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％.     

柠檬酸与聚羧酸减水剂在高贝利特硫铝酸盐水泥中的复合效应

研究了柠檬酸复合聚羧酸减水剂(PCE)对高贝利特硫铝酸盐(HB-CSA)水泥浆体的净浆流动度、凝结时间和胶砂强度的影响,发现柠檬酸复配PCE显著延长了HB-CSA水泥的凝结时间,降低了水泥的初始流动度和早期强度,对水泥后期强度无不良影响.通过水泥水化微量热仪、X射线衍射分析仪和扫描电子显微镜对两者复配延缓HB-CSA水...     

快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料水化机理研究

研究了一种新型快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥的水化性能,并利用微量热仪、XRD、TGA、SEM等方法进行了水泥水化过程,水化产物和微观形貌结构的表征.实验结果表明:新型高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的早期水化放热迅速并集中,早期强度发展迅速;该水泥的早期水化产物主要为AFt和铝胶相,未发现CH相;在水化后期,生成的AFt会发生转化生成AFm相,同样没有发现CH相.随着水化的进行,水化产物不断增多,针棒状的AFt穿插,交错在凝胶之间,形成了较为致密的结构,从而提高了水泥的强度.     

工业固废制备硫铝酸盐水泥熟料研究进展

硫铝酸盐水泥(SAC)是一种具有烧成温度低、CO2排放量少、早期强度高、凝结快、后期强度稳定、低碱度等许多优良特性的胶凝材料,且原料取材范围较广,因此广泛受到研究人员的关注.本文从利用工业固废制备水泥熟料的角度介绍了 目前关于硫铝酸盐水泥熟料、阿利特-硫铝酸盐水泥熟料和贝利特-硫铝酸盐水泥熟料制备的国内外研究现状,包括...     

氢氧化钙对硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料的水化影响

通过凝结时间、抗压强度和电阻率等分析手段,研究了Ca(OH)2对硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料水化过程的影响.结果表明,掺入Ca(OH)2明显缩短了硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料的凝结时间;当Ca(OH)2掺量为0.5%时,初凝时间最短,1 d、28 d强度均明显提高;当Ca(OH)2的掺量为2%时,28 d强度相比空白样提高了61.9%;掺入Ca(OH)2后,硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料的1 d电阻率减小,随着Ca(OH)2掺量增大,电阻率逐渐减小,电阻率变化率极大值提前,说明Ca(OH)2加快了该复合胶凝材料的早期水化进程.XRD分析表明,掺入Ca(OH)2后,水化1 d时钙矾石的生成量增多,消耗无水硫铝酸钙的量增多;水化28 d时钙矾石的生成量相对变化较小,但强度明显增大,粉煤灰对硫铝酸盐水泥强度的贡献较为明显.     

硫铝酸盐水泥性能特点与改性技术研究现状

为了进一步解决硫铝酸盐水泥水化热集中、凝结时间难以调控和后期强度易倒缩等问题,从改善硫铝酸盐水泥性能的角度出发,分析了硫铝酸盐水泥的水化机理和应用技术难点,论述了硫铝酸盐水泥目前常用的四种改性措施,以及各种改性措施的改性机理和改性效果,最后指出现有硫铝酸盐水泥的发展方向。     

三元胶凝材料比例对自流平砂浆性能的影响

硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥-半水石膏三元胶凝体系可以满足自流平砂浆凝结快、早期强度高、收缩小等要求,而三元胶凝材料的比例又是影响自流平砂浆性能的主要因素.研究结果表明,半水石膏比例是影响流动度和凝结时间的主要因素,为了满足快凝、大流动性的自流平要求,半水石膏的比例不宜过高.自流平砂浆的强度和体积变形主要受硫铝酸盐水泥与半水石膏的比例影响,比例较低时会在早期产生较大的体积膨胀而影响强度的发展.为满足自流平砂浆工作性、强度及体积变形的要求,建议控制硫铝酸盐水泥和半水石膏质量比不小于2:1.三元胶凝体系自流平砂浆水化产物主要为棒状的三硫型水化硫铝酸钙(AFt)和片状的单硫型水化硫铝酸钙(AFm)晶体以及一些絮状凝胶体.     

养护温度对硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥体系性能的影响

实际修补工程的环境温度变化大,而不同温度会对胶凝体系水化反应和水化产物的稳定性产生影响,本文通过测试以不同比例复合的硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥体系性能,选择合适配比,再通过测试复合体系在不同养温度下的流动度、凝结时间、膨胀性和强度,研究不同养护温度对复合体系各项性能的影响规律,并采用XRD分析其变化机理.试验结果表明:随着硫铝酸盐水泥掺量增大,水化反应加快,凝结时间缩短,强度发展快,但在温度高于35℃时,复合体系水化产物后期发生分解,使强度和膨胀性能下降.     

