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...     

赤泥和脱硫石膏制备高贝利特硫铝酸盐水泥熟料

以赤泥、脱硫石膏和石灰石等为原料,通过添加一定量的砂岩和高铝石,烧制了以硅酸二钙(C2S)、无水硫铝酸钙(C4A3S)和铁铝酸四钙(C4AF)等为主要矿物的高贝利特硫铝酸盐水泥熟料。研究了煅烧温度、煅烧时间以及原料配比等因素对熟料性能的影响,确定了最佳的煅烧温度为1 280℃,煅烧时间为30 min,低于普通硫铝酸盐水泥熟料100℃左右;并将烧成熟料按标准方法成型,水化至一定龄期后进行力学性能测试,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%、C4A3S含量为25%~30%时具有较好的抗压强度,28 d强度可达48.2 MPa;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)。     

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)。     

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。     

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。     

金尾矿固化氯离子的机理研究

以火山灰质金尾矿为原材料,通过机械力活化和复合活化工艺（将机械力活化后的金尾矿进行热活化）激发尾矿硅铝活性,采用XRD、SEM、FT-IR测试手段测试水化产物,分析了胶凝材料水化机理及其对氯离子的固化机理。试验结果表明:由粉磨60 min再经750℃热活化1 h的金尾矿粉组成的胶凝材料固氯效果良好,胶砂块力学性能更加优异,活性尾矿粉的掺入促进了铝酸三钙（C₃A）、铁铝酸四钙（C₄AF）等矿物与氯离子化学结合生成Friedel盐的能力,同时掺入复合活化金尾矿粉的试样中有更多能吸附氯离子的硅酸钙凝胶（C-S-H）和钙矾石（AFt）产物,试样密实度提高的同时其固化氯离子的能力也提升。      

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。     

铁尾矿基多固废矿物掺和料耦合活化机理分析

采用NaOH、Ca(OH)₂为化学激发剂,研究其对铁尾矿基多固废矿物掺和料抗压强度的影响及活化机理。结果表明,掺入0.8%的Ca(OH)₂,铁尾矿基多固废矿物掺和料28 d抗压强度最大,为43 MPa;活性指数最大,为98.6%。通过热重-差热分析(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)研究Ca(OH)₂对铁尾矿多固废矿物掺和料的活化机理,发现Ca(OH)₂促进锂渣和粉煤灰在不同时期发生火山灰反应,生成水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和钙矾石(AFt);铁尾矿活性较低,在整个体系中起填充作用。     

磷石膏与低品位矾土制备高贝利特-硫铝酸盐水泥

利用磷石膏和低品位矾土制备高贝利特-硫铝酸盐水泥,研究了熟料的最佳煅烧工艺制度及配入过量磷石膏对水泥性能的影响。结果表明：在1300℃保温0.5 h,烧制出性能良好的高贝利特-硫铝酸盐水泥熟料,3 d和28 d水泥净浆抗压强度分别可达54.1 MPa和59.1 MPa;过量磷石膏形成的高温硬石膏能起到后掺石膏的作用,对水泥早期力学性能无不利影响。     

钢渣尾泥和电炉渣中磷的赋存状态EPMA分析

高磷钢渣中磷的存在状态非常复杂,导致其作为混凝土掺合料时对水泥的水化过程和水化产物的影响都较为复杂。主要利用电子探针X射线显微分析仪(EPMA)对钢渣尾泥和电炉渣中磷的赋存状态进行了深入研究,为钢渣尾泥和电炉渣在建筑胶凝材料中的大掺量利用及其中磷元素的有效控制提供理论指导。研究表明:钢渣尾泥和电炉渣的主要矿物组成为硅酸二钙(Ca_2SiO_4)、硅酸三钙(Ca_3SiO_5)、氢氧化钙(Ca(OH)_2)、方解石(CaCO_3)、氧化亚铁(FeO)和RO相(MgO、FeO和MnO的固溶体),钢渣尾泥中还含有水化硅酸钙(C-S-H凝胶);钢渣尾泥和电炉渣中P_2O_5的含量分别为1.741%和1.834%;钢渣尾泥和电炉渣中磷主要以固溶体的形式富集于硅酸二钙(Ca_2SiO_4)和硅酸三钙(Ca_3SiO_5)等硅酸盐物相中,P_2O_5的含量为3.195%~7.513%。     

煤矸石增钙活化处理研究

采用X射线衍射分析方法系统研究了高温活性区不同氧化钙掺量时煤矸石增钙活化处理过程的影响,结果表明:当煅烧温度在1100～1150℃时,且CaO掺入量较低的情况下(生石灰的掺量≤25%),能生成相对较多的硅酸盐活性矿物:当煅烧温度高至1200℃以上时,不适宜煤矸石进行增钙煅烧处理,其中,当CaO的掺入量较高时(生石灰的掺量≥30%),即能生成较多的C2AS矿物,该种矿物对煤矸石活性的表现极为不利.扫描电镜分析结果表明,增钙活化后煤矸石的微观结构呈疏松状态.力学强度试验结果表明,经过增钙活化处理的煤矸石胶凝性能明显提高.     

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。     

适用于-5℃环境的灌浆材料制备及其性能研究

通过复掺硫铝酸盐水泥(CSA)、铝酸盐水泥(CAC)改进灌浆材料在负温环境下的性能,研究-5℃环境下CSA、CAC对灌浆材料流动性、凝结时间、抗压强度及竖向膨胀率的影响,结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段表征浆体微观结构变化.结果表明,掺入CSA、CAC能显著提高普通硅酸盐水泥(OPC)灌浆材料早期强度...     

