铜离子掺杂对高铁低钙水泥熟料性能的影响

基于C4AF可以提高水泥基材料的抗蚀性,以高铁低钙水泥熟料为研究对象,掺入不同含量的CuO,通过对熟料及其水化产物进行X射线衍射(XRD)、水化热、抗压强度、非蒸发水含量和固化氯离子能力等测试,探究Cu2+对高铁低钙水泥熟料水化性能与氯离子吸附固化能力的影响.结果发现,适量CuO的掺入促进了高铁低钙水泥熟料中C4AF的生成,降低了熟料液相的粘度,有利于C3S的晶粒生长,有利于提高高铁低钙水泥熟料的水化活性和固化氯离子能力,最佳掺量为0.2 wt％.     

铁相对水泥熟料形成与水化及抗侵蚀性能影响研究进展

铁相作为低碳高抗蚀水泥熟料的关键矿物,对改善水泥生料易烧性、熟料的形成与水化及提升水泥抗离子侵蚀能力发挥重要作用。本文综述了铁相的物化特性并总结了其对硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥影响的最新研究进展,重点就铁相对两种水泥熟料矿物形成、水化速率与产物、力学与抗离子侵蚀性能影响进行了分析与讨论,并在最后提出了低碳高抗蚀水泥亟待解决的问题与应用前景。     

高铁低钙硅酸盐水泥体系的抗氯离子侵蚀性能研究

为了改善水泥基材料的抗氯离子侵蚀性能,提出高铁低钙硅酸盐水泥体系[C4 AF≥18％,C3 S≤50％,层状双氢氧化物材料(LDHs)].分别制备了矿相组成为(18％C4 AF,50％C3 S)及(20％C4 AF,48％C3 S)的高铁低钙水泥熟料,探讨了高铁低钙水泥熟料的烧成制度和材料特性;测试了硬化高铁低钙水泥浆体的3、7、28 d抗压强度及28 d氯离子扩散系数,研究了0％～8％掺量的LDHs对高铁低钙水泥体系的力学性能及抗氯离子侵蚀能力的影响.结果表明,C4 AF含量为20％的高铁低钙水泥熟料比C4 AF含量为18％的高铁低钙水泥熟料的结晶度高;掺LDHs的高铁低钙水泥基材料的3d和7d强度有所提高,当掺量为2％时强度达到最大;高铁低钙水泥体系通过提高水泥熟料中的铁相含量、降低硅酸三钙含量、引入具有离子固化能力的LDHs,显著改善了其抗氯离子侵蚀性能,当LDHs掺量为4％时,高铁低钙水泥基材料抗氯离子侵蚀能力最强.     

低钙水泥熟料矿物水化活性、性能及其制备熟料的发展

与硅酸三钙相比,硫铝酸钙、硅酸二钙和硫硅酸钙等具有钙含量低、烧成温度低和CO₂排放量少的特点,属于低钙水泥熟料矿物。发展以低钙矿物为主要组成的水泥熟料是水泥低碳发展的重要方向。本文在分析硫铝酸钙、硅酸二钙和硫硅酸钙3种低钙矿物的活性、水化和性能发展的基础上,分别对以低钙矿物为主要矿物的硫铝酸盐水泥熟料、高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的水化和性能发展,硅酸二钙–硫铝酸钙–硫硅酸钙水泥熟料的制备、水化和性能优化进行了综合评述。同时,鉴于石膏在低钙水泥熟料水化方面具有重要影响,综述了石膏在几种低钙水泥中的作用。文章以期为运用硫铝酸钙、硅酸二钙和硫硅酸钙等矿物制备低钙水泥熟料提供参考。     

