矾土水泥水化产物的研究

本文主要是以各种方法(热分析,X—射线分析,岩相分析,显微镜直接观察等)研究纯铝酸钙及矾土水泥的水化过程,水化生成物,以及温度对它们的影响。根据实验结果,我们发现,铝酸钙和矾土水泥在低温(20°±5°)所生成的C_2AH_8、C_4AH_13,在高温下(35°～50°)能转变为立方晶体的C_3AH_6,析出自由水,使矾土水泥强度降低。此外,我们也发现了所说的,AH_3膠体颗粒在高温下能变为AH_3晶体的现象。它同样也使矾土水泥强度降低。因此,我们认为,这两个原因都是促使矾土水泥强度降低的因素。只承认一个,而否认另一个是片面的。     

铝酸—钙在氢氧化钙溶液中水化生成物的探讨

以放射性示踪原子方法为主,紧密配合岩相和X射线分析,研究了CA在开始为飽和的氫氧化鈣溶液中的水化过程。水化初期出現了六角形板状的C_3AH_3,但随即轉变为六角形板状的C_2AH_3和C_4AH_(13)。随着液相中氫氧化鈣浓度的降低,水化生成物的C/A也降低。液相濃度由0.794(毫克CaO/毫升)降为0.540(毫克CaO/毫升)时,水化生成物的C/A相应地由3变为2,这个转变是通过C_4AH_(13)和C_2AH_3之間相对数量的变化来实現的;氫氧化鈣濃度降为0.540(毫克CaO/毫升)时,水化生成物为C_2AH_3;当液相浓度继续下降时,水化生成物的C/A低于2,它們是C_2AH_3与水化氧化鋁的混合物。将得到的結果与已有资料进行了对此和討論,得出CA在开始为飽和的氫氧化鈣溶液中的水化过程的較为完整的概念。     

回转窑烧结矾土水泥的水化

研究了三种CaO/Al_2O_3不同的矾土水泥的水化,常温下的主要水化产物都是CAH_(10)(而不是C_2AH_3)和氧化铝胶滞体,与熔融法制矾土水泥是一致的。CaO/Al_2O_3小的水泥具有较好的稳定性,表现在生成或转化为高碱性水化铝酸钙(C_2AH_3或C_3AH_6)和三水矾土(AH_3)的温度较高;在同一养护温度下,水化物转化需要的时间亦较长,三种水泥在不同养护条件下的强度变化规律可从其水化产物的稳定性得到说明,即CaO/Al_2O_3比大的水泥生成的水化物热稳定性最差,高温下强度降低更甚。     

用脱硫石膏制备硫铝酸盐水泥熟料研究

用脱硫石膏代替天然石膏进行硫铝酸盐水泥熟料制备试验研究.结果表明:用本试验所采用的原料,配料比为m(矾土)∶ m(石灰石)∶ m(脱硫石膏)=35∶ 43∶ 22,煅烧温度为1400 ℃可烧制成矿物组成为无水硫铝酸钙和硅酸二钙的合格硫铝酸盐水泥熟料.从外观特征及借助XRD、SEM分析温度对水泥熟料烧结的影响,当烧结温度为1300 ℃时,熟料结构酥松,强度低,其主晶相为C_4A_3 、β-C_2S、2C_2~-S·CaSO_4,熟料为欠烧料;当烧成温度为1400 ℃时,熟料结构致密,强度高,形成的主要矿物为C_4A_3 、β-C_2~-S和C_4AF,属于正常合格的硫铝酸盐水泥熟料;当烧成温度为1500 ℃时,出现液相过多,熟料块坚硬,主晶相为C_4A_3 、β-C_2~-S、C_12A_7、CT,熟料为过烧料.     

