高贝利特硫铝酸盐水泥的研究进展

高贝利特硫铝酸盐水泥是一种性能优异的特种水泥.综述高贝利特硫铝酸盐水泥熟料烧成、水化、制备等各过程中的国内外研究现状,介绍国内外关于高贝利特硫铝酸盐水泥性能的研究进展,归纳总结高贝利特硫铝酸盐水泥研究中的一些问题,展望了高贝利特硫铝酸盐水泥的发展趋势.     

高贝利特硫铝酸盐水泥的研究进展

高贝利特硫铝酸盐水泥是一种性能优异的特种水泥.综述高贝利特硫铝酸盐水泥熟料烧成、水化、制备等各过程中的国内外研究现状,介绍国内外关于高贝利特硫铝酸盐水泥性能的研究进展,归纳总结高贝利特硫铝酸盐水泥研究中的一些问题,展望了高贝利特硫铝酸盐水泥的发展趋势.     

利用工业废渣低温烧制高贝利特-硫铝酸盐水泥熟料的研究进展

与传统硅酸盐水泥相比,高贝利特硫铝酸盐水泥具有快凝快硬、早强高强、抗冻抗渗、低干缩及耐腐蚀等优良特性。针对粉煤灰、赤泥、矿渣、煤矸石等多种工业废渣的化学和物相特点,总结了其在高贝利特-硫铝酸盐水泥制备过程中的应用研究以及对该熟料水化特性、矿物组成及力学性能的影响,并指出利用工业废渣制备高贝利特-硫铝酸盐水泥未来的主要研究方向。     

固废制备高贝利特硫铝酸盐水泥的研究进展

高贝利特硫铝酸盐水泥具有早期强度高、后期强度发展好的特点,生产能耗低且CO2排放量少。从固废原料的利用、水泥制备工艺与水泥性能3个层面,综述了固体废弃物制备高贝利特硫铝酸盐水泥的研究现状;并提出固废制备高贝利特硫铝酸盐水泥需进一步研究和解决的问题,如大宗固废原料的利用、全固废制备技术及固废重金属固化、溶出评价等,亦为今后理论研究与实践发展的新路径。     

水泥基灌浆料适用水泥试验分析

以硫铝酸盐水泥R.SAC 425分别按比例替代硅酸盐水泥P.O 42.5、P.O 42.5R、P.O 52.5、P.O 52.5R,试验分析其初始流动度、30min流动度保留值及1d、3d、28d抗压强度。试验结果表明,硫铝酸盐水泥R.SAC 425分别按比例替代P.O水泥对初始流动度影响不大,替代P.O 42.5水泥、P.O 42.5R水泥、P.O 52.5水泥超过50%时,使得浆料30min流动度保留值急剧下降,替代P.O 52.5R水泥超过65%时,使得浆料30min流动度保留值急剧下降;硫铝酸盐水泥R.SAC 425分别按比例替代P.O水泥对抗压强度的影响均表现为提高1d、3d强度,降低28d强度,对快硬性水泥降低28d强度幅度稍小,对非快硬性水泥强度降低较大。     

石油焦脱硫灰渣制备高贝利特硫铝酸盐水泥及性能评价

利用石油焦脱硫灰渣、粉煤灰、电石渣和低品位铝矾土制备含CaSO4的固废基高贝利特硫铝酸盐水泥(GF-HBSAC),采用宏观测试与微观结构分析(X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜)相结合的方法,研究了水泥的矿物组成与性能,验证了生料配比和水泥制备方法的合理性,对比分析了 GF-HBSAC与市售42.5级普通硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥以及高贝利特硫铝酸盐水泥的物理性能、力学性能、水化性能和耐久性能,并进一步评估了 GF-HBSAC的经济效益和环境效益.结果表明:在烧结温度1 300℃、保温30 min和风冷条件下一次烧成含CaSO4的GF-HBSAC完全可行;GF-HBSAC熟料无需外掺石膏即可制备出力学性能、水化热、干缩性能和抗硫酸盐侵蚀性能优良的42.5级水泥;固体废弃物利用率接近85％,可以有效节约石灰石和石膏等天然资源,减少CO2排放,并促进石油焦脱硫灰渣等固体废弃物的减量化消纳.     

外加剂对高贝利特硫铝酸盐水泥注浆材料的影响

介绍了高贝利特硫铝酸盐水泥生产能耗低、早强、高强、微膨胀性的特点,研究了不同掺量的速凝早强剂和稳定剂对高贝利特硫铝酸盐水泥注浆材料性能的影响,确定了两种外加剂的最优掺量分别为0.02%~0.06%和0.1%~0.2%。     

