用硅钙渣烧制水泥熟料的研究

用不同比例的硅钙渣替代石灰石和黏土掺入水泥生料中,在不同的烧成温度(1200℃、1250℃、1300℃、1350℃、1400℃和1450℃)下进行煅烧,对烧成熟料的易烧性、矿物组成及矿物相的微观形貌进行分析.研究结果表明:在生料中掺加硅钙渣有助于液相形成、降低水泥熟料的烧成温度和改善生料的易烧性,更有利于烧成贝利特熟料,不利于烧成阿利特熟料.在生料中硅钙渣的掺量较高(60%)时,硅钙渣中微量氧化钠的存在使生料在烧成时形成不利于C3 S晶体形成和成长的碱性液相及价键较强AlO5-4和FeO5-4四面体,从而使烧成熟料中的C3 S矿物不论从外观还是Ca/Si摩尔比都接近C2 S矿物.     

含硫铝酸钙矿物硅酸盐水泥熟料矿物组成设计

采用化学分析、X射线衍射等测试手段研究了掺杂离子对含硫铝酸钙(C_4A_3(S))硅酸盐水泥熟料烧成及矿物组成的影响.研究结果表明:要制备含C_4A_3(S)矿物硅酸盐水泥熟料,应在生料中掺入合适的杂质离子;适量的掺杂离子能降低含C_4A_3(S)矿物硅酸盐水泥熟料的烧成温度,大幅度促进熟料中f-CaO的吸收,改善生料的易烧性,在低温煅烧温度(1300 ℃或1350 ℃)下成功制备了含C_4A_3(S)矿物硅酸盐水泥熟料.     

C2S前导物对C3S形成及活化能的影响

用工业原料在不同温度预合成C2S(2CaOSiO2)为主要矿物的前导物,并以该前导物为基础,补入适量的钙,在不同温度下二次烧成水泥熟料.结果显示:采用1250℃、1300℃和1350℃预合成的C2S前导物配料二次烧方法,有利于熟料在低温下烧成,在1350℃左右实验熟料样品中游离氧化钙即可小于1.0％.相应C3S在熟料体系中的表观形成活化能相比不同配料烧成的对比组明显降低,而不同温度制备的前导物配料,C3S在熟料体系中的形成活化能相差无几.     

铜尾渣替代粘土制备水泥熟料的试验研究

以铜尾渣替代粘土配料煅烧水泥熟料,研究了生料的易烧性,测定了熟料的f-CaO含量,采用岩相分析、XRD、SEM等手段,对水泥熟料的矿物组成、强度、水化产物等进行分析研究,探讨了铜尾渣的作用机理.结果表明:铜尾渣对水泥熟料的烧成和矿物形成有较好的促进作用,掺入铜尾渣后,熟料f-CaO含量降低,有效提高了生料的易烧性.掺入铜尾渣煅烧的熟料中C3S和C2S矿物含量多,结晶度好,熟料水化后水化程度好,孔隙少,结构致密,强度高.当煅烧温度为1400℃时,也能煅烧出质量良好的熟料,3d和28 d强度可高达61.4 MPa和114.2 MPa.     

煅烧煤矸石配料对生料易烧性和熟料矿物组成的影响

为探讨煅烧煤矸石在水泥生产中的应用，按KH=0.88～0.92，SM=2．1～2.5，肼=1．2～1.9的熟料率值控制，分别掺入4％，6％和8％的煅烧煤矸石代江砂配料，进行了煤矸石对生料易烧性影响的试验；同时进行煤矸石掺量对熟料烧成制度（烧成温度和烧成时间）影响的研究。在此基础上，进行了煅烧煤矸石对水泥熟料矿物形成过程、组成及质量的影响和作用机理分析探讨。结果表明：（1）掺入4％-8％的煅烧煤矸石，可明显改善生料的易烧性，减少f-CaO含量并能降低烧成温度50～100℃；（2）对掺入6％的煅烧煤矸石并经1250℃，1300℃和1400℃烧成物料的XRD分析可知，在1300℃其烧成反应已较充分，C3S结晶程度高．其熟料烧成范围为1300～1400℃；（3）煤矸石与矿化剂复掺可进一步改善生料的易烧性，其中复掺萤石效果最好。     

