SO3掺杂对高镁熟料中方镁石含量,C3S晶粒尺寸及晶型的影响

随着水泥行业的快速发展,高品质石灰石成为日趋紧缺的资源,合理有效地利用高镁质石灰石原料煅烧水泥熟料又被赋予更加重要的资源综合利用的意义.本文借助化学分析、岩相分析、胶砂试验研究、XRD等检测方法等,探讨了不同掺量的SO3对高镁熟料中方镁石含量、C3S晶粒尺寸及晶型的影响.结果表明:适当的SO3掺加量能够有效减少高镁熟料中方镁石含量,有利于高镁熟料中氧化镁的固溶,促进C3S晶粒尺寸的增大,稳定熟料中M1型C3S,提高熟料的力学性能,在SO3掺量为1％时,得到的熟料力学性能最好,为高镁石灰石今后在水泥行业的利用提供一定理论和实验依据.     

硼钡复掺对C3S形成机制及影响研究

针对防辐射水泥钡水泥、硼水泥防辐射效果单一化、胶凝性不高的缺点,本文拟从复掺和组分优化设计上入手,将具有防γ、X射线效应Ba元素及防中子射线效应B元素以掺杂的形式固溶至C3S相中,通过f-CaO测定及XRD、SEM测试,研究BaO、B2O3对C3S形成机制的影响.结果表明:掺量较小时,掺BaO或B2O3对C2S有明显的稳定作用,均不利于C3S的形成;掺量较大时,B2O3的助熔作用一定程度上促进C3S形成,BaO的矿化作用不利于C3S形成.采用复掺方法时,较小比例B2O3的促熔作用结合BaO的矿化作用,对C3S形成的阻碍作用影响不大.     

冷却方式对熟料矿物及C3S晶型的影响

C3 S矿物是熟料的主要成分,是水泥熟料强度的主要提供者,熟料的强度不仅受C3 S含量影响,与C3 S晶型也直接相关.为研究冷却方式式对熟料矿物成分和晶型结构的影响,将不同水泥厂工业生料经制样烘干后在1450℃下煅烧保温30 min,采用液氮淬冷、空气快冷和随炉慢冷的方式制备熟料.通过TG-DSC、XRD、Rietve...     

掺杂对高C3S水泥熟料烧成及C3S形成动力学的影响

利用铁尾矿作为作硅铝质原料进行生料配料(熟料率值KH =0.97,SM =2.5,IM =1.5),其中C3S含量超过70％.在此空白生料的基础上分别掺入氟、硫和氟硫复合阴离子,各试样分别在1300℃,1350℃,1400℃和1450℃下煅烧30 min,然后测定熟料中f-CaO的含量,并计算C3S的形成活化能.通过差热分析和XRD分析,研究高C3S熟料的烧成过程.结果表明:氟、硫的掺入能够显著改善生料的易烧性,大幅降低C3S的活化能,促进熟料的烧成.单掺时硫比氟的效果要好,氟硫复掺比单掺效果好.生料的差热分析表明,氟、硫能够使石灰石的分解温度降低10 ～20℃,同时能促进熟料的液相烧结.在1450℃时复掺氟硫熟料的主要矿相是C3S,还有少量的C2S,C3A和C4AF,表明高C3S水泥熟料已经烧成.     

C3A掺量对C3A-C3S浆体微结构的影响

采用X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)、29Si核磁共振(29Si Nuclear Magnetic Resonance,29Si NMR)、27Al核磁共振(27Al Nuclear Magnetic Resonance,27Al NMR)和BET氮吸附等方法研究了标准养护条件下C3A掺量对C3S-C3A复合浆体微结构的影响.结果表明:C3A的加入可以促进C3S-C3A复合浆体的水化,释放的Al3+可以进入C-S-H凝胶硅氧链上的桥硅氧四面体位置,形成Al掺杂C-S-H凝胶;随C3A掺量增大,复合浆体中C-S-H凝胶的Al[4]/Si和MCL增大;随养护龄期增大,Al掺杂C-S-H凝胶硅氧链上的Al[4]逐渐脱出,进入浆体并转化为Al[6],导致相同C3A掺量下的复合浆体中Al[4]相对含量下降,Al[6]相对含量增长;C3A的加入在降低复合浆体平均孔径的同时,也提高了浆体的孔隙率.     

MgO对C_3S形成过程影响及其固溶效应研究

利用化学分析、XRD及DTA分析,研究MgO对C3S形成过程影响及其固化效应。结果表明,MgO因其优先与SiO2反应形成固溶体的特性,fCaO随MgO质量分数递增而增大,又因CaO-SiO2-MgO形成共熔融物的特性,MgO质量分数大于其固溶极限时,fCaO变化呈相反趋势,此时促进C3S形成效应明显。通过最小二乘法及MgO固溶度的精确界定,可推导出MgO在C3S中的固溶反应分子式为:(Ca3-0.15xMg0.15x)(Si1-0.85xMg0.85x)O5-0.85x(x≤0.179)。     

Ba在C2S-C3S矿物相中固溶机理探讨

以Ca(OH)2、SiO2、Fe2O3、Al2O3化学纯为原料,分别掺入不同质量分数的Ba(OH)2制备不同矿物相组成的熟料相,运用化学分析、XRD、SEM、水化热测试方法,研究掺Ba(OH)2后熟料相中硅酸三钙-硅酸二钙(C3S-C2S)混合相组成、晶型、新相生成的变化规律.结果表明:Ba(OH)2一定程度上削弱C3S形成,且稳定β-C2S形成效应明显,矿物相体系中α'-C2S、α-C2S量减少并转换为β-C2S,掺量大于2.5％后有新相Ba0.48 Ca1.52SiO4形成;Ba(OH)2掺入促使矿物相中C2S相明显增多,晶粒整体尺寸变小,边界变圆润;随Ba(OH)2掺量递增,熟料样的水化速率呈持续减小的趋势变化.     