5～40℃不同硫酸盐侵蚀对铝酸盐水泥水化的影响

采用X射线衍射仪、热分析仪、压汞仪等分别研究了5℃、20℃和40℃Na_2SO_4和MgSO_4侵蚀对铝酸盐水泥(CAC)水化的影响。结果表明:不同温度CAC水化产物的稳定性与硫酸盐种类密切相关。在5℃和20℃,浆体中主要生成十水铝酸钙(CAH_(10))和八水铝酸二钙(C_2AH_8),两者在MgSO_4溶液侵蚀下均能稳定存在;但在Na_2SO_4溶液侵蚀下,C_2AH_8不稳定而基本消失,并有膨胀性钙矾石形成,试样强度降低。在40℃,浆体中主要生成C_2AH_8和六水铝酸三钙(C_3AH_6),其中C_3AH_6在Na_2SO_4溶液侵蚀下基本稳定,而C_2AH_8在两种硫酸盐溶液侵蚀下均基本消失,Na_2SO_4侵蚀样中形成大量钙矾石,MgSO_4侵蚀样中则形成大量石膏,试样破坏严重。但在40℃高温条件下,两种硫酸盐侵蚀均可在一定程度上起到收缩补偿作用。     

硫铝酸钙-二水石膏-氢氧化钙-水水化系统的热力学计算

硫铝酸钙(C_4A_3$)是硫铝酸盐水泥熟料中最重要的组成部分。既有研究表明,调整C_4A_3$、二水石膏(C$H_2)和氢氧化钙(CH)的比例可以改变水化产物中钙矾石(AFt)和氢氧化铝(AH_3)相的比例,但缺乏从热力学计算和实验方面的验证。使用Gibbs自由能变和焓变对水化反应进行计算,结果表明:水化反应在热力学上可自发进行;将实验室烧成的C_4A_3$复配一定比例的C$H_2、CH,在水灰比为10的情况下水化28 d,使用X射线衍射和热重分析对水化产物进行定量分析,结果表明水化产物中只有AFt和AH_3。虽然实验值与理论计算值不能完全吻合,但随着C$H_2、CH掺量的增加,水化产物中AFt的含量逐渐增多,AH_3相的含量逐渐减少。     

热处理对铝酸盐水泥矿物结构的影响

利用偏光显微镜研究了烧成温度和冷却方式对低铁铝酸盐水泥熟料的矿物结构的影响,并探讨了矿物组成对熟料质量的影响及在工业生产中,采用那种冷却方式,才能保持良好的熟料质量。 烧结熟料和熔融熟料的矿物形态及大小有很大的区别,我们根据试验资料进行了系统归类,为岩相定性工作提供补充资料。 烧结熟料的质量常常出现不稳定或倒退的现象,我们认为C_(12)A_7的存在是主要原因之一,探讨了C_(12)A_7的生成与热处理的温度,及其与氧化镁和氧化铁的关系。根据试验结果,证实只有在低温烧结的情况下,C_(12)A_7才能和其区外矿物的CA_2共同存在,当MgO和Fe_2O_3的含量比较少时,不稳定型的C_(12)A_7并不转化为6CaO·4Al_2O3·MgO·SiO_2和6CaO·4Al_2O_3·FeO·SiO_2,对Parker的观点提出补充意见。     

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.     

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SO_3(通常以CaSO_4配料)不仅使所形成的水泥熟料矿物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C_2A_xF_(1-x)真和C_4A_3S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。     

机立窑生产道路水泥的煅烧操作

1 道路水泥熟料特点及配方依据在硅酸盐水泥熟料矿物中,C_4AF是一仲水化后产物收缩小、抗冲击性能强和化学稳定性好的矿物。它在熟料中脆性最小,耐动压性能非常好;相反,C_3A虽然早期强度较高.但其湿度的绝对值不高。后期强度几乎不再增加.甚至倒缩。C_3A的干缩变形大,抗硫酸盐性能差。因此道路硅酸盐水泥熟料应增加C_4AF含量,限制C_3A含量。道路硅酸盐水泥国家标准(GB13693—92)规定:熟料中铝酸三钙的含量     

