰岩制备无熟料水泥

加碱低温煅烧玻屑凝灰岩制备无熟料水泥,初步优化了制备工艺并通过SEM和XRD分析探讨了胶凝机理。通过在该凝灰岩中掺加烧碱或纯碱低温煅烧,然后掺入占煅烧料15%的Ca(OH)2和30%的Ca SO4·2H2O,制得具有适当强度且抗水性良好的无熟料水泥。石膏的加入能有效提高水泥强度,加碱可降低煅烧温度,从无碱煅烧时的700℃降低至加碱煅烧时的300℃并提高胶凝活性,烧碱比纯碱更为有效。随着Na OH增加至凝灰岩的8%,水泥抗压强度增加至基本稳定。SEM与XRD分析均表明,水泥水化时并未生成结晶水化物。     

含磁黄铁矿尾矿在硅酸盐水泥中的应用

本实验旨在利用含磁黄铁矿尾矿生产硅酸盐水泥熟料,将有害元素硫固化在水泥中.结果表明,该尾矿可在较宽的组成范围内形成硅酸盐水泥熟料.水泥熟料凝结时间正常,早期强度较高,后期稳定增长.尾矿中所含的S2在水泥熟料煅烧过程中以SO42-形式固化在水泥熟料中,在1000℃左右固硫量最大.生产实际中以掺入3％尾矿配料为佳.