利用工业废渣烧制贝利特硫铝酸盐水泥

贝利特硫铝酸盐水泥是一种主要含β-C2S(贝利特)和(硫铝酸钙)矿物的水泥，具有凝结硬化快、早期强度高的特点．由于其熟料矿物组成中不含C2S(阿里特），因此熟料烧成温度低，消耗的石灰质原料少．可减轻对环境的负荷．又是一种节能环保型水泥。如采用工业废渣为主要原料开发研制贝利特硫铝酸盐水泥，将进一步有利于水泥工业的可持续发展。     

高贝利特硫铝酸盐水泥的熟料煅烧及其强度

用粉煤灰、石灰石、石膏作原料,烧制了以贝利特(β-C2S)为主、无水硫铝酸钙(C4A3S)为辅的高贝利特硫铝酸盐水泥,其w(β-C2S)达60%、w(C4A3S) 30%,熟料中无C3S和C3A.分析了率值和煅烧制度对熟料矿物形成的影响,较佳的煅烧工艺参数是:碱度系数Cm为0.95～1.03,铝硫比P为3.32～3.65,煅烧温度1280～1340 ℃,保温时间45～70 min.试验表明C4A3S使水泥具有较高的早期强度,大量的β-C2S持续水化保证了水泥强度的稳定增长.水泥胶砂的1 d、3 d、7 d和28 d抗压强度分别为16.5 MPa、28.0 MPa、36.7 MPa和48.6 MPa.硬化水泥砂浆的总孔隙率低,最可几孔径小.     

利用铝尾矿制备高铁相贝利特硫铝酸盐水泥的研究

本研究采用低品位的工业原材料铝尾矿进行配料,制备高铁相矿物含量(铁相矿物>15%)的高铁相贝利特硫铝酸盐水泥(BBSC),借助DTA-TG、岩相、QXRD等检测手段研究高铁相矿物对高贝利特硫铝酸盐水泥生料易烧性、熟料矿物形貌、矿物组成及物理性能等方面进行研究。研究表明：铁相含量对高贝利特硫铝酸盐水泥的烧成影响较为复杂,高铁相可以促进■的形成,改变C₂S矿物的晶型及形貌,其自身存在的形态及形貌也发生了明显的变化;在铁相含量小于25%时,随着铁含量的增加,后期强度(21 d、28 d)增进率较大,会降低抗折强度的倒缩。     

固硫渣烧制贝利特硫铝酸盐水泥的研究

利用固硫渣及石灰石、铝矾土、石膏、铁矿石等为原料在1250℃下烧成了贝利特硫铝酸盐水泥。并探讨了不同石膏掺量对水泥强度及凝结时间的影响。     

游离石膏对高贝利特硫铝酸盐水泥熟料烧成的影响

设计了五种不同f-CaSO4/C4 A3 S的生料配比,研究了f-CaSO4含量变化对高贝利特硫铝酸盐水泥熟料烧成的影响.通过TG-DSC分析了高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的形成过程,利用XRD、f-CaO含量分析得到了熟料的适宜煅烧制度,进一步用SEM观察了不同含量f-CaSO4对熟料矿物微观形貌影响,最后研究了f-CaSO4对高贝利特硫铝酸盐水泥熟料力学性能的影响.结果表明:高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的适宜煅烧温度范围为1300～1400℃,保温时间为40 min;熟料中C2 S、C4 AF含量与设计值相一致,随着f-CaSO4/C4 A3 S增加,非晶固溶体有逐渐增多的趋势;随着f-CaSO4/C4 A3 S增加,熟料早期强度先增大后降低,后期强度逐渐增大,当f-CaSO4/C4 A3 S为0.4时有最高早期强度.     

利用高铝煤矸石和盐石膏低温烧制阿利特—硫铝酸盐水泥熟料的研究

实验室及工业性试验研究结果表明,利用高铝煤矸石和盐石膏等工业废渣,低温烧制的阿利特－硫铝酸盐水泥熟料,不仅使水泥具有凝结硬化快,早后期强度的均高于硅酸盐水泥的特点,而且具有微膨胀和抗蚀性强的特性,文中对熟料率值和矿物组成算式进行了修正,通过分析认为,在实际生产中控制掺入生料中的石膏较配方设计高出20％左右,熟中C4A2S含量为4－6％,煅烧温度控制在1250－1300度,同时指出了影响水泥质量的工艺隐患。     

