養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)貝利特硫鋁酸鋇鈣水泥水化影響

石膏對(duì)阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥水化程度 及漿體組成的影響 沈業(yè)青,　宇海銀,　王秀華,　宋　波,　孫紅霞,　劉守華 (安徽師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院,安徽蕪湖　241000) 摘　要:利用前期合成的阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥,應(yīng)用xrd、sem-eds等研究了隨石膏摻量的 改變對(duì)新型膠凝材料阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥水化程度及水化漿體組成的影響.研究結(jié)果表明:隨 石膏摻量增加,水化漿體的水化程度大致趨勢(shì)是先增加后降低;阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥最佳鋁硫 比為1.0/1.0,此時(shí)硬化漿體在標(biāo)準(zhǔn)稠度加水量下1d、3d和28d齡期的水化程度分別達(dá)到48.3%、 57.6%和75.3%.xrd及sem-eds分析表明在最佳鋁硫比1d、3d齡期時(shí)水化產(chǎn)物就已大量形 成,結(jié)構(gòu)致密. 關(guān)鍵詞:阿利特-硫鋁

研究了mgo對(duì)貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥煅燒與性能的影響.結(jié)果表明:mgo可以促進(jìn)c3s在低溫下形成;so3的存在有利于mgo在貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥熟料中的固溶;貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥熟料具有較高的固溶mgo的能力,mgo含量達(dá)5.14%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥的安定性良好,且3,28d抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到49.1,81.9mpa,展現(xiàn)了良好的力學(xué)性能;貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥熟料較高的固溶mgo的能力,也有利于低品質(zhì)高鎂石灰石的應(yīng)用.

采用化學(xué)純?cè)噭樵?將硫鋁酸鋇鈣礦物引入到貝利特熟料礦物體系中,合成了貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥。本文主要研究了caf2對(duì)熟料礦物組成和水泥性能的影響。研究結(jié)果表明,caf2能夠加快熟料中f-cao的吸收,促進(jìn)c2.75b1.25a3s-礦物形成,提高水泥的早期強(qiáng)度。當(dāng)caf2在熟料中的摻入量為0.6%時(shí),貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥的3d和28d抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到26.8mpa和83.4mpa,展現(xiàn)了良好的力學(xué)性能。利用xrd,sem-eds和巖相分析等測(cè)試手段分析了水泥熟料的組成和結(jié)構(gòu)。

利用前期合成的阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥,應(yīng)用xrd、sem-eds等研究了隨石膏摻量的改變對(duì)新型膠凝材料阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥水化程度及水化漿體組成的影響.研究結(jié)果表明:隨石膏摻量增加,水化漿體的水化程度大致趨勢(shì)是先增加后降低;阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥最佳鋁硫比為1.0/1.0,此時(shí)硬化漿體在標(biāo)準(zhǔn)稠度加水量下1d、3d和28d齡期的水化程度分別達(dá)到48.3%、57.6%和75.3%.xrd及sem-eds分析表明在最佳鋁硫比1d、3d齡期時(shí)水化產(chǎn)物就已大量形成,結(jié)構(gòu)致密.

通過(guò)對(duì)水泥力學(xué)性能、水化速率和水泥硬化漿體孔結(jié)構(gòu)的測(cè)定,結(jié)合x(chóng)rd、sem分析,研究了礦渣對(duì)阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥水化硬化過(guò)程的影響。研究結(jié)果表明:摻入礦渣后,水泥的早期強(qiáng)度下降幅度較大,但后期強(qiáng)度下降幅度較小。在試驗(yàn)摻量范圍內(nèi),當(dāng)?shù)V渣摻量為20%時(shí),該水泥各齡期抗壓強(qiáng)度下降幅度最小,其后期抗壓強(qiáng)度接近純熟料水泥;加入礦渣后,水泥水化熱明顯降低,礦渣在受到堿激發(fā)與硫鋁酸鹽雙重激發(fā)作用下發(fā)生二次水化反應(yīng),使水泥水化速率有一定增加而出現(xiàn)第三個(gè)放熱峰;礦渣二次水化反應(yīng)有效地改善了硬化水泥漿體的孔結(jié)構(gòu),使水泥后期強(qiáng)度逐漸增加。

aluminum-richbelitesulfoaluminatecements:clinkeringandearlyagehydration m.carmenmartín-sede?oa,antonioj.m.cuberosa,ángelesg.delatorrea,gemaálvarez-pinazoa, luism.ordónezb,milengateshkic,miguela.g.arandaa,? adepartamentodequímicainorgánica,cristalografíaymineralogía,universidaddemálaga,29071málaga,spain bunidadtécnicadeinvestigacióndemateri