高铁水泥熟料的穆斯堡尔研究

利用穆斯堡尔谱研究了在非还原气氛中烧成的C_4AF单矿物和水泥熟料中铁的价态和配位状态。认为铁均以三价离子存在,具有畸变的四面体和八面体配位,Fe_(Dct)~(3+)和Fe_(Tet)~(3+)的数量比大于1。在水泥熟料中的C_4AF比C_4AF单矿物具有较大的水化活性。在高铁水泥熟料中,C_4AF的适宜含量为30～60％。     

低温烧成熟料生产的硅酸盐水泥的水化、硬化及其长期稳定性

应用X射线衍射仪、扫描电镜、热分析仪、高压水银测孔仪等测试手段测定了低温烧成熟枓的矿物组成及其配制的硅酸盐水泥的水化产物、液相的pH值和水泥石结构等。 低温烧成熟料的矿物组成是C_3S,C_2S、C_3A、C_4AF和少量的C_(11)A_7·CaF_2相。 低温烧成熟料生产的硅酸盐水泥的水化产物、水泥石结构、液相的pH值和普通硅酸盐水泥一致。水化产物主要是C-S-H凝胶、Ca(OH)_2和C_3A·3CaSO_4·32H_2O。 阐明了低温烧成熟料生产的硅酸盐水泥的强度发展和普通硅酸盐水泥一致,不锈蚀钢筋,长期稳定性可靠。     

特种硅酸盐水泥生料的“矿物组成”配料法

生产特种硅酸盐水泥时,对水泥熟料的矿物组成有特定的要求,因为水泥的性能在很大程度上决定于熟料的矿物组成,尤其决定于水泥熟料中 C_3S 和 C_3A 的含量。例如,在生产快硬硅酸盐水泥时,往往要求 C_3S 和 C_3A 的含量比普通熟料较高,而在生产大坝水泥(低热水泥)、抗硫酸盐水泥、深油井水泥时,则要求限制水泥熟料中的 C_3S 和 C_3A 含量。在采用三组份配料时,熟料要求特定的 C_3S 和 C_3A 含     

水泥熟料的微细结构

正1水泥熟料晶体结构水泥熟料主要成分为C_3S、C_2S、C_3A和C_4AF等四种晶体,其中C_3S、C_2S是固体,C_3A和C_4AF在烧成带呈熔融状,冷却后呈固体。使用显微镜观测熟料内晶体结构、晶体尺寸、形态、颜色等图像信息控制熟料质量已进行多年。熟料内晶体主要由占总量50%~90%的硅酸三钙(C_3S)组成,当煅烧温度1 250℃时,通过C_2S和     

烟气脱硫灰对水泥凝结时间的影响

研究了亚硫酸钙含量较多的脱硫灰对C_3A和C_4AF含量不同的水泥熟料凝结时间的影响。研究结果表明:亚硫酸钙对C_4AF有缓凝作用,而对C_3A基本不具缓凝作用;对于中间相含量较多、C_3A含量较高,自身凝结时间短的熟料,在水泥中SO_3≤3.5%的条件下,亚硫酸钙不起缓凝作用;对于中间相含量较少、C_3A含量较低而C_4AF含量较高、自身凝结时间较长的熟料,亚硫酸钙有缓凝作用,但终凝时间比掺二水硫酸钙延长;含亚硫酸钙、碳酸钙、粉煤灰和氢氧化钙的脱硫灰与等量的亚硫酸钙对不同种类熟料的水泥凝结时间的影响类同,脱硫灰中所含的亚硫酸钙对水泥凝结时间影响起主要作用。     