水泥抗硫酸盐侵蚀性能探讨

文章作者选用三种抗硫酸盐性能较好的#525铁铝酸盐水泥、#525抗硫酸盐水泥和#525中热硅酸盐水泥，加入粉煤灰或硅粉混合材料后，分别进行抗硫酸盐侵蚀性能的试验研究，研究结果表明，铁铝酸盐水泥本身抗硫酸性能良好，加入混合材料后，其抗硫酸盐性能无明显改善；而其他两种硅酸盐类水泥，加入硅粉或粉煤灰混合材料后，其抗酸盐性能均有改善作用。     

氧化镁对水泥熟料煅烧和水泥水化的影响

本文就原料中MgO对水泥熟料煅烧过程和水泥产品水化过程的影响问题进行了综述和分析,为解决高MgO含量原料的使用与烧成系统的稳定操作和控制提供了可供参考的意见。     

亚硫酸钙对水泥水化性能的影响

采用XRD、SEM等测试方法研究了亚硫酸钙(CaSO3.1/2H2O)对水泥水化性能的影响,并与石膏(CaSO4.2H2O)进行了对比.结果表明在水泥中CaSO3.1/2H2O不具有石膏那样的调节水泥凝结时间的作用.掺CaSO3.1/2H2O的水泥试样1d强度比掺CaSO4.2H2O试样显著降低,3d后两者强度相近.60d的抗折、抗压强度与28d相比,增幅很小,有的甚至倒缩.CaSO3.1/2H3O和铝酸盐矿物反应,主要生成片状的C3A.CaSO3.     

蒸养纤维掺杂高铁低钙水泥混凝土的抗海水冲磨性能研究

针对目前海工混凝土普遍存在的抗冲磨性能不足的问题,鉴于铁相含量高的水泥耐磨性能好的优点,提出高铁低钙水泥混凝土(C3S≤50％,C4AF≥18％),并研究了纤维种类及掺量、蒸汽养护对其力学性能及抗冲磨性能的影响以期进一步提升海工混凝土的耐磨性能.研究表明,PVA纤维混凝土的抗压强度和抗冲磨强度最优,与水泥浆体结合最好.PVA体积掺量为0.1％的高铁低钙水泥混凝土抗冲磨强度较对照组强度提高了28.0％.同时,讨论了70℃蒸养对各组试件抗压强度与抗冲磨性能的影响,结果表明,蒸养明显提高了各试件的早期强度,但蒸养条件下高铁低钙水泥混凝土的抗冲磨强度较普通混凝土略为降低,这说明蒸养制度对高铁低钙水泥混凝土较为不利.     

不同重金属和氯对水泥熟料及其超早期水化特性的影响

在制备水泥熟料过程中掺入不同重金属元素(Cu、Zn、Pb)和氯,利用Rietveld全谱拟合法、ICP-OES、拉曼光谱、电导率仪和全自动水泥水化热测定仪等手段研究不同重金属和氯共存对水泥熟料矿物组成及其30 min内超早期水化特性的影响.研究表明:重金属Cu、Zn、Pb及其氯化物的挥发难易程度是影响重金属和氯固化率的主要原因;氯阻碍了C12A7向C3A、C4AF的转化,使得重金属和氯共存时C3A含量随重金属固化率的增加而降低,C12A7则随氯固化率的增加而增加;重金属与氯共存时,水泥第一水化放热峰和超早期水化活性主要取决于铝相盐的组成及含量,水化产物AFt、AFm的生成量则分别随C3A、C12A7含量的增加而增多.     

氧化物对CaO熟料的烧结过程和抗水化性的影响

在较低的煅烧温度（１６００℃）下，用优质石灰石和一些氧化物做添加剂来制造ＣａＯ熟料，并且对它们做了抗水化性试验，特别是测定了烧结温度，保温时间和Ａｌ２Ｏ３量对熟料烧结性能的影响，试验结果表明，以Ａｌ２Ｏ３作为添加剂的熟料水化速度比其它熟料慢得多。添加Ａｌ２Ｏ３可使晶粒发育好，显气孔率低，得出了煅烧温度高于１５００℃的ＣａＯ熟料显气孔率和烧结时间的对数关系，含Ａｌ２Ｏ３的ＣａＯ熟料的抗水化性好，是由     

