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。     

早强矿物C_(11)A_7·CaF_2和C_4A_3及其对水泥性能的影响

一、前言六十年代以来,两个早强矿物——氟铝酸钙(C_(11)A_7·CaF_2)和硫铝酸钙(C_4A_3)相继发现。人们逐步把它们引到水泥熟料的矿物组成之中,得到早强快硬水泥。硅酸盐水泥中引进这两个矿物具有某些改性作用——加快凝结,提高早期强度。在生料配料时,把成分适当调整,并配入少量CaF_2、CaSO_4做矿化剂,可把烧成温度降到1300℃左右,同时也就得到这两个早强矿物。本文试图通过C_(11)A_7·CaF_2与C_4A_3某些性能差异来阐明它们的不同比例对水泥主     

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。     

含氟硅酸盐水泥的不正常凝结

本文用测定凝结时间、XRD分析、化学分析及波谱分析等手段研究了含氟硅酸盐水泥的不正常凝结问题。结果表明,含氟硅酸盐水泥的不正常凝结与氟在熟料各矿物中的分布有关。采用在生料中掺入MgO、多掺CaF_2,并对熟料采用高KH值、低IM值、高温煅烧、快速冷却等方法均可使A矿中固溶较多的氟,从而有利于水泥的正常凝结或使凝结变慢;反之,则使A矿中固溶的氟减少,有利于形成较多的C_(11)A_7·CaF_2,从而引起水泥急凝。     

C_(11)A_7·CaF_2、C_4A_3提高粉煤灰水泥强度机理的探讨

探讨了适量C_(11)A_7·CaF_2、C_4A_8显著提高粉煤灰水泥早期强度的机理。研究发现,适量C_(11)A_7·CaF_2、C_4A_8和石膏的掺入,使得在水泥水化早期就有较多的钙矾石生成,且A矿水化得以加速,所生成的钙矾石既形成网络结构又填补了水泥石中的孔洞和裂隙,以致粉煤灰水泥强度提高。实验表明,C_(11)A_7·CaF_2或C_4A_2的掺量为5wt％左右时,水泥凝结正常,强度提高幅度较大,可使粉煤灰水泥强度提高约1个标号,而当C_(11)A_7·CaF_2或C_4A_8掺量达10wt％以上时,水泥凝结急剧加速,水泥强度下降,掺入0.2wt％—0.3wt％柠檬酸可使水泥正常凝结。     

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.     

关于C_(11)A_7·CaF_2的几个问题

在1400℃以下,C_(11)A_7·CaF_2不与 CaO 反应生成 C_3A。含铝相存在形式取决于 F~-固溶于硅酸盐相后剩余于液相中 F~-的多少,若剩余 F~-多则为 C_(11)A_7·CaF_2,若剩余 F~-太少则为 C_3A。高温、急冷、高 KH、低 IM 有利于 F~-在 A 矿中的固溶而使剩余 F~-减少,不利于 C_(11)A_7·CaF_2生成。C_(11)A_7·CaF_2快凝主要是晶体结构多孔、溶解度大和溶解速度快之故。少量 Ca(OH)_2和石膏均不能使凝结时间正常,只有大量石膏才能奏效。柠檬酸对延缓其快凝有一定效果,凝结时间随掺量增加而延长。     

含硫、氟熟料化学相分离方法的研究

本研究采用氢氧化钾蔗糖溶液以及水扬酸——甲醇溶液首先对可能存在于含硫、氟熟料中的十种单矿物进行溶解试验,在证实了氢氧化钾蔗糖溶液确能溶解C_4A_3S和C11A_7·CaF_2等中间相的基础上,对二种实验室熟料,分别改变试样细度、萃取的浓度及其与试样的比例、萃取时间以及温度等条件,较系统地研究了上述参数对测试结果的影响,从而提出这两种方法在萃取含硫、氟熟料时比较合宜的参数和操作步骤。再通过不同操作者的重复测试,表明其复演性也较为理想。并以五种熟料的实测结果,进一步验证萃取效果良好。最后以含硫、氟熟料中中间相的鉴定,硫、氟的分布,C_4A_3s与C_11A_7·CaF_2的定量以及从熟料中单独分离出硅酸盐相进行早期水化的研究等四个实例,具体说明用化学法进行相分离的适用情况。     

双快型砂水泥中不同石膏形态的研究

本文研究了在含氟铝酸钙(C_3S53％、C_(11)A_7·CaF_226％)的双快型砂水泥熟料中,掺入五种不同形态的石膏;硬石膏、二水石膏、半水石膏、600℃和1000℃煅烧的无水石膏,在不同温度下(6～8℃、20～22℃、28～30℃)的水化过程。通过对水泥材性、石膏溶解速度和溶解度、水化放热特性、水化产物的差热、X射线和电显分析等各方面的试验和观察,可以看出,不同石膏的溶解速度和溶解度明显地影响C_(11)A_7·CaF_2的水化。1000℃煅烧石膏和硬石膏所以具有较好的性能正是由于溶解速度小而溶解度适宜,常温下不会迅速生成复盖于氟铝酸钙表面的三硫型水化硫铝酸钙而妨碍水化的继续进行;低温时亦不致有较多的SO_3进入液相而明显地影响水化。所以1000℃煅烧的无水石膏和硬石膏可使水泥有较好的早强性能,并能在终凝后很好地发挥强度。为简化生产、节约热能,我们采用硬石膏是合理的。这个结论对含有不同量的氟铝酸钙制成的水泥亦具有一定的普遍性。     

