含高硫复合矿化剂的硅酸盐水泥熟料形成过程的研究

作者模拟水泥熟料煅烧升温过程,利用高温X射线衍射及常规X射线衍射等分析手段,研究了含高硫复合矿化剂硅酸盐水泥熟料的煅烧过程。分析结果表明:CaF_2及高含量CaSO_4对硅酸盐水泥熟料煅烧起明显矿化剂作用,使熟料在煅烧过程中出现三种中间过渡相,并促使物料在1100℃出现适量液相和析出阿利特晶相。本文还分析了熟料煅烧中C_(11)A_7·CaF_2和C_4A_3S晶相形成规律。     

复合矿化剂熟料的矿物组成计算与阿利特晶体外形

本文主要研究在水泥生料中同时掺入萤石和石膏所引起的熟料矿物组成的变化,得出复合矿化剂熟料里的阿利特含量比金德公式计算出来的要高,并有氟铝酸钙C_(11)A_7·CaF_2和无水硫铝酸钙C_4A_3S。通过试验发现C_(11)A_7·CaF_2和C_4A_3S的含量大致与熟料中CaF_2/SO_3的克分子比成线性关系,导出了一组矿物组成计算公式。计算所得阿利特含量比按金德公式计算的要高10%以上。扫描电子显微镜下观察阿利特外形,可知阿利特在不同的环境下有不同的外形:在高温死烧块中阿利特呈现柱状、六角大板状,大小超过60μ;在烧结良好的熟料中阿利特结晶成长较规则;在还原气氛下阿利特晶体细小,此熟料作X-衍射无C-4AF特征峰。文中插图还就不同立升重的熟料作了X-衍射分析。     

关于矿化剂作用的研究

2C_2S·CaF_2与2C_2S·CaSO_4均在C_2S之后形成。3C_3S·CaF_2形成缓慢而困难,少量CaSO_4即可阻止其形成。在940℃形成3C_2S·3CaSO_4·CaF_2时的放热峰是位于在910℃共熔物熔融时吸热谷之后。有Al_2O_3 Fe_2O_3与Al_2O_3 Fe_2O_3 MgO时,过渡相的开始熔化温度由1225℃降至1180和1160℃。加入矿化剂后,液相出现温度降低,其流动性相应增大,游离石灰含量显著降低。矿化剂促进C_2S低温形成不在于其形成过渡相,而在于其助熔作用。     

转炉钢渣中磷的富集与富磷相长大

采用扫描电镜、能谱分析和X射线衍射分析现场转炉钢渣中磷元素的分布,通过添加SiO_2改性剂,在1540℃下对钢渣进行重熔后冷凝,研究改性处理后钢渣中P的富集与P富集相的长大。结果表明:现场转炉钢渣中的磷主要存在于硅酸二钙(C_2S)和硅酸三钙(C_3S)两个相中,尚有少量存在于基质相中;改性处理后钢渣中没有生成C_3S相,P主要富集在一个相C_2S中,该相中P_2O_3质量分数达到6.5%。动力学研究表明:当改性钢渣分别以1,3,5℃/min冷却时,P富集相的平均粒径分别达到87,56,8μm;当冷却速率小于3℃/min能使P富集相长大到50μm以上,为后续磨矿和P富集相的分离打下基础。     

β—C_2S的稳定性及其在水泥生产中的应用

一、前言硅酸二钙是硅酸盐水泥中基木矿物之一,它具有抗硫酸盐侵蚀性强,后期强度高和放热效应小的特性。但由于C_2S具有复杂的多晶转变性,水泥熟料中存在的β—C_2S,在冷却过程中,很容易转化为常温下稳定的、但不具有水硬性质的γ—C_2S,伴随着晶型的转变,体积大约膨胀10%,因而产生强大的内应力,导致熟料粉化。因此,各国学者对C_2S的结构、多     

石膏掺量对高贝利特-硫铝酸盐水泥性能的影响

利用循环流化床(CFBC)固硫灰代替部分铝矾土、石膏等原料制备高贝利特-硫铝酸盐水泥,并采用XRD、SEM等方法研究了石膏掺量对该水泥凝结时间、抗压强度、水化产物和微观结构的影响。结果表明,利用固硫灰等原料制备的水泥熟料的矿物组成主要有C2S、C4A3S、铁相等;掺入石膏会缩短水泥的凝结时间,最佳石膏掺量为9%;水泥3d、28d净浆强度可以达到39.00MPa和82.59MPa;掺入适量石膏能促进C4A3S和C2S水化,掺量不足会使AFt向AFm转化,掺量过大反而会阻碍C4A3S的水化,进而影响水泥强度;不同石膏掺量下的水泥水化产物主要为AFt、AFm、C-S-H凝胶和铝胶等。     

