钡掺杂对高阿利特硅酸盐水泥熟料组成与性能的影响

采用正交试验方法研究了掺杂氧化钡及形成的新矿物硫铝酸钡钙(C_(2.75)B_(1.25)A_3(S))对高阿利特水泥熟料组成与性能的影响.借助于X射线衍射和扫描电镜-能谱仪及岩相等分析方法,研究了水泥熟料的组成、结构及性能.结果表明:阿利特和硫铝酸钡钙矿物可以在同一熟料体系中共存;氧化钡的掺入促进了硫铝酸钡钙矿物的形成,同时对在低温下形成阿利特及对贝利特矿物的活化起到了重要作用.从早期强度角度分析,BaO的适宜掺量为1.8%(质量分数,下同),硫铝酸钡钙矿物的最佳设计含量为4.0%.所制备的高阿利特硅酸盐水泥的3,7,28d抗压强度分别为52.3,78.4,102.5MPa,展现了良好的早期力学性能;从后期强度分析,BaO的适宜掺量为1.3%,硫铝酸钡钙矿物的最佳设计含量为2.0%,所制备的高阿利特硅酸盐水泥的3,7,28d抗压强度分别为42.9,77.8,108.8MPa,显示了较高的后期强度.     

一种低温烧成的高阿利特硅酸盐水泥熟料的试验研究

实验室低温烧制了一种高阿利特硅酸盐水泥熟料并测试了其性能。该熟料中的阿利特含量高于70％，烧成温度≤1400℃。其3d抗压强度可达42．8MPa，28d抗压强度可达65．8MPa。同时这种水泥熟料的易磨性优于普通硅酸盐水泥熟料：在相同条件下，磨细到比表面积320m^2／kg时，这种熟料需要4．5min，而普通硅酸盐水泥熟料则需要8．0min。同时对该熟料进行了岩相检验分析。     

CaF2对阿利特-硫铝酸锶钙水泥性能的影响

将硫铝酸锶钙矿物引入到硅酸盐熟料矿物体系中,合成阿利特-硫铝酸锶钙水泥.利用XRD,SEM-EDS和岩相等测试手段研究了CaF2对阿利特-硫铝酸锶钙水泥熟料矿物组成和水泥性能的影响.结果表明,CaF2能够促进固相反应使得阿利特在较低温度下形成,有利于阿利特和硫铝酸锶钙矿物的共存.当CaF2在熟料中的掺入量为0.6%时,阿利特-硫铝酸锶钙水泥的1 d、3 d和28 d抗压强度分别达到32.8 MPa、67.7 MPa和120.4 MPa,表现出良好的力学性能.     

利用煤矸石、工业石膏煅烧阿利特-硫铝酸盐水泥熟料

为获得向青海铝电公司提供高细石灰石粉（CaO含量≥52.0%,比表面积≥800m^2/kg）的供应权,我公司承诺全部处理脱硫渣（即工业石膏）.在成功运用工业石膏作水泥缓凝剂的基础上,我公司于2005年10月20日～11月20日进行了为期30d的利用煤矸石、工业石膏作原料配料,煅烧阿利特-硫铝酸盐水泥熟料的试生产.现就相关情况及操作经验作一介绍.     

不同阴离子对高阿利特水泥熟料性能的影响

利用化学分析、XRD、物理性能检验等方法研究了在生料中单独及其复合掺加磷、氟、硫对高C3S水泥熟料(Mite-rich portland clinker,ARPC)的易烧性、胶凝性和它们在烧成过程中的挥发性。实验表明：高温烧成时,在ARPC体系中单独掺磷、复合掺加磷与氟、磷与氟硫都有较好的促进烧成、提高强度的作用,并且以磷与氟的复合效果最好,可显著改善生料易烧性,提高熟料各龄期的抗压强度5MPa以上;但磷与硫的复合却对生料易烧性有不利影响,熟料强度比对照组样品低,这可能与硫的高挥发性有关,使得体系中的实际CaO配人量增大。3种阴离子具有不同的挥发性,硫的挥发性较高,氟次之,磷最低。     

多离子掺杂对水泥熟料性能和结构的影响

研究了在掺杂一定量氟、磷阴离子时,分别掺加0.1%、0.3%、0.5%和1%的金属阳离子Cu、Zn、Pb和Ti,对高阿利特水泥熟料的易烧性、抗折强度和抗压强度等性能的影响,并对不同阳离子掺量的熟料做了岩相亚微观结构分析及硅酸盐萃取样的XRD分析。结果表明:氟、磷阴离子复合部分金属阳离子(Cu、Zn、Pb和Ti)掺杂在阳离子的最佳掺量时比单掺氟、磷阴离子时的效果好,且金属阳离子在较低掺量(1.0%)下就能够改善熟料的综合性能。     