矿粉与粉煤灰对高贝利特硫铝酸盐水泥水化和强度的影响

掺加矿物掺合料是降低高贝利特硫铝酸盐水泥（HB-SAC）混凝土的生产成本并改善其凝结硬化性能的有效措施。研究了水灰比为0.5时,矿粉（MP）、粉煤灰（FA）对高贝利特硫铝酸盐水泥抗压强度、砂浆流动度、标准稠度用水量、凝结时间的影响;并通过XRD、SEM对掺加不同矿物掺合料的高贝利特硫铝酸盐水泥净浆进行分析。结果表明：掺加矿物掺合料延长了高贝利特硫铝酸盐水泥的凝结时间;水泥浆体标准稠度用水量随矿物掺合料掺量的增加呈先减小后增大趋势,掺量为10%时达到最小值;掺加矿物掺合料后水泥砂浆流动度变大,粉煤灰对砂浆流动度的影响显著;当掺量从0增加至30%时,掺加矿粉抗压强度降低15.4%,掺加粉煤灰抗压强度降低27.6%;掺矿粉、粉煤灰后,水泥浆体中C-S-H凝胶数量增加,其他水化产物无明显变化。     

不同缓凝剂对高贝利特硫铝酸盐水泥性能的影响及机制

以凝结时间和流动度等宏观测试为基础,结合水化热、热分析(TG-DTG)和X射线衍射(XRD)等微观测试,研究了硼酸、柠檬酸和葡萄糖酸钠对高贝利特硫铝酸盐水泥性能的影响以及影响机制.结果表明:3种缓凝剂对高贝利特硫铝酸盐水泥的缓凝作用和流动性均有积极的影响,硼酸主要通过阻碍水泥熟料溶解来延缓砂浆的凝结,柠檬酸和葡萄糖酸钠主要通过对水泥熟料溶出的Ca^2+、Al^3+等离子的络合和吸附作用来阻碍AFt晶体的形成,从而起到对砂浆的缓凝作用;3种缓凝剂通过影响AFt晶体的微观形貌和分布,对水泥石的力学性能产生了不同的影响.     

粉煤灰高硅贝利特硫铝酸盐水泥缓凝分析

本文研究了不同缓凝物质对粉煤灰高硅贝利特硫铝酸盐水泥的影响。实验证明氧化锌、酒石酸钾钠和柠檬酸,初凝最长达75min,酒石酸钾钠和柠檬酸复合效果较好初凝50min以上。     

高贝利特硫铝酸盐水泥—普通硅酸盐水泥复合胶凝材料体系性能研究

为进一步提升高贝利特硫铝酸盐水泥（HBSAC）与普通硅酸盐水泥（P·O）的性能,获得性能优异、经济性较好的新型胶凝材料,开展了HBSAC和P·O的复配研究。研究了不同复配合比例HBSAC-P·O复合胶凝材料的物理性能、力学性能和干缩性能,结合水化产物的形成分析,阐明了HBSAC-P·O复合胶凝材料体系的水化机理。结果表明：在HBSAC中加入P·O,复合胶凝材料的标准稠度用水量减少,凝结时间延长,干缩率增加,后期强度增加的同时早期强度降低;在P·O中加入HBSAC,复合胶凝材料的标准稠度用水量减少、凝结时间缩短,干缩率降低,但是其早期强度并未得到提升;HBSAC-P·O复合胶凝材料的水化机理在于削弱了硫铝酸盐矿物的早期水化作用,降低了早期强度;增强了硅酸盐矿物的后期水化作用,提高了后期强度。     

EVA胶粉改性水下抗分散修补砂浆的制备与性能研究

采用醋酸乙烯-乙烯共聚物(EVA)胶粉、硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、砂、聚丙烯酰胺和高效减水剂等制备了改性水下抗分散修补砂浆,研究了EVA胶粉对修补砂浆水下粘结强度、水下抗折和抗压强度、流动性及水下凝结时间的影响,通过扫描电镜(SEM)观察了EVA胶粉改性砂浆的微观形貌。结果表明:EVA胶粉显著提高了修补砂浆的水下粘结强度和抗折抗压强度。与未掺EVA的修补砂浆相比,掺加8%EVA胶粉的修补砂浆28 d水下粘结强度提高了50%、抗折强度提高了30%。SEM分析表明,EVA胶粉在砂浆中形成了聚合物膜,并且随着EVA胶粉掺量的增加,逐渐形成连续结构的聚合物膜。     

水泥基自流平砂浆的正交试验研究

通过正交试验研究P·O水泥、硫铝酸盐水泥、胶粉和减水剂四个因素对自流平砂浆性能的影响规律,得出用作面层和垫层的水泥基自流平砂浆最优配比。根据最优配比制备的水泥基自流平砂浆与相关标准相比：作为面层时,砂浆初始流动度增加了9 mm, 1 d抗折和抗压强度分别增加了115%、37%;作为垫层时,砂浆初始流动度增加了10 mm, 1 d抗折和抗压强度分别增加了105%、113%。     

锯泥对PVA胶粉改性硫铝酸盐水泥防水修补砂浆性能的影响

为降低PVA改性硫铝酸盐水泥防水修补砂浆的成本,用锯泥部分取代硫铝酸盐水泥,研究锯泥对其性能的影响.研究结果发现:锯泥可提高PVA胶粉改性硫铝酸盐水泥修补防水砂浆的流动性,同时,也会降低其抗折抗压强度、拉伸粘结强度以及抗渗压力,锯泥掺量为20.0％和30.0％时,其抗折抗压强度能满足JC/T 2381-2016《修补砂浆》中对刚性和柔性修补砂浆的力学性能要求;锯泥掺量为30.0％时,PVA胶粉改性硫铝酸盐水泥修补防水砂浆与红砖的拉伸粘结强度以及其抗渗压力,远高于JC/T 2381-2016《修补砂浆》中的要求.     