高性能贝利特-硫铝酸盐水泥熟料的研究及进展

通过试验室、半工业化以及工业化试验,研究了一种和普通硅酸盐水泥熟料具有基本相同性能的高性能贝利特-硫铝酸盐水泥熟料。介绍了各个试验阶段的一些创新性研究结果及进展情况,以及该种水泥熟料的微观结构和水化行为。该种新型水泥熟料由于配料中大幅度减少了石灰石用量,生产中相对普通硅盐水泥熟料,可以分别降低二氧化碳排放量和热量消耗20%以上。     

高贝利特硫铝酸盐水泥活化研究进展

基于我国提出的“双碳”战略目标,水泥行业应针对其高碳排放问题制定脱碳计划,因此,低碳水泥的研发和应用迫在眉睫。高贝利特硫铝酸盐水泥是一种在节能减排的同时能够资源化利用含铝工业废弃物的新型低碳水泥,未来也将会是一种具有高强度的低成本水泥。因此,高贝利特硫铝酸盐水泥的研发促进了水泥行业的绿色化发展。然而,水泥矿物组成中高活性无水硫铝酸钙含量较低,导致水泥石早期强度较低。对水泥早期活性进行研究可提升水泥强度,进而扩大其应用范围。本文通过简述高贝利特硫铝酸盐水泥的组成、特点和研究现状,从水泥主要矿物硅酸二钙、无水硫铝酸钙的活化和水泥矿物组成设计优化三个方面总结了影响高贝利特硫铝酸盐水泥活性的因素,旨在为高性能水泥的研制提供理论指导。     

利用低品位铝矾土和铸造废砂制备高贝利特硫铝酸盐水泥的研究

采用正交试验研究利用低品位铝矾土、铸造废砂、石灰石、石膏等原料制备高贝利特硫铝酸盐水泥的煅烧条件.对生料热稳定性、水泥熟料组成及其水化产物形貌等进行测试表征.可初步确定熟料的煅烧温度范围在1250～1360℃,该水泥熟料的主要矿物组成为贝利特和无水硫铝酸钙,用X-射线K值法定量分析熟料物相组成与理论计算值基本接近.该水泥的主要水化产物有钙矾石、水化硅酸钙凝胶、单硫型水化硫铝酸钙等.实验研究表明:煅烧温度1300℃,保温时间90 min,急冷,制得的高贝利特硫铝酸盐水泥凝结时间短,初凝时间30 min,终凝仅40 min,28 d水泥净浆强度可达65.4 MPa,胶砂强度与市售42.5硫铝酸盐水泥相比,早期强度比较接近,后期强度高出10％.     

掺硫铝酸盐水泥熟料的富硅酸盐水泥体系的性能研究

研究了硫铝酸盐水泥熟料对复合硅酸盐水泥性能的影响。研究表明,当复合水泥中掺入少量硫铝酸盐水泥熟料后,再配以适量的石膏,可以提高其早期强度,且随着硫铝酸盐水泥熟料掺量的增加,其凝结时间明显缩短。运用XRD等测试方法探讨了硫铝酸盐水泥熟料改善复合水泥性能的机理。硫铝酸盐水泥熟料水化形成的钙矾石和铝胶,对硅酸盐水泥熟料矿物水化有促进作用,这是水泥凝结加快、强度增加的主要原因。     

混合材对硫铝酸盐水泥性能的影响研究*

通过矿渣,粉煤灰和石灰石三种混合材料的单掺、复掺,研究了混合材料对硫铝酸盐水泥性能的影响。研究结果表明,混合材料能够实现对硫铝酸盐水泥的改性,且复掺效果优于单掺;其机理主要是改变了钙矾石的形貌、降低了浆体的膨胀率、密实了浆体结构和减少了硬化浆体的微裂纹。     

贝利特-硫铝酸钡钙水泥性能的试验研究

试验研究了贝利特-硫铝酸钡钙水泥的性能，结果表明：该水泥具有较高的早期强度和长期强度，当其石膏掺量为10％时。3d、7d、28d和90d净浆抗压强度分别达到了45．0、61．9、82．1和85．6MPa。该水泥安定性良好，抗渗能力强，抗硫酸盐侵蚀能力强，其抗蚀系数大于1。该水泥在水化早期（14d内）膨胀率增加较快，而水化后期膨胀趋于稳定，且随石膏掺量的增加。其膨胀率逐渐增加。     