C3S型硫铝酸盐水泥的水化及其水化产物

本文通过X-射线和扫描电镜研究了C3S型硫铝酸盐水泥的水化及水化产物。结果表明：C3S型硫铝酸盐水泥的主要水化产物基本与贝利特硫铝酸盐水泥的水化产物相同;不同之处在于C3S矿物的快速水化,C3S型硫铝酸盐水泥水化6 h后就可见水化C-S-H和Ca（OH）2。而Ca（OH）2的出现和存在,则促进了的水化,并影响着钙矾石的形貌和水泥的性能。     

锂化合物对硫铝酸盐水泥性能的影响分析

硫铝酸盐水泥是近年来广受关注的重要低碳水泥品种,在快速修补和防渗堵漏应用中,需要掺入适宜的促凝剂来满足施工要求.研究了两种锂化合物对硫铝酸盐水泥凝结时间、强度的影响规律,并采用XRD和SEM手段分析水泥水化产物.结果表明,当掺入两种锂化合物之后,硫铝酸盐水泥的凝结时间有明显的降低,并且Li2 CO3对硫铝酸盐水泥的促凝作用比LiOH·H2 O更为显著;硫铝酸盐水泥的小时强度随着Li2 CO3掺量的增加而明显提高,LiOH·H2 O对水泥小时强度的影响并不明显,两种锂化合物均会降低水泥的后期强度;从水化产物的微观分析来看,硫铝酸盐水泥的水化产物种类并不会因掺加锂化合物而有所改变,Li2 CO3对硫铝酸盐水泥的1 d水化有所促进,而LiOH·H2 O不会对水化产物产生明显影响.     

锂盐对硼砂在硫铝酸盐水泥中作用的影响

在硫铝酸盐水泥实际工程应用中,硼砂作为常用的缓凝剂,容易导致硫铝酸盐水泥过度缓凝,为了更好调控水泥的凝结时间,本文研究了锂盐对硼砂在硫铝酸盐水泥中作用的影响,主要从凝结时间、抗压强度、水化产物方面进行了分析.结果表明:当硼砂掺量为0.1％(质量分数,下同)时,氢氧化锂能明显缩短硫铝酸盐水泥的凝结时间,降低水泥的抗压强度...     

硫硅酸钙-硫铝酸盐水泥研究进展

硫铝酸盐水泥具有煅烧温度低、CO₂排放少、快硬早强以及抗冻抗渗等优良特性,在建材、固废领域具有广阔的应用前景,并衍生出贝利特-硫铝酸钙、贝利特-硫铝酸钡钙等一系列硫铝酸盐水泥。然而,硫铝酸盐水泥主要矿物成分贝利特(β-C₂S)具有水化活性低、水化速度慢的缺点,易导致水泥后期强度增长缓慢。硫硅酸钙(C₅S₂$\bar{\text{S}}$)曾被认为是一种“惰性”矿物,但在硫铝酸盐体系下可表现出比β-C₂S更强的水化活性,因此硫硅酸钙-硫铝酸盐水泥(TSAC)的研究具有重要意义。本文从C₅S₂$\bar{\text{S}}$矿物的形成和水化、TSAC的制备和性能等方面,综述了C₅S₂$\bar{\text{S}}$和TSAC的研究现状,并提出了TSAC需进一步研究和解决的问题,如固废原料探寻、TSAC性能调控以及TSAC熟料矿物组成优化等,以期为新型低碳水泥的研究和应用提供积极有利的参考和支持。     

减水剂对硫铝酸盐水泥早期水化影响

研究了聚羧酸系高效减水剂(PCE)和萘系减水剂(FDN)对硫铝酸盐水泥净浆工作性能及力学性能影响,通过XRD和SEM检测手段对水化产物进行表征.结果表明:两种减水剂对硫铝酸盐水泥净浆流动度的影响存在饱和点;相比于FDN型减水剂,PCE型减水剂对硫铝酸盐水泥净浆具有更好的减水效率及分散能力.PCE型减水剂阻碍硫铝酸盐水泥净浆早期水化,并降低硫铝酸盐水泥净浆1 d抗压强度;FDN型减水剂能够加速硫铝酸盐水泥净浆早期水化,缩短初凝和终凝时间,提高硫铝酸盐水泥净浆1d抗压强度.两种减水剂对硫铝酸盐水泥净浆3d后抗压强度及水化产物种类均没有影响.     

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。     

硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥复配性能研究

基于硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥各自的特点,研究了二者复配后的标准稠度用水量、凝结时间、水化热效应、胶砂强度、膨胀性、水化产物的物相及微观形貌。结果表明,复配水泥的标准稠度用水量因复配比例不同而变化,凝结时间相对于占主导地位的单组分水泥明显缩短;复配水泥的早期水化速率得到提高,1d、7d的水化放热量均低于占主导地位的单组分水泥;28d抗压、抗折强度低于任何单组分水泥;膨胀性的大小取决于两种水泥的复配比例;硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥的复配使二者的水化相互促进,随着硫铝酸盐水泥掺量的增加,Ca(OH)2相的衍射峰减弱,AFt相的衍射峰增强;纯硅酸盐水泥水化后的微观形貌是致密的,而与硫铝酸盐水泥复配后则出现微观裂纹。     

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。     

缓凝剂对高贝利特硫铝酸盐水泥水化和性能的影响

高贝利特硫铝酸盐(HB-CSA)水泥是一种具有低收缩特性的新型低碳水泥。针对该种水泥凝结硬化不易控制的问题,系统研究了氨基三亚甲基膦酸(ATMP)和葡萄糖酸钠(SG)对HB-CSA水泥水化和凝结硬化的影响。采用等温量热仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析了缓凝剂在HB-CSA水泥中的作用机理。结果表明:ATMP可以显著延缓HB-CSA水泥水化进程,延长凝结时间,提高HB-CSA水泥的中后期强度;而SG仅表现出有限的作用。两种缓凝剂与聚羧酸减水剂(PCE)复配可以延迟HB-CSA水泥水化放热速率,抑制钙矾石等早期水化产物的形成,且不同种缓凝剂会使钙矾石呈现出不同的形貌。     

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.