高胶凝性水泥熟料

总结了以硅酸三钙(C3S)为主要矿物的熟料烧成研究成果和最新研究进展．C3S是硅酸盐系统的水泥熟料中含量最高、胶凝性能最好的矿物。在熟料烧成过程中。C3S是形成温度最高的矿物。因此。C3S的充分形成实际上也就代表了熟料的烧成．提高C3S含量是提高水泥熟料胶凝性能有效途径．采用离子掺杂的方法可以降低熟料烧成过程中的游离氧化钙,使C3S质量分数(下同)在70%以上的硅酸盐水泥熟料在正常温度下烧成。如：在生料中掺加氟硫复合矿化剂,适量磷渣或钢渣等含磷杂质及其与氟离子复合。或者掺入1%CuO,可明显改善熟料的易烧性。但是磷的掺加数量应有一定限制。在硅酸盐水泥熟料中引入适量硫铝酸盐矿物也可以有效提高水泥的胶凝性能。但是应该解决烧成温度范围偏窄的问题。     

利用高钙粉煤灰烧制贝利特水泥熟料的试验探索

本文尝试使用循环流化床锅炉低温(900℃左右)烧成的高钙粉煤灰,取代粘土、部分取代石灰石配料.分别在1150 ℃、1250℃、1300℃、1350℃下烧制贝利特水泥熟料,通过f-CaO含量检测和XRD分析评价煅烧熟料的质量.试验结果表明:使用高钙粉煤灰配料,能烧制出以C<,2>S、C<,4>A<,3>(S)和C<,2>F为主要矿物的贝利特水泥熟料,熟料中的f-CaO含量随着煅烧温度的升高而降低,合适的煅烧温度为1300-1350℃.提高铝硅比有助于改善生料的易烧性,降低生料的煅烧温度,提高熟料中C<,4>A<,3>(S)的含量.     

利用铜尾矿作硅质原料制备硅酸盐水泥熟料的研究

利用铜尾矿作硅质原料,配制了不同率值的硅酸盐水泥生料,在不同温度(1 350 ℃、1 400 ℃和1 450 ℃)下进行煅烧,得到了相应的硅酸盐水泥熟料样品。利用乙二醇-乙醇法测定样品中的游离氧化钙f-CaO研究了水泥生料的易烧性,利用差示扫描量热仪(DSC)测试生料的吸放热峰研究了铜尾矿对水泥矿物形成温度的影响,并通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了熟料的矿物组成和微观结构。结果表明,与砂岩配料相比,采用铜尾矿作硅质原料配料烧制硅酸盐水泥熟料时,液相出现和C₃S开始形成的温度均更低,生料的易烧性更好。熟料石灰饱和系数(KH)低于0.92,1 400 ℃的煅烧温度下即可制备出f-CaO符合标准要求的硅酸盐水泥熟料,C₃S的尺寸约为20 μm,熟料的结构更加致密。     

用油砂泥沙配料生产水泥的试验研究

以印尼油砂泥沙作为钙质原料配料生产硅酸盐水泥熟料,并通过与石灰石配料对比,在实验室研究了对熟料煅烧及水泥性能的影响。结果表明:印尼油砂泥沙能够满足配制生料对其成分的要求,配制的生料易烧性稍差,熟料中fCaO含量比石灰石配料的高。随煅烧温度升高,熟料中fCaO含量接近,烧制熟料的矿物形成良好,所制成水泥的初凝时间及终凝时间相对较长,但初、终凝时间间隔短。采用油砂泥沙与石灰石各50%配料,熟料中fCaO含量较低,生料的易烧性良好,熟料矿物形成正常,水泥的终凝时间缩短。油砂配料,熟料的各龄期强度相对有所提高,其中以全油砂配料较为明显,油砂与石灰石各50%配料次之。油砂泥沙可以部分或全部替代石灰石配料生产水泥。     

烧成温度对C3S型硫铝酸盐水泥熟料矿物形成的影响

本文通过对不同烧成温度制备熟料矿相的分析,研究了烧成温度对C3S型硫铝酸盐水泥熟料矿物形成的影响。结果表明,提高烧成温度利于C3S型硫铝酸盐水泥熟料的烧结,但由于采用高钙配料,以及采用氟化钙、氧化锌复合矿化剂技术,在降低C3S形成温度的同时,也降低了C4A3S的分解温度,从而影响熟料矿物的形成、生长与分解。     