微量元素参与下的Alite水化特性研究

针对Ａ、Ｃ两种尾矿，初步研究了微量元素对熟料矿物早期水化性能的影响。发现微量元素的参与抑制了Ａｌｉｔｅ的早期水化，认为这种抑制是尾矿中的某些离子与水化产物Ｃａ（ＯＨ）２形成无定形氢氧化物沉淀的结果，进而提出了Ａｌｉｔｅ早期水化机理模型。     

水泥熟料堆积体多孔介质热阻力实验研究

本文利用自行设计的高温热阻实验装置,对高温水泥熟料冷却过程中的三维热阻力进行了实验测量.将管内流动系统的热阻力系数理论应用到水泥熟料非固结多孔介质热阻力实验研究中,得到了空气在高温水泥熟料多孔介质当量热阻力系数的变化规律.实验结果显示当熟料平均粒径为25 mm时,堆积体在从500℃冷却至常温的过程中,当量热阻力系数在1.15 ～1.35的范围变化,从而获得了温度与熟料堆积体渗透能力之间的关系.研究结果有助于指导此类颗粒堆积体的风冷问题.     

MgO对磷铝酸盐富玻璃相水泥熟料相组成及水化性能的影响

本工作利用XRD,IR,DTA及EMPA技术,研究了含氧化镁磷铝酸盐富玻璃相水泥的合成,相组成及水化活性,并系统讨论了MgO对熟料相组成及水化活性的影响,结果表明,通过掺加适量的MgO,可在1450℃合成结合磷铝酸盐水泥与玻璃水泥的一种新的水泥体系－磷铝酸盐富玻璃相水泥,该水泥熟料以玻璃体为主,少量晶相为CA及CxP。其水化产物相结合构稳定,浆体具有早强,高强且长期强度持续增长的御.     

煅烧制度对固硫灰制备的铁铝酸盐水泥性能的影响

利用循环流化床固硫灰代替部分原料制备铁铝酸盐水泥熟料,并采用XRD、SEM等方法研究了煅烧温度和保温时间对水泥熟料矿物形成及水泥力学性能的影响.结果表明:利用固硫灰等原料制备的铁铝酸盐水泥熟料矿物组成主要有C4A3S、C2S、铁相等,而铁相主要是C2AxF2-x与C6A4F2固溶体;熟料的最佳煅烧温度范围为1320～ 1350℃,保温时间范围为40～ 60min;当煅烧温度为1340℃,保温时间40min时,水泥3d、28d、56d净浆强度分别可达52.07MPa、89.53MPa、131.83MPa.     

石膏矿渣水泥混凝土抗硫酸钠侵蚀性能研究

石膏矿渣水泥具有低水化热、良好抗化学侵蚀性能等优点,是一种低碳绿色胶凝材料。为了明确原材料对石膏矿渣水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响,对比研究了不同化学组成及活性矿粉制备的石膏矿渣水泥混凝土的强度发展及抗硫酸钠侵蚀性能。结果表明:提高矿粉中Al₂O₃含量可以有效提高石膏矿渣水泥混凝土早期3 d强度;石膏矿渣水泥混凝土在硫酸钠环境下表现出强度软化型劣化;提高水泥用量、降低水灰比可以有效提高低活性矿粉制备的石膏矿渣水泥混凝土的抗硫酸钠侵蚀性能,但不利于高活性矿粉制备的石膏矿渣水泥混凝土的抗硫酸钠侵蚀性能。研究为低活性矿粉制备石膏矿渣水泥混凝土及其寿命预测提供试验数据支撑。     

