新型低钙气硬性硅酸盐水泥的碳化机理研究

通过高温煅烧石灰石及石英组成的混合配料制备了一种以3Ca CO_3·2Si O_2(C_3S_2)为主要矿物组成的新型低钙气硬性硅酸盐水泥,研究其碳化硬化机理,着重研究该熟料矿物的形成温度、碳化硬化及强度。结果表明:C_3S_2单矿的形成温度为1320~1460℃;新型低钙气硬性硅酸盐水泥最佳配比中应控制Al_2O_3含量4%、Fe_2O_3含量2%左右,其中Ca/Si比在1.2~1.3;最佳的煅烧形成参数为1300℃、保温6 h。碳化产物为Ca CO_3、Si O_2。试样在室温条件,水固比为14%、CO_2分压为0.2 MPa,碳化3 d的抗压强度达到38.5 MPa。该新型低钙气硬性硅酸盐水泥具有显著的碳吸附和低碳排放特点。     

高强高贝利特硅酸盐水泥熟料矿相匹配研究

本文基于水泥工业节能减排的需求,通过高强高贝利特硅酸盐水泥熟料的低钙组成设计,针对硅酸盐水泥熟料中不同矿物具有的不同性能特点,制备出高强高贝利特硅酸盐水泥熟料,实现熟料CaO-SiO_2-Al_2O_3-Fe_2O_3多元体系的矿相组成优化匹配,达到实现低钙组成和高强度高性能的目的,降低水泥制备过程的碳排放和能源消耗。     

高强低钙硅酸盐水泥熟料煅烧动力学研究

通过对高强低钙硅酸盐水泥熟料和普通硅酸盐水泥熟料煅烧动力学过程进行对比,采用化学分析、X-ray衍射等手段,探讨了高强低钙硅酸盐水泥熟料煅烧动力学过程。研究发现:高强低钙硅酸盐水泥生料的易烧性优于普通硅酸盐水泥生料,烧成温度降低50~100℃;运用动力学公式与Arrhenius公式相结合分别计算煅烧反应活化能,高强低钙硅酸盐水泥熟料相对于普通硅酸盐水泥熟料烧成反应活化能降低32 k J/mol;规模化生产过程中,高强低钙硅酸盐水泥熟料相对于普通硅酸盐水泥熟料节约标煤5 kg/t,综合减排CO_2 43 kg/t。     

推介一种新型低碳节能型水泥技术

<正>简介:针对水泥行业废气排放量大及能耗高两大问题,发明一种以C_3S_2矿物为主、并含少量C_2S和铁铝矿物的低钙水泥熟料,利用碳化的方式,使水泥获得良好的力学力度。该水泥具有低钙组成及熟料自粉化特点,因而显著节能,同时由于低碳及少用煤而显著减少废气排放,还由于该是水泥硬化时需消耗大量的CO_2,因此可在很大程度上解决水泥窑废气治理问题,因而成为一种从源头上可同时显著降低水泥生产     

低温熟料对水泥水化的影响

低温熟料(LWC)以12CaO·7Al_2O_3(C_(12)A_7)和2CaO·SiO_2(C_2S)为胶凝性矿物成分,属于绿色水泥基材料。研究了低温熟料对硅酸盐水泥水化的影响,测试了水泥的凝结时间、早期化学收缩、力学性能和砂浆限制膨胀率,观察了掺低温熟料的水泥浆体微观形貌。结果表明,低温熟料促进了水泥水化硬化;10%低温熟料、75%P·Ⅱ硅酸盐水泥和15%粉煤灰构成的三元胶凝材料3 d、28 d抗压强度分别为31.0、68.2MPa,3 d、28 d抗折强度分别为6.3、9.5 MPa;复掺硬石膏,低温熟料提高了钙矾石生成量,可补偿水泥基材料的收缩。低温熟料可部分替代硅酸盐熟料生产通用硅酸盐水泥。     

掺低温熟料矿物水泥的水化特性

为了解低温矿物相对硅酸盐水泥水化的影响,测定了水泥的凝结时间、早期化学收缩性能、力学性能和砂浆限制膨胀率,观察了含低温矿物相的水泥水化产物微观形貌。研究发现,低温矿物相可促进水泥水化硬化;当以质量比例10%的低温水泥替代P.Ⅱ硅酸盐水泥,并混合质量比例15%的粉煤灰,其构成的三元胶凝材料的性能符合P.O52.5级水泥要求;在复合胶凝体中掺入硬石膏,可提高水泥中的钙矾石生成量,获得微膨胀水泥。低温熟料可部分替代硅酸盐熟料生产通用硅酸盐水泥和微膨胀水泥。     

SO3与SrO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,合成了阿利特-硫铝酸锶钙水泥,改善了硅酸盐水泥的性能.利用X射线衍射、扫描电镜-能谱仪和岩相等测试手段,研究了过量掺加SO3和SrO对阿利特-硫铝酸锶钙水泥性能的影响.结果表明:熟料中SO3和SrO最佳过掺量分别为50％和80％(质量分数),制得的阿利特-硫铝酸锶钙水泥的1,3,28 d抗压强度分别达到32.8,66.8,126.4 MPa,具有良好的力学性能.SO3和SrO的过量掺入促进了硫铝酸锶钙矿物的形成,且有利于阿利特在低温下的形成.     