镁渣配料煅烧熟料形成过程的试验研究

对不同镁渣掺量的生料在不同温度下进行煅烧试验，分析了煅烧料的游离氧化钙，利用XRD分析了煅烧料的矿物组成，并进行了岩相分析。结果表明：掺镁渣生料易烧性较好，熟料矿物岩相结构及形貌正常，熟料矿物形成过程与采用天然原料的基本相同。     

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。     

铅锌尾矿配料对水泥熟料易烧性影响的研究

在相同的熟料设计率值、相同的烧成制度下,对不掺加和掺加铅锌尾矿的生料分别进行了生料易烧性的对比实验。研究结果表明:铅锌尾矿可以部分替代铁矿石进行配料生产硅酸盐水泥熟料并起到矿化作用,能够显著改善生料易烧性。     

氧化锂对高胶凝性水泥熟料矿物形成的影响

研究了Li2O对含硫铝酸钙矿物硅酸盐水泥熟料的易烧性及矿物形成的影响.借助化学分析测定了水泥熟料中游离氧化钙(f-CaO)的含量,用X射线衍射(XRD)分析了熟料矿物组成,采用差热分析(DSC)研究了矿物形成过程.结果表明:生料中掺入少量的Li2O能改善水泥生料的易烧性,促进f-CaO的吸收,促进硫铝酸钙(C4A3S)与硅酸三钙(C3S)的共存.     

氟硫矿化剂对高石英含量水泥生料煅烧的影响

使用全组分废弃混凝土替代部分原材料烧制水泥熟料能够提高建筑垃圾利用率,但这将不可避免地引入石英态的SiO₂,对生料易烧性和熟料质量带来不利影响。本文以石英砂为硅质原料,配制高石英含量的生料,按不同比例掺入氟硫矿化剂(m(F)/m(SO₃)=0.4),研究了氟硫矿化剂对高石英含量水泥生料易烧性、熟料煅烧过程、熟料矿物组成与结构、熟料水化后抗压强度以及水化产物形貌的影响。试验结果表明,氟硫矿化剂掺加到高石英含量水泥生料中能够显著改善生料的易烧性,减少系统液相出现和降低C₃S析晶温度,促进熟料矿物形成,熟料水化后的抗压强度也更高,水化产物更致密。氟硫矿化剂中CaF₂的质量掺量从0.5%增加至1.5%时,C₃S晶体长径比变小,熟料水化后的抗压强度有少许降低。     

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。     

率值对阿利特-硫铝酸盐水泥生料易烧性的影响

研究了熟料的各个率值对阿利特-硫铝酸盐水泥生料易烧性的影响,得出易烧性较好的率值控制范围。试验结果表明,在石灰饱和比KH=0.94~0.96、铝率IM3.09、硫铝比Pm=0.65～0.75的率值范围内熟料中fCaO含量少,生料易烧性较好。虽然fCaO含量在硅率SM=2.02时出现极小值,但生料易烧性受SM的影响不明显,所以SM值可以在适当大的范围内波动。XRD分析显示熟料的最佳煅烧温度为1350℃。     

Effects of Calcium Carbide Residue and High-Silicon Limestone on Synthesis of Belite-Barium Calcium Sulphoaluminate Cement

The influences of calcium carbide residue and high-silicon limestone on the mineral composition and performance of belite-barium calcium sulphoaluminate cement were studied by means of X-ray diffraction, petrographic and SEM–EDS. The results showed that calcium carbide residue had low decomposition temperature, which could promote the burnability of raw materials and improve the performances of minerals. Although, α-quartz brought by high-silicon limestone hindered the formation and the growth of alite, the increase of some trace constituents such as MgO promoted the formation of clinker minerals. The appropriate proportion of calcium carbide residue and high-silicon limestone was 1:0, and the compressive strength of the cement at 3, 7, 28 days were, respectively, 29.3, 40.5, and 81.1 MPa, which exhibited excellent mechanical properties.