高贝利特硫铝酸盐水泥基注浆材料力学性能研究

针对高贝利特硫铝酸盐水泥注浆材料复合化的问题,以高贝利特硫铝酸盐水泥为基体材料,同时引入普通硅酸盐水泥和煤系偏高岭土组成三元复合注浆材料。从宏观力学性能的角度对复合注浆材料的性能进行研究。试验结果表明：当普通硅酸盐水泥或煤系偏高岭土占比为10%时,材料的早期强度增长较为迅速,峰值应变较大,表现出更强的韧性;后期峰值应力增加,抗压强度明显提高。     

高贝利特水泥性能研究及应用

通过实验研究了高贝利特水泥的力学性能、比表面积、粒度等性能,并与同标号的普通硅酸盐水泥的相应性能进行了比较,同时利用X射线衍射仪半定量分析了42.5号高贝利特水泥熟料的化学组成,结果表明高贝利特水泥的物化性能和力学性能满足我国水泥国标的要求,符合在建设工程中应用的要求。     

高贝利特水泥-赤泥地聚合物材料制备研究

目前世界上90%多氧化铝是采用拜耳法生产的,该方法产生的赤泥碱性较高但活性较低,资源化利用非常困难。利用高贝利特硫铝酸盐水泥和石油焦脱硫石膏渣激发拜耳法赤泥,制备高贝利特水泥-赤泥基地聚合物。通过正交试验方法,合理设计配合比,得到赤泥与水泥比例为3∶1,石油焦渣掺量为40%时,28 d抗压强度达到25 MPa以上。通过XRF、XRD、SEM等微观观测手段对水化反应产物进行分析,发现该胶凝体系的主要水化产物是水化硫铝酸钙和硅酸盐凝胶,水化产物结构致密,是强度的重要来源。研究结果表明高贝利特水泥和石油焦脱硫石膏渣对拜耳法赤泥有较好的活化作用,能够促进水泥-赤泥体系的强度增长。将为探索拜耳法赤泥的资源化再生研究提供有益参考。     

矿渣-高贝利特硫铝酸盐水泥复合体系抗氯离子渗透性研究

通过氯离子扩散系数、氯离子结合能力、MIP、XRD、TG-DSC、SEM研究了矿渣掺量对高贝利特硫铝酸盐复合体系抗氯离子渗透性能的影响,并对机理进行了分析。结果表明:随着矿渣掺量的增加,复合体系的氯离子扩散系数先减小后增大,当矿渣掺量为20%时,氯离子扩散系数最低,为98.7×10~(-14) m~2/s;进一步研究发现,高贝利特硫铝酸盐水泥促进了矿渣的火山灰反应,提高了CS-H凝胶的生成量,提高了氯离子的结合能力,降低了水化产物结构的孔隙率。     

高贝利特水泥混凝土性能

与硅酸盐水泥混凝土比较,研究了高贝利特水泥混凝土不同龄期的抗压强度,抗拉强度和抗拉弹性模量;高贝利特水泥混凝土的抗冻性、抗渗性和抗硫酸镁侵蚀性能。结果表明,高贝利特水泥混凝土7d龄期的抗压强度低,90d龄期的抗压强度是硅酸盐水泥混凝土的117．6％;28d龄期高贝利特水泥混凝土的抗拉强度和抗拉弹性模量分别是硅酸盐水泥混凝土的116．6％和94．8％;高贝利特水泥混凝土的抗冻性与硅酸盐水泥混凝土基本相同;抗渗和抗硫酸镬侵蚀性能优。高贝利特水泥混凝土早期强度低,后期强度增长率大,抗拉强度高,弹性模量低。高贝利特水泥混凝土的耐久性和后期力学性能优于硅酸盐水泥混凝土。     

高铝水泥对水泥基自流平砂浆性能影响研究

研究了普通硅酸盐水泥和高铝水泥在水泥基自流平砂浆中,二者不同掺比变化对砂浆部分性能的影响.结果表明:水泥总量为30％的自流平砂浆中,普通硅酸盐水泥掺量增加,高铝水泥掺量减少时,流动值损失由小变大,最后再变小;凝结时间与其呈反比例关系.普通硅酸盐水泥不断增加,但掺量仍低于高铝水泥时,28d抗压与抗折强度逐渐下降,当掺量超过高铝水泥后,28d抗压强度逐渐上升,抗折强度发展平缓.