中国建材总院重要科技成果展示——低热硅酸盐水泥

正低热硅酸盐水泥(以下简称"低热水泥")是以贝利特等低钙矿物为主要组分的水泥。与阿利特相比,贝利特形成温度低(1350℃即可大量形成)、热耗低(理论热耗1268k J/kg)。低钙硅酸盐水泥在生产过程中,石灰石消耗量小,熟料烧成温度降低50℃~100℃,CO2排放也大幅减少。随着人们对节约能源和降低温室气体排放越来越重视,特别是碳排放和碳交易逐渐走向市场,低     

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3 d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。     

掺低温熟料砂浆的抗碳化性能研究

低温熟料是一种环境友好型胶凝材料,其主要活性矿物为12CaO· 7Al2O3和2CaO·SiO2.文章研究了以低温熟料取代20％水泥的砂浆抗碳化特性和微观形貌.结果表明,在标准测试条件下,掺低温熟料砂浆的抗碳化性能达到JGJ/T193-2009标准规定的T-IV级指标要求;碳化后的砂浆抗压强度略高于标准条件养护28天的砂浆抗压强度;碳化条件下,水泥水化产物氢氧化钙首先与二氧化碳反应生成方解石,方解石再与铝酸盐反应生成单碳型水化碳铝酸钙.低温熟料对硅酸盐水泥的碳化性能没有不利影响,可作为现代水泥工业的混合材使用.     

采用三高配料方案，提高熟料强度

硅酸钙是硅酸盐水泥熟料的主要矿物,其含量的高低与熟料的强度成正比,其中硅酸三钙主要决定熟料的早期强度,而硅酸二钙则对熟料的后期强度产生较大影响。为此,欧洲水泥标准ENV197-92规定硅酸盐水泥熟料中(C3S C2S)/矿物总量≥2/3,一般要求C3S C2S≥75%,并以C3S为主导矿物。在硅酸盐水泥熟料中,各种矿物对强度的贡献是相差很大的,若以公式表示,则为:R28=3C3S 2C2S C3A-C4AF。由此可见,在各     

自粉化低钙水泥的制备方法及其碳化硬化性能

以γ-C2S为主要矿物的自粉化低钙水泥在制备和碳化硬化过程中均能显著减少二氧化碳的排放.为实现该水泥的规模化生产,对其工业原料制备方法进行了探讨,并研究了其碳化硬化性能.结果表明:取石灰石、砂岩和铁矿为水泥原料,当石灰饱和系数(KH)为0.67,硅率(SM)为2.50～4.50时,在1 300～1 400℃下进行煅烧,待炉温冷却后即可煅烧出自粉化低钙水泥.用该水泥制备尺寸为40mm×40mm×160mm的胶砂试块,碳化8h后,其抗折强度为8.2MPa,抗压强度为51.6MPa;碳化后再标准养护240d,其抗折强度可达13.9MPa,抗压强度可达70.0MPa.     

水泥机立窑配料利用碳化煤球渣

广西黎塘氮肥厂水泥车间机立窑配料利用碳化煤球渣代替部分粘土和石灰石。碳化煤球渣是氮肥生产过程中排出的(干排和湿排)一种工业废渣,其中含有大量适于生产普通硅酸盐水泥的化学组分,还含有部分水泥熟料矿物,如钙黄长石(C_2AS),莫来石(A_3S_2),CaCO_3及CaO和少量SiO_2。特别是     

硫铝酸钙基高性能水泥

中国目前生产的由4CaO.3Al_2O_3.SO_3,硅酸二钙及铁铝酸钙等矿物组成的水泥熟料,其年产量在100万t。这种水泥由掺入16%～25%的水泥熟料磨细而成,具有硬化快特性。从海水中取出的样品发现,经过在潮湿区域中14年的使用情况来看,这种水泥对埋置钢筋具有惊人的保护作用。该文阐述了硫铝酸盐型水泥水化反应的化学及物理特性。比起传统的普通硅酸盐水泥,富含钙矾石的水泥自脱水反应完成得更快。由此可见,水泥一旦处于自行脱水状态很难再次饱和,它的这种干燥的内部环境,部分导致了埋置钢筋即使在富含氯化物的环境中也无锈蚀情况发生。     