稀土尾矿对水泥熟料性能的影响

试验选用云南楚雄州某地稀土尾矿,以稀土尾矿部分取代黏土原料进行水泥熟料煅烧试验。试验结果表明:掺入稀土尾矿及铅锌矿烧成熟料中的f-CaO含量明显减少,生料的易烧性提高;其3 d、7 d和28 d抗压强度均有不同程度的提高;水泥熟料中的C3S、C3A和C4AF含量有所增加,对水泥熟料的烧成起到促进作用,有利于水泥熟料矿物的形成,尤其是熟料中的C3S增加明显。     

铁相在含氟、硫硅酸盐水泥熟料中的作用

本文旨在研究低铝、低铁条件下,用CaF_2和CaSO_4复合矿化剂在较低温度下烧成早强快硬硅酸盐水泥,试图讨论熟料含Fe_2O_2量与熟料烧结和性能的关系。     

固溶异离子对高贝利特水泥性能的影响

通过XRD、NMR等分析，研究了BaSO4固溶于C2S中引起的晶体结构变化。分析表明，BaSO4的固溶使得C2S晶面间距加?B4螅闻湮还叵档玫礁谋洌褰峁贡涞檬杷伞aSO4在C2S中固溶时，Ba^ 2主要取代Ca^2 ，S6^ 主要取代Si^4 ，其极限固溶量以BaO和SO3计分别为6．2％和2．8％。BaSO4对高贝利特水泥熟料的煅烧起到促进作用，在T=1350℃时，高贝利特水泥熟料可以完全烧成，达到低温煅烧的目的。试验得出，通过变换BaSO4的掺量，BaSO4掺入对高贝利特水泥强度发展有很大促进作用，其掺入量(质量分数)在2％～3％时为最佳掺量，过高的BaSO4掺量使高贝利特水泥强度略有下降趋势。     

低品位铁矾土综合利用的试验研究

作者开展了利用低品位铁矾土生产节能、早强水泥的研究,确定了其合理组成,取得了既能在1250℃的较低温度下烧成水泥熟料,又能较多地利用铁矾土的效果。同时研究还表明,该种水泥不仅早期强度较高,而且抗硫酸盐性能较好,具有良好的实用价值。针对C_4AF是否具有胶凝性这一有争议的问题,本文研究表明,烧结法所制得的C_4AF确实具有较好的胶凝性能;Cr~(a+)、Ni~(a+)、Ti~(4+)既可促进C_4AF的形成,又能提高其早期强度;二水石膏虽然能提高C_4AF的早期强度,但降低了其水化速率,特别是早期水化速率。C_4AF的性能受实验方法、实验条件影响较大,作者认为这可能是历来各家结果不一致的主要原因。     

铁相——石膏固相反应动力学初探

在传统硅酸盐水泥熟料组成系统中，引入SO3（通常以CaSO4配料）不公使所形成的水泥熟料组成不同于硅酸盐水泥，同时也影响其矿物的形成机构及相互依存关系。本文用XRD、化学相分离方法，定量地研究了不同条件下铁相与石膏固相反应动力学特征，从而探讨了高铁水泥中主要熟料矿相C2AxF1-x和C4A3－／S的相对形成能力与温度、组成的关系，为进一步改善高铁水泥性能提供了基本思路。     

TiO2对高C3S熟料烧成的影响

通过外掺TiO₂来改善高C₃S熟料的烧成.配制7个生料样品,其潜在矿物组成均为w(C₃S)=75%、w(C₃A)=7%、w(C4AF)=18%,TiO₂掺量分别为0、05%、10%、15%、20%、25%、30%,在设定的高温下煅烧成熟料,通过化学分析、XRD、SEM/EDS等方法,研究了TiO₂对熟料易烧性、矿相形成、C₃S晶体形貌和熟料强度等的影响.结果表明,掺入少量TiO₂明显提高了熟料的易烧性;当TiO₂掺量小于2%时,f-CaO随TiO₂掺量的增加而显著降低;当TiO2掺量超过2%后,f-CaO随TiO₂掺量的变化不大;当TiO₂掺量达到3%时,在1 350和1 400 ℃温度煅烧的熟料中均发现了CaO·TiO₂新相;掺2%TiO2在1 400℃煅烧条件下的熟料,TiO₂在C₃S中的固溶量约1.7%;掺入适量的TiO₂,熟料中C₃S结晶比较完整、均匀,熟料强度较高.适当掺入TiO₂对改善高C₃S熟料的烧成和提高其强度都是有利的.     

喷射水泥中C11A7·CaF2与C4A3S含量的计算

推导出了一组计算熟料中11CaO*7Al2O3*CaF2和3CaO*3Al2O3*CaSO4含量的公式.根据公式,可以通过调整硫氟比和配料中CaO,SiO2,Al2O3及Fe2O3的含量,使熟料中形成的11CaO*7Al2O3*CaF2和3CaO*3Al2O3*CaSO4的量以及二者的比例达到设计值.在实验过程中,运用公式计算出的11CaO*7Al2O3*CaF2和3CaO*3Al2O3*CaSO4的含量,与熟料的X-射线衍射目估半定量分析值相比,偏差量仅为(±1.0),证明了这种计算方法的简便性和准确性.     