采用正交試驗(yàn)方法研究了貝利特—硫鋁酸鋇鈣水泥熟料的煅燒條件。實(shí)驗(yàn)表明:該水泥熟料的最佳煅燒溫度為1350℃,保溫時(shí)間為90min,冷卻方式是急冷。同時(shí)發(fā)現(xiàn),水泥中石膏的量佳摻量為5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。所制備的貝利特—硫鋁酸鋇鈣水泥的3d和28d抗壓強(qiáng)度分別為26.4mpa和80.4mpa,顯示有良好的早期力學(xué)性能;石膏能促進(jìn)該水泥的水化硬化,增加鈣礬石在水化早期的形成數(shù)量,這是水泥早期強(qiáng)度提高的主要原因。對(duì)水泥熟料及其水化產(chǎn)物的組成、結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了分析。該水泥熟料的主要礦物組成為貝利特、阿利特和硫鋁酸鋇鈣,主要水化產(chǎn)物有水化硅酸鈣凝膠、鈣礬石和氫氧化鈣等。

選擇熟料率值和硫鋁酸鋇鈣摻量為影響因素,通過(guò)正交試驗(yàn)研究了貝利特—硫鋁酸鋇鈣水泥的合成條件和力學(xué)性能,并利用xrd、sem-eds等測(cè)試手段分析了該水泥熟料的組成和結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:煅燒溫度為1320℃時(shí),制備貝利特—硫鋁酸鋇鈣水泥熟料最優(yōu)化組合為鋁率1.4,硅率2.3,石灰飽和系數(shù)0.77,硫鋁酸鋇鈣礦物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%。在此條件下該水泥的3d和28d抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到11.4mpa和64.8mpa,展現(xiàn)了良好的力學(xué)性能。

試驗(yàn)研究了貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥的性能,結(jié)果表明:該水泥具有較高的早期強(qiáng)度和長(zhǎng)期強(qiáng)度,當(dāng)其石膏摻量為10%時(shí),3d、7d、28d和90d凈漿抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到了45.0、61.9、82.1和85.6mpa。該水泥安定性良好,抗?jié)B能力強(qiáng),抗硫酸鹽侵蝕能力強(qiáng),其抗蝕系數(shù)大于1。該水泥在水化早期(14d內(nèi))膨脹率增加較快,而水化后期膨脹趨于穩(wěn)定,且隨石膏摻量的增加,其膨脹率逐漸增加。

研究了石膏對(duì)貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥強(qiáng)度和硬化漿體結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明:貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥熟料的礦物組成主要有c3s、c2s、c3a、c4af和c2.75b1.25a3s;當(dāng)水泥中石膏摻量為10%時(shí),貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥的3d、7d、28d和90d抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到了45.0、61.9、82.1和85.6mpa;貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥的水化產(chǎn)物主要有aft、ca(oh)2、c-s-h凝膠等,隨石膏摻量的增加,aft的數(shù)量逐漸增加,水化后期的ca(oh)2數(shù)量逐漸減少。用xrd和sem來(lái)分析硬化水泥漿體組成和結(jié)構(gòu)。

選擇熟料率值和硫鋁酸鋇鈣摻量為影響因素,采用正交試驗(yàn)法研究了貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥熟料的合成條件和力學(xué)性能.研究結(jié)果表明,貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥熟料的最佳組成為:硅率為2.9,鋁率為1.1,石灰飽和系數(shù)為0.81(均為質(zhì)量比),硫鋁酸鋇鈣摻量為9%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),適宜的煅燒溫度為1380℃.在最佳條件下合成的貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥的3,28,90d抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到了23.8,80.9,97.4mpa,展現(xiàn)了良好的力學(xué)性能.利用xrd,sem-eds和巖相分析等測(cè)試手段分析了該熟料的組成和結(jié)構(gòu).

研究了萘系減水劑(fdn)和聚羧酸減水劑(sr3)對(duì)阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥凝結(jié)時(shí)間及抗壓強(qiáng)度的影響,并采用xrd和sem等測(cè)試方法分析和探討了其作用機(jī)理。結(jié)果表明:減水劑fdn和sr3與阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥相容性良好,減水效果明顯;兩種減水劑對(duì)該水泥初凝時(shí)間影響不大,而終凝時(shí)間明顯縮短;同時(shí),當(dāng)減水劑摻量適當(dāng)時(shí),提高了水泥的強(qiáng)度。

研究礦渣摻量對(duì)阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥性能的影響,當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)摻量為10%時(shí),阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥3d、28d的強(qiáng)度分別達(dá)到44.5mpa和77.6mpa。采用xrd、sem等方法研究阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥水化產(chǎn)物的組成、結(jié)構(gòu)和形貌,并對(duì)該水泥的水化機(jī)理進(jìn)行探討。結(jié)果表明:當(dāng)?shù)V渣摻量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時(shí),促進(jìn)了該水泥的水化,有利于水泥強(qiáng)度的提高。