C2S前导物对C3S形成及活化能的影响

用工业原料在不同温度预合成C2S(2CaOSiO2)为主要矿物的前导物,并以该前导物为基础,补入适量的钙,在不同温度下二次烧成水泥熟料.结果显示:采用1250℃、1300℃和1350℃预合成的C2S前导物配料二次烧方法,有利于熟料在低温下烧成,在1350℃左右实验熟料样品中游离氧化钙即可小于1.0％.相应C3S在熟料体系中的表观形成活化能相比不同配料烧成的对比组明显降低,而不同温度制备的前导物配料,C3S在熟料体系中的形成活化能相差无几.     

CuO对C3S亚晶尺寸及晶型的影响

以Ca(OH)2、SiO2化学纯为原料,分别掺入不同质量分数的CuO制备不同晶型组成的C3S,运用相图分析、XRD、IR测试方法及MDI jade5.0软件对C3S亚晶生长、晶型转变过程进行研究。结果表明:由CaO-CuO、CuO-SiO2二元相图分析,CuO促进CaO-SiO2固相反应效应明显;C3S经CuO掺杂后,其晶型转变和亚晶成长均受到影响。当CuO掺量小于1.5%时,C3S亚晶尺寸减小趋势明显,大于1.5%时,减小趋势减缓。且C3S晶型随掺量变化先由T型向R型转换,但掺量大于2.0%时,R型又逐步转换为MⅠ型。同时IR分析表明,818 cm-1、999 cm-1谱带处的先减弱后增强及497 cm-1伸缩振动平移先增大后减小,均说明C3S晶体对称性先增大后减小的变化趋势。     

VTES对C3S水化过程影响的机理研究

研究了硅烷偶联剂CH_2=CHSi(OEt)_3即VTES对水泥矿物C_3S水化过程的影响。在76d水化龄期内,运用~(29)SiMAs-NMR和XRD方法追踪测量了纯C_3S和加有VTES的C_3S的水比过程,发现VTES有效地参与了C_3S的水化,并对其水化过程中宏观和微观结构的变化有一定的影响。     

Physicochemical effects of nanosilica on C3A/C3S hydration

In this paper, C₃A-gypsum and C₃A-C₃S-gypsum model cement systems with and without nanosilica were studied. The effects of nanosilica on the early stage cement hydration, particularly C₃A hydration, were assessed through the heat of hydration (isothermal calorimetry), phase assemblage (quantitative X-ray diffraction), zeta potential, ion concentration measurements, and morphology (scanning electron microscopy) examinations. The results indicate that while promoting C₃S hydration, nanosilica retarded C₃A hydration in both the systems studied. The retardation was caused by the adsorption and coverage of nanosilica on C₃A surfaces through the electrostatic interaction, thus decreasing the C₃A dissolution rate and hindering the precipitation of hydration products. Consequently, the reduced gypsum consumption rate and the seeding effect of nanosilica further promoted C₃S hydration. These findings suggest that nanosilica and other silica-based nanoparticles can physicochemically influence hydration of cement-based materials, and a better understanding of these influencing mechanisms can help optimize performances of nanoparticle-modified cement-based materials.     

氧化硼对菱镁矿尾矿合成镁橄榄石晶体结构与性能的影响

在工业废弃物菱镁矿尾矿中加入石英砂和少量B2O3,通过固相反应烧结合成镁橄榄石材料,探讨B2O3对合成镁橄榄石材料晶体结构与性能的影响.利用XRD、SEM对合成镁橄榄石的相组成、晶胞参数、显微结构等进行研究.结果表明:由于B2O3的引入,促进了镁橄榄石晶体结构中缺陷的生成,导致镁橄榄石晶胞参数和晶胞体积减小,加快了反应离子间交换扩散速度,形成顽火辉石和透辉石等高温液相,促进了烧结,提高了材料的体积密度,降低了显气孔率.     

硅灰和减水剂对硅酸三钙水化调控机理的研究

采用XRD、精密水化微量热、ESEM、EDS和NMR等测试技术,研究了硅灰和聚羧酸减水剂对C3S水化的影响。结果表明：聚羧酸减水剂的掺入抑制了C3S的早期水化放热,而硅灰消耗了C3S水化产生的CH,促进了C3S的水化.两者都使C3S水化产物C-S-H凝胶的形貌由针棒状发生了转变,且其硅氧四面体的聚合状态有较大不同,尤其是硅灰显著影响了C-S-H凝胶硅氧四面体聚合状态中Q1、Q2的含量。     

晶粒大小及孔结构对氧化铝陶瓷耐磨性的影响

利用扫描电子显微镜研究了氧化铝陶瓷中Al2O3晶体的大小、均匀程度和孔结构对氧化铝陶瓷耐磨性的影响,指出了采取有效措施控制Al2O3晶体长大和使微孔小而均匀是提高氧化铝陶瓷耐磨性的主要途径。