多离子复合掺杂对阿利特介稳结构的影响

多离子固溶对阿利特的影响产生复合效应,与单一离子显著不同。采用X射线衍射结合Rietveld方法、差示扫描量热、红外光谱等,研究了Na+、Mg2+等熟料阿利特中7种典型杂质离子复合掺杂对阿利特介稳结构及多晶转变的影响。结果表明:7种离子以常规含量复合存在时,显著促进阿利特烧成,并主要稳定M3型阿利特,Mg2+及Al3+对稳定阿利特高温型结构的影响最大,不含Mg2+或Al3+阿利特以T3型为主;高含量P5+(1%P2O5,质量分数,下同)可稳定R型阿利特;高含量Mg2+(2%MgO)稳定的M3型,在600℃附近向三斜晶型的再次受热转变受阻,而Fe3+促进这一转变;随离子稳定阿利特结构对称性的提高,[SiO4]四面体的对称性也提高。     

全废渣制水泥中氧化锶对熟料性能的影响

新疆天业(集团)有限公司开发的采用电石渣、石灰渣和除尘灰等十余种废渣烧制水泥的新工艺,实现了大宗工业固废的资源化利用,然而这些废渣中均含有微量的SrO,对熟料性能有一定的影响。通过使用化学成分分析、X射线衍射分析、Rietveld全谱拟合等对生料和烧制成的熟料进行分析,并测定熟料的机械强度。进一步通过热力学模拟,改变入窑生料中SrO掺入量,计算熟料中各主要矿物相和液相的变化情况。结果表明,生料中掺入少量的SrO可以促进C₃S、C₄AF等有效矿物相的形成,并对熟料早期强度提升较大,而对后期强度作用却不明显。随着掺入SrO的增多,熟料中C₃S的含量也在增加,有利于铁相矿物形成,然而游离氧化钙却在随之增加。因此需控制SrO的掺量,其掺入的含量在0.2%~1.0%(质量分数)之间时对提高熟料烧成质量有显著促进作用。     

阿利特-硫铝酸锶钙水泥的制备与性能研究

通过固定硅酸盐水泥熟料率值,改变硫铝酸锶钙矿物的含量,研究了阿利特-硫铝酸锶钙水泥的合成与性能。利用X射线衍射、扫描电镜与能谱分析、岩相分析等测试手段分析了阿利特-硫铝酸锶钙水泥熟料的组成和结构。结果表明,硫铝酸锶钙矿物与硅酸盐熟料矿物可以共存,其最佳引入量为6%～12%,在1350～1380℃温度范围烧成时结晶较好。在上述条件下制备的阿利特-硫铝酸锶钙水泥的ld、3d和28d抗压强度最高分别达到30.5MPa、58.4MPa和122.2MPa。     

SO3掺杂对高镁熟料Alite晶型和水化性能的影响

文章探讨了SO3对高镁水泥熟料中C3S晶型的调控以及对该熟料水化性能的影响。通过X射线衍射对熟料矿物含量和C3S的晶型进行表征并测试了熟料的净浆强度及结合水。研究表明:当SO3的掺量为1%、2%时不会对C3S的形成带来阻碍,样品中f-CaO含量均小于1%。在该熟料中,阿利特以M3型为主,多为细小的晶体,SO3的掺入能够稳定M1型的阿利特。1%~2%SO3的掺入能促进熟料的水化,提高熟料的中后期强度,当掺量为2%时3、28d净浆抗压强度分别提高8%和5%。水化程度随着SO3掺量的增加而增加,水化产物中含有大量的钙钒石。     

SO3对阿利特—硫铝酸盐水泥熟料性能影响的研究

文章探讨了ＳＯ３对阿利特－硫铝酸盐水泥熟料矿物形成及性能的影响。结果表明,适量的ＳＯ３可改善生料的易烧性,促进ｆ－ＣａＯ的吸收,保证Ｃ４Ａ３＾－Ｓ的形成并使水泥的强度提高;当ＳＯ３含量较高时,则不利于Ｃ３Ｓ的形成,熟料中ｆ－ＣａＯ升高,水泥的强度降低;ＳＯ３含量较低时,水泥的强度低且快凝。     

MgO对熟料烧成及性能的影响机理

采用化学试剂合成硅酸盐水泥熟料,应用X射线衍射结合Rietveld方法和差示扫描量热等,研究了MgO对熟料煅烧、矿物组成、阿利特晶型及熟料性能等的影响。结果表明:MgO在碳酸钙分解反应阶段已开始影响甚至参与了熟料烧成反应;MgO掺入使阿利特和铁铝酸四钙含量增多,贝利特和铝酸三钙含量相对降低;但当MgO掺量达到2%(固溶置换极限)及以上时,方镁石形成,熟料矿物组成基本不再变化;随着MgO的掺入,阿利特的晶型逐渐由M1型为主转变稳定为M3晶型。MgO掺量在1%附近时,靠近阿利特准同型相界处,熟料发展强度最高。     