掺烧城市垃圾残渣硅酸盐水泥性能及重金属浸出行为研究

通过生料易烧性试验、熟料矿物岩相分析、XRD、SEM、水泥胶砂强度试验、重金属离子浸出试验等,对利用城市垃圾分拣残渣配料煅烧硅酸盐水泥熟料及其水化反应的特征进行了研究。结果表明:城市垃圾分拣残渣配料制成的水泥熟料,其矿物结构与常规的硅酸盐水泥熟料相同;其烧成温度有降低的趋势;其水化产物和凝结硬化过程与常规硅酸盐水泥相同;熟料煅烧和凝结硬化过程对城市垃圾中重金属离子的固化有一定的辅助作用。     

硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥水化动力学的研究

研究了石膏掺量为3.5%(以SO3计,质量分数,下同)、磷铝酸盐水泥熟料掺量为10%的硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥的力学性能和水化动力学,测定了该复合水泥在不同水化时间下的Ca2 和[SiO4]4-溶出浓度、相应的电导率及pH值.研究结果表明,磷铝酸盐水泥的掺入不仅可以提高硅酸盐水泥的水化硬化速率,而且能使硅酸盐水泥的早期以及后期强度有不同程度的提高.该复合水泥水化硬化浆体的Ca2 和[SiO4]4-的相对溶出浓度、电导率及pH值均较同龄期的硅酸盐水泥低,说明该复合水泥的水化产物较为稳定,不易溶解,而且碱性较低.硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥的水化历程与硅酸盐水泥相同,经历5个阶段,即初始期或预诱导期、诱导期、加速反应期、减速反应期和稳定期.加速反应期的水化主要由成核反应控制,而稳定期的水化主要由扩散过程控制.     

高活性贝利特水泥及混凝土性能研究北大核心

高活性贝利特硅酸盐水泥的主要熟料矿物与组成比例为硅酸二钙(约70%),硅酸三钙(约15%),铝酸三钙(低于4%)和铁铝酸四钙(约10%),该水泥的强度发展特征与水化放热特征可能非常适合现代高性能混凝土的要求。试验研究了工业化生产的高活性贝利特水泥胶凝材料体系的水化特征,并与普通硅酸盐水泥进行了对比。同时,采用工业化生产的高活性贝利特硅酸盐水泥配制了C30、C40、C50三个强度等级的高性能混凝土,评价了新拌混凝土的工作性与硬化混凝土的抗压强度。研究结果表明:高活性贝利特水泥具有显著的高强度、低水化热、胶凝材料体系水化产物随养护龄期延长发展稳定等特点。三个不同强度等级的高活性贝利特水泥混凝土的强度发展特征完全满足现代混凝土工程施工周期要求。     

高活性贝利特水泥及混凝土性能研究

高活性贝利特硅酸盐水泥的主要熟料矿物与组成比例为硅酸二钙(约70%),硅酸三钙(约15%),铝酸三钙(低于4%)和铁铝酸四钙(约10%),该水泥的强度发展特征与水化放热特征可能非常适合现代高性能混凝土的要求。试验研究了工业化生产的高活性贝利特水泥胶凝材料体系的水化特征,并与普通硅酸盐水泥进行了对比。同时,采用工业化生产的高活性贝利特硅酸盐水泥配制了C30、C40、C50三个强度等级的高性能混凝土,评价了新拌混凝土的工作性与硬化混凝土的抗压强度。研究结果表明:高活性贝利特水泥具有显著的高强度、低水化热、胶凝材料体系水化产物随养护龄期延长发展稳定等特点。三个不同强度等级的高活性贝利特水泥混凝土的强度发展特征完全满足现代混凝土工程施工周期要求。     

活化煤矸石/粉煤灰水泥水化过程及性能差异

用水化热、热分析、化学结合水量、压汞法和扫描电镜研究了20℃养护条件下硅酸盐水泥和活化煤矸石/粉煤灰硅酸盐水泥的水化过程、硬化浆体孔结构和微观结构,并研究了浆体抗压强度和收缩值随龄期的发展规律.结果表明:与粉煤灰相比,活化煤矸石较大的比表面积及其所含有的多孔或致密的惰性物质,使其对水泥熟料水化的早期稀释效应有所削弱,也使其后期火山灰反应对水泥熟料和活化煤矸石混合材整体水化程度的提高幅度有所下降,并且活化煤矸石硅酸盐水泥水化1 a后其硬化浆体的毛细孔含量高于粉煤灰硅酸盐水泥,其抗压强度和收缩值则低于粉煤灰硅酸盐水泥.     

低能源资源消耗、低环境负荷和高性能水泥——高贝利特水泥

以贝利特为主导矿物的低热硅酸盐水泥,即高贝利特水泥,矿物设计以低钙熟料为主,给水泥的制备和性能带来了新的飞跃。本文采用与通用硅酸盐水泥对比研究的方法,从该水泥制备和性能评价两个方面证明,高贝利特水泥具有低能源资源消耗、低环境负荷和高性能的特点。