添加F~-、SO_4~(2-)时熟料含铝相的形成规律

包钢尾矿中含有大量氟,是水泥工业可资利用的氟资源。本文以包钢尾矿和天然石膏为氟和硫的添加物,以X射线相分析法研究了不同温度下形成的不同石灰饱和系数(KH),铝铁比(A/F)和氟硫比(F~-/(?))的熟料,得出熟料中的矿物,特别是含铝相C_3A,C_(11)A_7·CaF_2和C_4A_2(?)的形成规律。随着上述参数的变化,可以存在以下四类矿物组合,即: Ⅰ类组合 C_3S-C_2S-F_(ss)-C_8A; Ⅱ类组合 C_3S-C_2S-F_(ss)-C_(11)A_7·CaF_2; Ⅲ类组合 C_2S-F_(ss)-C_4A_3(?); Ⅳ类组合 C_3S-C_2S-F_(ss)-C_3A-C_4A_3S-C_(11)A_7·CaF_2 在本试验的参数范围内,找出了出现各类矿物组合的工艺条件。     

立窑应用品种技术的效果及应注意的问题

1 引言在立窑水泥熟料煅烧过程中,加入晶种(或称晶胚),促进熟料矿物的形成,改善熟料质量从而提高立窑产量。本文结合立窑水泥厂生产实践,简要分析其基本原理和其生产中应注意的问题。 2 外加晶种技术原理众所周知,硅酸盐水泥熟料的4种主要矿物C_3S、C_2S、C_3A和C_4AF基本上是在固相反应条件下形成的,而C_3S是有液相存在时,C_2S与CaO形成C_3S才能顺利完成。晶核形成和晶体     

赤泥铁硫铝酸盐水泥熟料烧成过程及矿物组成研究

以赤泥、铝矾土、石灰石为原料,研究了赤泥掺量和煅烧温度对赤泥铁硫铝酸盐水泥强度的影响和熟料矿物组成与烧成过程。试验结果表明,赤泥掺量为20%,在1325℃下保温30min,铁硫铝酸盐水泥3d强度达到58.2MPa,7d强度达到63.5MPa。熟料的主要矿物为C_4A_3S、C_2S和C_4AF等。C_4A_3S的衍射峰强度最高且尖锐,表明其在熟料中其含量最高或结晶程度最好。C_2S的衍射峰强度也较高,C_3S衍射峰多与C_2S重叠,可能在1300℃较低温度下其结晶程度不如C_2S;铁相以C_4AF和C_6A_2F形式存在,且衍射峰强度变化较小,但熟料中很难检测出CaSO_4和f-CaO,表明其已转化生成C4A3S、C_2S,熟料的易烧性能良好,且未发现C_2AS、2C_2S·CS等过渡矿物。     

含锰中间相矿物形成及其固溶分布EI北大核心CSCD

采用第一性原理构建矿物结构模型,结合X射线衍射分析、熟料相分步萃取、环境扫描电镜等测试方法,研究了锰(Mn)离子在熟料中间相的离子固溶和晶格取代机理。结果表明:锰在水泥熟料矿物中的固溶倾向从高到低依次为C_4AF、C_3A、C_3S、C_2S,且优先取代C_4AF中六配位的Fe离子,降低了其Al/Fe比;熟料煅烧过程中,锰离子发生类质同象现象,以+3价形式固溶于C_4AF中,形成C_4AF-C_4AM连续固溶体,造成C_4AF衍射峰向低角度偏移、衍射峰数量减少,延缓了其水化反应活性,并主要以取代八面体配位Al离子的形式存在于钙矾石/单硫型硫铝酸盐中。     

含锰中间相矿物形成及其固溶分布

采用第一性原理构建矿物结构模型,结合X射线衍射分析、熟料相分步萃取、环境扫描电镜等测试方法,研究了锰(Mn)离子在熟料中间相的离子固溶和晶格取代机理。结果表明:锰在水泥熟料矿物中的固溶倾向从高到低依次为C_4AF、C_3A、C_3S、C_2S,且优先取代C_4AF中六配位的Fe离子,降低了其Al/Fe比;熟料煅烧过程中,锰离子发生类质同象现象,以+3价形式固溶于C_4AF中,形成C_4AF-C_4AM连续固溶体,造成C_4AF衍射峰向低角度偏移、衍射峰数量减少,延缓了其水化反应活性,并主要以取代八面体配位Al离子的形式存在于钙矾石/单硫型硫铝酸盐中。