C_4AF、C_4A_3和C_(11)A_7·CaF_2的形成及早期水化

本文研究CaO、Al_2O_3、Fe_2O_3,SO_3和CaF_2按不同配比混合后煅烧对含铝矿物(C_4AF、C_4A_3和C_(11)A_7·CaF_2)形成的影响。以及这三个矿物的早期水化特征。分别对十二组试样进行XRD测定和对三组矿物进行微量量热计测定。理论计算和试验结果均表明。在接近平衡态的煅烧过程中,CaF_2和CaO、Al_2O_3结合形成C_(11)A_7·CaF_2的能力最强,C_4A_3f8d4次之。同时,从这三种矿物早期水化动力学的研究得出:C_4AF、C_4A_3和C_(11)A_7·CaF_2在CH和CH_2存在下的水化反应“活化能”分别等于32.1kJ/mol、158.2kJ/mol和53.4kJ/mol;升温对C_4A_3S水化反应活性的激发最为有利。     

利用β-C_2S晶型转化能量生产节能快硬水泥的研究

我们在研究中发现,在C_2S-C_(11)A_7·CaF_2C_2S-C_(12)A_7和C_2S-CA体系内,当β-C_2S向Υ-C_2S转化时能产生巨大的能量,随之熟料迅速自动粉碎。但采用工业原料所配制的C_2S-C_(11)A_7·CaF_2体系的水泥,其晶型的稳定时间较长,有时其转化时间延长到一周或更长时间。 本研究主要利用含有一定热值的高铝煤矸石,探索在C_2S-C_(11)A_7·CaF_2体系内通过配     

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。     

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.     

CaO-SiO_2-Al_2O_3-Fe_2O_3-SO_3五元系统中水泥矿物组成的研究

在CaO-SiO_2-Al_2O_3-Fe_2O_3-SO_3 五元系统中,研究了我们称之为铁铝酸盐水泥的熟料矿物组成。该组成为:C_4AF 16～32％、C_4A_3S 43～57％、C_2S 20～28％。在1300±50℃范围内烧成,由该熟料制成的水泥具有早强和高强的特征。 本实验是在实验室中进行的,这些实验结果一旦被工业生产所证实,将会有重要的现实意义。     

应用特种矿化剂低温烧成早强高标号硅酸盐水泥

本文研究了利用工业原料在1250±50℃低温快速烧成C_3S含量超过65％,抗压强度高于62.5MPa的硅酸盐水泥熟料,其矿物组成中C_4A_3(?)取代了C_3A。文章还对其烧成机理和水化机理进行了探讨。     

利用钢渣生产节能快硬高强型水泥的研究

合理利用工业废弃渣生产节能型快硬高强水泥是水泥工业发展的方向之一。在实验室中,掺加复合矿化剂或运用晶种技术,利用石灰石、粘土、石膏及少量萤石,外掺部分钢渣烧制快硬高强型水泥,用正交试验找到了最佳的原料配比。煅烧温度控制在1300℃±50℃,所得熟料中含有大量早强矿物C3S和一定数量的无水硫铝酸钙(C4A3S)和少量C11A7·CaF2;同时还有部分高温煅烧石膏,这使水泥粉磨时无需再外掺石膏。所制得的节能型快硬高强水泥,其后期强度也比较稳定,与普硅水泥相比,煤耗降低约20%,熟料产量增加10%左右。不需增加任何设备投资和工艺改进,改进的生料配方适合各种窑型煅烧。     

用碱渣、泥灰岩及粉煤灰制取阿利尼特水泥

用CaCl_2作催化剂低温煅烧水泥熟料是水泥工业的一个新方向,部分CaCl_2最终参与到熟料矿物的组成中,生成两种性能上不同的矿物:阿利尼特,一种含氯硅酸钙21CaO·6SiO_2·Al_2O_3·CaCl_2(Cl~-取代少量O~(2-)生成);含氯铝酸钙11CaO·7Al_2O_3·CaCl_2(Cl~-占据C_(12)A_7中未满晶格结点)。借助CaCl_2的助熔作用,熟料在1200℃以下烧成,从而节约烧成能耗。苏联对该品种水泥作了较系统的研     

铝酸盐和磷酸盐对高阿利特水泥硬化的影响

生料中掺电热磷渣生产高阿利特波特兰水泥时,在窑产量提高10～15%的同时,燃料单位耗量可减少15%。这种水泥的凝结时间有所延缓,一天强度较低,这是由磷的杂质造成的,它延缓波特兰水泥水化和硬化的作用是众所周知的。本文阐述了准确测定磷的缓凝作用和熟料中铝酸钙含量变化的可能性。此时,必须考虑到磷渣中存在的2.7～3.0%的CaF_2,生料煅烧时它使C_3A转变为C_(12)A_7和C_(11)A_6·CaF_2。生料采用阿斯塔霍夫斯克产地的石灰     

应用矿化剂并采取相应工艺措施提高熟料强度

目前,有不少立窑水泥厂,在生产中加入CaF_2。由于矿化作用,加速了固相反应的速度和加快了 C_2S 对 CaO 的吸收过程,在熟料中相应形成含氟的早强矿物,从而提高熟料强度。CaF_2对水泥熟料化学成份的影响,有利于生产高强硅酸盐水泥熟料。但必须有合理的工艺条件,有较为完善的质量管理和需要增加     

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。