矿渣对OPC-CAC-C(Sˉ)三元体系耐海水侵蚀性能影响

本试验对加入矿渣后的普通硅酸盐水泥(OPC)-铝酸盐水泥(CAC)-石膏(C(Sˉ))三元体系的抗海水侵蚀性能进行研究.通过比较海水侵蚀后不同矿渣掺量对砂浆质量、抗压强度、孔隙率及氯离子渗透量的影响,采用X射线衍射(XRD)仪对侵蚀后产物进行表征,分析掺入矿渣后复合胶凝体系耐海水侵蚀性能的机理.结果表明,掺入矿渣可明显...     

金矿尾矿制备贝利特水泥的试验研究

以金矿尾矿为主要原料,配以石灰、石膏、铝钒土等辅料,通过试验优选出最佳原料配比,在煅烧温度1280℃、保温40 min等条件下制备出贝利特水泥;对制备的贝利特水泥化学成分、矿物组分、形貌和性能进行了表征;结果表明:贝利特水泥的性能优于普通矿渣硅酸盐水泥,达到325普硅水泥的标准,所研究成果可拓宽金尾矿资源的利用途径。     

稀土尾矿配料煅烧硅酸盐水泥熟料的实验研究

针对稀土尾矿堆存量大、难以利用的问题,提出将其用于配烧硅酸盐水泥熟料的利用技术路线.通过同步热分析和易烧性实验研究稀土尾矿对水泥熟料烧制的影响,根据XRD、SEM和物理性能检测研究水泥熟料的物相组成、微观形貌和技术指标.结果 显示,稀土尾矿具有促进碳酸钙分解和降低水泥熟料矿物形成温度的作用;煅烧温度为1400℃时稀土尾矿配烧的水泥熟料游离氧化钙含量低,主要矿物为硅酸三钙、β-硅酸二钙和铁铝酸四钙,与典型硅酸盐水泥熟料组成和结构特征一致,而且主要物理性能符合GB/T 21372-2008规定的技术指标要求,表明稀土尾矿可以作为原料制备硅酸盐水泥熟料.     

鞍钢脱硫扒渣组成特性研究

以鞍钢集团一炼钢厂的脱硫扒渣为代表,采用粒度组成分析、化学多元素分析、X射线衍射（XRD）分析、扫描电镜（SEM）分析、铁物相分析等检测方法研究了鞍钢脱硫扒渣的组成特性。研究结果表明：鞍钢脱硫扒渣中的主要有用元素为铁,品位达54.18%;主要有害元素为硫,品位达1.01%。脱硫扒渣中所含的主要物相有金属铁、磁铁矿、铁酸盐类、硅酸盐类以及铝酸盐类等,其中金属铁和磁铁矿中的铁占总铁的61.88%。硫主要赋存在硫化钙和硫酸盐矿物中。铁主要分布在粗粒级中,硫主要分布在粗粒级和细粒级中。     

铁尾矿粉对干粉砂浆性能的影响及机理分析

为了研究不同比例铁尾矿粉掺量对干粉砂浆和易性、力学性能以及微观机理的影响,采用白象山铁尾矿粉作为研究对象,以不同比例替代干粉砂浆中机制砂和水泥的用量进行试验。研究结果表明：在粉体材料和机制砂总量保持不变的情况下,随着铁尾矿粉替代率的增加,干粉砂浆力学性能逐渐降低;铁尾矿粉以10%的比例替代机制砂,满足M20砂浆和易性及力学性能要求且性能最优;当铁尾矿粉对机制砂和水泥替代率达到30%时,满足M5砂浆和易性和力学性能要求。早期掺入铁尾矿粉能够加速水泥的水化,提高水化程度,生成更多的氢氧化钙;铁尾矿粉中的硅氧断键和铝氧断键在Ca(OH)₂作用下发生重聚反应,生成以硅酸钙、硅铝酸钙为主要成分的复盐矿物;掺入铁尾矿粉后,砂浆结构较为松散,强度降低。在10%～30%掺量替代机制砂和水泥的情况下,干粉砂浆能符合标准规范要求。     

矿物掺合料对水泥孔溶液碱度和强度影响及机理研究

对比研究了粉煤灰、矿粉等矿物掺合料种类、掺量,对不同养护龄期复合水泥浆体孔溶液碱度和强度的影响规律,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重(TG)等技术手段对不同养护龄期硬化水泥浆体水化产物成分及微观形貌进行了表征并揭示其作用机理。结果表明:矿物掺合料的掺入降低了复合水泥浆体的碱度系数,随着掺量的增加其碱度持续降低,28d碱度系数在12.2左右,比纯水泥降低了0.8左右,且强度未出现明显降低。相同掺量时,粉煤灰水泥复合体系孔溶液碱度低于矿粉水泥复合体系。原因在于粉煤灰和矿粉的掺入降低了复合水泥浆体Ca(OH)2的生成量,养护28d分别降低54%和32%,并且生成了部分低钙硅比的C—S—H凝胶水化产物。     

镍石膏-钛矿渣复合胶凝材料的试验研究

以未经改性的镍石膏、钛矿渣和P·O42.5水泥为主要原料制备镍石膏-钛矿渣复合胶凝材料,通过物理力学性能及微观性能测试,分别研究了生石灰、矿物掺合料、硫铝酸盐水泥掺量和养护制度对镍石膏-钛矿渣复合胶凝材料物理力学性能的影响。结果表明,以生石灰作为碱性激发剂,掺量在6%时效果最好;加入4%偏高岭土和2%硫铝酸盐水泥后,基体的凝结时间大大缩短,早期强度显著增加,后期强度也有所增长;养护制度对基体3d和7d强度影响较大,28 d强度保持一致。