用于硫铝酸盐水泥混合材的试验研究

通过混合材活性指数实验,初步筛选出了可用于硫铝酸盐水泥混合材的两类材料:一是石膏类材料,如天然二水石膏、硬石膏及脱硫石膏、氟石膏等;二是石灰石类材料,如天然碳酸钙岩等。其中,以活性指数匹配结果最佳的硬石膏为混合材,研究了硬石膏硫铝酸盐水泥物理及力学性能。结果表明,通过硬石膏掺量的调整和养护制度的设定,可使硬石膏硫铝酸盐水泥达到稳定的膨胀或收缩值;并且随着硬石膏的掺入量增加,水泥初凝终凝时间逐渐延长,pH值逐渐降低,抗压强度呈先增后减趋势。此外,介绍了磷石膏低碱度硫铝酸盐水泥及石灰石硫铝酸盐水泥的一些研究成果。     

石煤类废渣对水泥的缓凝作用分析及改性研究

石煤类废渣(如钒渣)对水泥有较强的缓凝作用,影响其作水泥混合材的利用率和水泥性能稳定性.为此,依据石煤类废渣特性,在水泥中采用V2O5直接外掺及其预处理外掺试验,找出该类废渣对水泥的缓凝作用主要是因其在碱性条件下含有较高的可溶性钒所致,而利用钙基碱性物质预沉淀法可有效降低其对水泥凝结时间的影响.     

几种外加剂对硫铝酸盐水泥性能的影响

通过大量实验,作者研究了不同种类、不同掺量的外加剂对硫铝酸盐水泥的凝结时间、强度和膨胀率的影响。实验结果表明:木钙能有效地延缓水泥的凝结时间,烧石膏和明矾石在合适的掺量下能提高水泥的膨胀率和后期强度,抑制了水泥石后期强度的倒缩。采用XRD、DTA和SEM测试方法,分析了烧石膏和明矾石对水泥水化产物和水化机理的影响。     

钢渣配料生产水泥熟料的生产实验

选用两种钢渣配料生产水泥熟料,在生产试验中优选出两种钢渣的最佳配料方案,分析了钢渣对熟料煅烧过程、物理性能和能耗的影响。结果表明,钢渣中铁含量20%时,钢渣可作为铁质校正原料,三率值最佳取值,KH为0.91~0.93,SM为2.5~2.7,IM为1.5~1.6;钢渣配料,熟料煅烧生产状况良好,能明显提高熟料的产量,提高熟料的强度,降低熟料烧成煤耗,且碱度大的钢渣,熟料C_3S含量较高,煤耗降低也较多。     

大体积浇注碱矿渣水泥中低放废液固化研究

用高掺量沸石碱矿渣水泥对模拟中低放废液进行大体积浇注固化,废物包容量(以硝酸盐计)为13 5%,水固比为0 34,水泥浆体具有良好的工作性。在去离子水中,固化体Cs+、Sr2+第42d浸出率(GB7023 86、25℃)为2 5×10-5、1 3×10-6cm·d-1,整个浸出周期累积浸出百分数为0 7%和0 2%;MCC 1P法90℃28dCs+、Sr2+浸出率为3 1×10-4、2 2×10-5g·cm-2·d-1,浸出百分数为3 5%、0 2%;150℃时为5 6×10-4、3 0×10-5g·cm-2·d-1,浸出百分数为6 2%、0 3%,在盐卤溶液中浸出率相差不大,表明固化体能有效地持留Cs+、Sr2+,其他性能均符合大体积浇注的要求。     

稻草纤维对硫铝酸盐水泥水化特性的影响

通过对凝结时间、电阻率和强度的测定,研究了稻草纤维对硫铝酸盐水泥水化特性和力学性能的影响。结果表明,(1)稻草纤维浸提液延长了硫铝酸盐水泥的凝结时间,但会降低硫铝酸盐水泥的强度,且随着浸提液浓度的增加,强度越低;对硫铝酸盐水泥水化产物的种类无影响。(2)用冷水、热水和氢氧化钠预处理稻草纤维,可降低稻草纤维对硫铝酸盐水泥水化的延缓作用和强度的不利影响。     

城市生活垃圾焚烧炉渣用于制备无熟料砌筑水泥的探讨

依照GB/T3183—2003砌筑水泥标准规定的试验方法,对以城市生活垃圾焚烧炉渣、矿渣为主要原料制备的无熟料砌筑水泥的各项性能进行了研究。结果表明,城市生活垃圾焚烧炉渣对激发矿渣的活性具有一定作用,以炉渣、矿渣为主要原料,掺入水玻璃作为补充激发剂能制备出性能满足要求的无熟料砌筑水泥。