Al_2O_3—Zr O_2—MgO—长石系统高硬陶瓷材料的研究

本文对 Al_2O_3—Zr O_2—Mgo—长石系统的高硬陶瓷材料的初步研究,在 Al_2 O_3含量低于90%的高铝陶瓷材料中引入高弹性 Zr O_2、稳定剂 Mgo 和少量熔剂长石,用正交试验法进行了系列试验。优选出了最佳高铝陶材料配方,在1580℃～1590℃温度下烧结,获得了吸水率小于0.5%HRc 硬度为72～94的高硬陶瓷材料。     

高硫煤燃烧对水泥熟料矿物形成过程的影响

以化学试剂配制水泥生料,添加不同品质高硫煤,借助XRD测试手段就高硫煤燃烧对水泥熟料矿物形成过程的影响规律做了初步探讨。结果表明：在较低温度下,高硫煤燃烧能够促进f-CaO和SiO2的吸收,加速固相反应,但超过1 300℃反而会阻碍f-CaO的吸收,且煤中硫含量越高,这种作用越明显;高硫煤燃烧虽在高温段不利于f-CaO吸收,却在一定程度上降低了C3S形成温度;S在高温下主要生成了硫铝酸钙（C4A3-↑S）,但其在超过1 300℃会发生分解,且C4A3-↑S的存在阻碍了C3A的形成。     

废弃混凝土再生水泥熟料的配制与性能

以完全不用天然石灰石、粘土、页岩和砂岩,废弃混凝土在生料中的质量百分含量高达95％～99％和普通煅烧工艺制备出了水泥熟料(以下简称再生熟料).将再生熟料与用天然石灰石和砂岩制备的水泥熟料进行了对比试验与分析,结果表明:2种熟料具有完全相同的XRD特征峰位,再生熟料的熟料矿物形成正常;2种熟料化学成分相近,再生熟料的率值设计中更倾向于高钙低硅;再生熟料的f-CaO含量满足安定性要求;再生熟料制备的水泥的3d强度达到42.5级硅酸盐水泥的要求,28 d强度达到52.5级硅酸盐水泥的要求.     

水泥高强化的选择性水化理论及其应用研究

本文综合前人的研究结果,提出了硅酸盐水泥高强化的选择性水化理论。即通过调整硅酸盐水泥中各矿物的水化速率,延缓C_3S水化,增加C_3A、C_4AF形成钙矾石的速率,就可达到高强化的目的。同时提出了实现选择性水化的具体措施,并通过实验确定了最佳参数值,使硅酸盐水泥强度得到了大幅度的提高。     

尾矿作水泥矿化剂和铁质原料的试验研究

为开发利用大量堆弃危害环境的金属尾矿固体废弃物,根据其富含多种微量元素,（Fe2O3质量分数较高）,且熔点较低的特点,将其作为矿化剂和铁质原料生产水泥开展试验研究.用铜尾矿按质量比为5％的掺量配制水泥生料,在实验室高温炉不同温度条件下进行水泥熟料煅烧试验.对熟料样品的f-CaO、化学成分和X衍射矿物成分分析表明,在1 300℃煅烧温度下,f-CaO质量分数低于1％,C3S质量分数达56.79％,熟料矿物组成与不加尾矿的传统配料水泥熟料基本相同,而烧成温度比传统配料降低了100～150 ℃.金属尾矿用作水泥矿化剂和铁质原料烧制水泥熟料,能降低水泥熟料烧成能耗,减少水泥生产成本,提高熟料产量和质量,实现尾矿的资源综合利用,并能有效地保护环境.     

TC4热浸铝高温氧化性能的研究

通过热浸铝和扩散退火在TC4合金表面制备钛铝合金复合涂层,研究该涂层在850℃和900℃的长时间高温氧化行为。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等技术手段,分析复合涂层在高温氧化前后的微观组织。研究结果显示,复合涂层分为中间层和扩散层,扩散层主要相是TiAl_3和少量Al_2O_3;热浸铝有效提高基体的高温氧化性,850℃循环氧化后试样表面形成一层Al_2O_3保护层,900℃循环氧化后试样表面形成一层由Al_2O_3和TiO_2组成的混合氧化物层。     

热焖钢渣对水泥基本性能的影响

钢渣是炼钢过程中产生的废渣,其综合利用率低。就热焖钢渣对三三、红狮两种水泥的流动度、强度等的影响进行试验研究。研究结果表明:钢渣对聚羧酸减水剂相容性良好,热焖钢渣掺量在0~30%范围内对水泥浆的流动性影响很小;经过热焖后的钢渣由于其C_3S、C_2S含量少,参与水化反应少,对水泥胶砂强度形成影响甚微,在水泥石体系中,主要起填充作用。