铜离子掺杂对高铁低钙水泥熟料性能的影响

基于C4AF可以提高水泥基材料的抗蚀性,以高铁低钙水泥熟料为研究对象,掺入不同含量的CuO,通过对熟料及其水化产物进行X射线衍射(XRD)、水化热、抗压强度、非蒸发水含量和固化氯离子能力等测试,探究Cu2+对高铁低钙水泥熟料水化性能与氯离子吸附固化能力的影响.结果发现,适量CuO的掺入促进了高铁低钙水泥熟料中C4AF的生成,降低了熟料液相的粘度,有利于C3S的晶粒生长,有利于提高高铁低钙水泥熟料的水化活性和固化氯离子能力,最佳掺量为0.2 wt％.     

高贝利特水泥熟料出窑颗粒度、显微结构组成和水泥性能关系的研究

通过XRD，EDS和岩相等分析，研究了工业化高贝利特硅酸盐水泥熟料的出窑颗粒度（结粒），组成，显微结构及物理性能之间的关系及作用机理。分析表明，结粒越大，熟料的C3S含量越高；在致密度相近的条件下，当结粒大于5mm，结粒越小，出窑熟料冷却载快，α'-C2S形成数量越多，主导矿物B矿的显微结构和对应水泥的性能越好。试验表明：当熟料结粒尺寸在5－15mm时，高贝得特水泥的强度性能最好，此时B矿呈细交叉双晶条纹结构，固溶的杂质离子数量最多；对于结粒相近的熟料，疏松熟料的C3S较致密熟料低，而且一般不出现α'-C2S，在结粒较大时，还会出现少量γ－C2S，因此对应水泥的性能低于致高密高贝利特熟料制成的水泥。     

SO_3对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料性能影响的研究

文章探讨了 SO3对阿利特 -硫铝酸盐水泥熟料矿物形成及性能的影响。结果表明,适量的 SO3可改善生料的易烧性,促进 f－ CaO的吸收,保证 C4A3S的形成并使水泥的强度提高;当 SO3含量较高时,则不利于 C3S的形成,熟料中 f－ CaO升高,水泥的强度降低; SO3含量较低时,水泥的强度低且快凝。     

石灰石对阿利特：硫铝酸盐水泥性能的影响

研究了石灰石对阿利特－硫铝酸盐水泥强度，凝结时间，干缩性等性能的影响。发现石灰石在较大掺量范围内可以促进水泥强度的发展，石灰石可延长水泥的终凝时间，而使初凝有所缩短，掺加石灰石使水泥的抗干缩能力提高。     

粉煤灰配料烧制阿利特—硫铝酸盐水泥的生产实践

１引言在传统的硅酸盐水泥熟料中引入适量的无水硫铝酸钙（Ｃ４Ａ３Ｓ）全部或部分替代Ｃ３Ａ,同时引入少量硫酸钙（ＣａＳＯ４）,１３００℃下烧成,得到以Ｃ３Ｓ、Ｃ２Ｓ、Ｃ４Ａ３Ｓ、Ｃ４ＡＦ、ＣａＳＯ４为主要矿物组成的熟料,掺加适量石膏、混合材等磨细,即制得...     

以不同磷酸钙盐形式引入P5+掺杂对阿利特结构及活性的影响

利用X射线衍射结合Rietveld拟合精修、X射线荧光及微量热分析等,研究了在Na、Mg等熟料阿利特典型固溶组分作用下,不同形式磷酸钙盐引入P5+掺杂对阿利特烧成、结构及水化活性的影响。结果表明:不同磷酸钙盐对阿利特烧成影响存在差异,磷酸氢钙对烧成阻碍作用最小,磷酸钙次之,磷酸二氢钙最大,这可能与三种化合物的熔点不同有关;不同磷源P5+对阿利特多晶态稳定作用相近,1.0%掺量P2O5可完全稳定R型阿利特;磷酸氢钙具有较低的挥发率,低掺量(<1.0%)下更有利于稳定R型;P2O5在阿利特中的固溶极限约为1.0%,掺量低于1.0%时,R型阿利特晶格常数随P2O5掺量基本呈线性变化;不同磷源P5+掺杂均使阿利特初始水化活性降低,水化40h后活性升高,其中R型阿利特样品3d后水化活性高于其他样品。