矿物掺合料对碱式硫酸镁水泥耐硫酸盐腐蚀性能的影响

为了研究粉碱式硫酸镁水泥耐硫酸盐腐蚀性能,对不同材料组成的碱式硫酸镁水泥浸入水和硫酸钠溶液中各龄期抗折强度、抗压强度、质量变化及水化产物进行了分析.结果表明,在0.3 mol/L的硫酸钠溶液试验环境下,掺入粉煤灰对水泥抗折抗蚀性能改善较为显著,而掺入矿渣对水泥抗压抗蚀性能改善较为显著.掺入粉煤灰和矿渣的碱式硫酸镁水泥180 d的抗折抗蚀系数和抗压抗蚀系数与未掺加矿物掺和料的碱式硫酸镁水泥相比分别提高了0.61和0.15;掺入粉煤灰和矿渣的碱式硫酸镁水泥各龄期的吸水率均低于未加外掺料的碱式硫酸镁水泥的吸水率,同时粉煤灰和矿渣的掺入能有效抑制Mg(OH)2晶相的产生.     

FeS与TiO2共存对水泥熟料中Ti的固化与迁移及矿物组成的影响

为研究FeS与TiO₂共存对水泥熟料中Ti的固化与迁移及矿物组成的影响,采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)、能量色散光谱(EDS)、X射线衍射(XRD)与Rietveld全谱拟合法分别测量水泥熟料中Ti 的含量与分布以及熟料的矿物组成,根据X射线光电子能谱(XPS)、结构性差异因子D与Hume-Rothery经验公式探究S与Ti在水泥熟料中的存在形式。结果表明,FeS的掺入对水泥熟料固化Ti的能力影响较小,但使得Ti由中间相向硅酸盐相迁移。随着FeS含量增加,Ti在C₂S中的含量增加46.9%,促进α-C₂S的形成,增强了硅酸盐相对Ti的固化能力;熟料中Fe²⁺/Fe³⁺摩尔比增大和CaSO₄的生成是使C₃S和C₄AF含量降低,C₂S和C₃A含量增加的主要原因。     

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。     

纳米二氧化硅团聚特性对水泥水化硬化性能的影响

以团聚粒径很大的沉淀二氧化硅(PS)和团聚粒径较小的纳米二氧化硅(NS)为原材料,研究了纳米二氧化硅团聚特性对水泥水化硬化特性的影响。结果表明:与NS相比,虽然PS团聚粒径很大,后期火山灰活性较低,其早期火山灰活性却较大,对水泥水化的促进作用也更明显。扫描电子显微镜分析表明,NS和PS的火山灰反应产物的胶结作用有限,其与水泥水化产物本体之间甚至存在明显的界面过渡区。压汞分析表明:掺PS和NS均可有效降低硬化水泥石毛细孔率;与掺PS相比,掺NS对减小20 nm～10μm的凝胶孔和毛细孔体积更有利。掺纳米二氧化硅对硬化水泥石微观结构的影响主要是由于团聚颗粒对水泥分散体系的填充效应和吸水效应所致,与晶核效应无关。     

基于不同粒径分布的低熟料矿渣水泥水化特征和孔结构特性

低熟料矿渣水泥(LSC)是一种水泥熟料用量低,主要由粒化高炉矿渣和石膏组成的水硬性胶凝材料.本文研究水泥不同粒径分布(对应比表面积分别为358 m2/kg、450 m2/kg和516 m2/kg)对低熟料矿渣水泥的抗压强度、电阻率和水化热、水化产物、孔结构的影响.结果表明,当比表面积从358 m2/kg增加到450 m2/kg可以提高低熟料矿渣水泥浆体的抗压强度,当从450 m2/kg增加至516 m2/kg时,强度提高甚微.低熟料矿渣水泥主要的水化产物是钙矾石和水化硅酸钙,增加水泥细度导致放热速率明显加快,电阻率变化曲线的下降段持续时间明显缩短,因而会产生更多的钙矾石.水泥细度增加,浆体的凝胶孔的体积分数增大,大孔减少,进一步提高浆体的密实度.