管宗甫等：雜質(zhì)離子在水泥熟料礦物阿利特中的固溶·467· 第35卷 第35卷第4期 貝利特–硫鋁酸鋇鈣水泥的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能 張衛(wèi)偉，蘆令超，崔英靜，常鈞，程新 (濟(jì)南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，濟(jì)南250022) 摘要：貝利特–硫鋁酸鋇鈣水泥是一種新型的水泥材料，通過(guò)在貝利特熟料礦物體系中引入硫鋁酸鋇鈣礦物，達(dá)到提高貝利特水泥早期強(qiáng)度的目的。 研究了過(guò)量摻加so3和bao對(duì)貝利特–硫鋁酸鋇鈣水泥性能的影響。研究結(jié)果表明：熟料中so3和bao最佳過(guò)摻量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))分別為50%和80%，制 得的貝利特–硫鋁酸鋇鈣水泥的3d和28d抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到27.0mpa和85.6mpa，展現(xiàn)了良好的力學(xué)性能。so3和bao的摻入促進(jìn)了硫鋁酸鋇鈣礦 物的形成，同時(shí)對(duì)阿利特在低溫下形成及對(duì)貝利特礦物的活化起到了重要作用。 關(guān)鍵詞：

用正交試驗(yàn)法選擇熟料率值和硫鋁酸鋇鈣摻量為影響因素,研究了貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥熟料的制備技術(shù)和力學(xué)性能。研究結(jié)果表明,貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥熟料的最佳煅燒溫度為1380℃,最佳組成為鋁率為1.1,硅率為2.9,石灰飽和系數(shù)為0.81,硫鋁酸鋇鈣摻量為9%。在最佳條件下制備的貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥的3d和28d抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到20mpa和80mpa展現(xiàn)了良好的力學(xué)性能。利用xrd,sem-eds等測(cè)試手段分析了該水泥熟料的組成和結(jié)構(gòu)。

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研究了熟料礦物組成、石膏摻量和環(huán)境溫度等對(duì)阿利特—硫鋁酸鋇鈣水泥漿體的流變性和砂漿干縮性的影響。結(jié)果表明:阿利特—硫鋁酸鋇鈣水泥的新拌漿體屬于bingham型流體,水泥漿體的屈服應(yīng)力和黏度受熟料中硫鋁酸鋇鈣礦物含量變化的影響較大,隨石膏摻量的增加和環(huán)境溫度的增高而減小;阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥具有一定的微膨脹性能,其砂漿的干縮性能優(yōu)于硅酸鹽水泥砂漿。在水泥中摻入礦渣可以提高阿利特—硫鋁酸鋇鈣水泥的致密度,改善其干縮性能。

研究了石膏摻量對(duì)高貝利特硫鋁酸鹽水泥抗壓強(qiáng)度的影響,利用xrd和sem進(jìn)行了水泥的水化產(chǎn)物和微觀結(jié)構(gòu)分析。強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表明,石膏摻量存在一個(gè)最佳值,當(dāng)石膏系數(shù)m值為0.74時(shí),可以得到較高的水泥強(qiáng)度。xrd和sem分析表明,高貝利特硫鋁酸鹽水泥的水化產(chǎn)物為aft、afm、c-s-h凝膠和鋁膠等,未發(fā)現(xiàn)ca(oh)2。當(dāng)石膏摻量不足時(shí),生成的aft會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)化;而當(dāng)石膏摻量過(guò)大時(shí),又會(huì)影響到水泥的水化,進(jìn)而影響強(qiáng)度。適宜的石膏摻量能夠促進(jìn)c4a3-s、-βc2s的水化,生成更多的水化產(chǎn)物,形成較為致密的結(jié)構(gòu),從而提高水泥強(qiáng)度。

該文研究了不同的減水劑對(duì)阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥強(qiáng)度的影響,研究結(jié)果表明:萘系減水劑和聚羧酸減水劑都對(duì)提高阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥抗壓強(qiáng)度有重要作用。減水劑的摻量不同,對(duì)阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥性能的影響也不同,該文找出了適合于該水泥的減水劑并確定了其最佳摻量,改善了阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥的性能。

采用場(chǎng)發(fā)射環(huán)境掃描電子顯微鏡對(duì)阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥的早期水化過(guò)程進(jìn)行了連續(xù)觀察,研究結(jié)果表明:阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥的水化過(guò)程可分為誘導(dǎo)期前期、誘導(dǎo)期、加速期、減速期和穩(wěn)定期5個(gè)階段。水化初期,在水泥顆粒表面即可觀察到大量的短柱狀鈣礬石,并形成保護(hù)膜,產(chǎn)生誘導(dǎo)期;在水化早期c-s-h凝膠數(shù)量較少,在加速期才大量形成,最終成為花朵狀結(jié)構(gòu)。該水泥在水化24h后,其硬化漿體致密度較高,水化趨于穩(wěn)定。

用化學(xué)純?cè)噭樵?研究了caf2對(duì)阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥熟料礦物形成過(guò)程及水泥性能的影響。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)將具有早強(qiáng)性能的硫鋁酸鋇鈣礦物引入到硅酸鹽水泥熟料礦物體系中,并取代其中的c3a礦相。實(shí)驗(yàn)表明:適量的caf2能改善熟料的易燒性,促進(jìn)f-cao的吸收和熟料礦物的形成。caf2質(zhì)量摻量為0.5%~1%時(shí),有利于提高水泥的早期力學(xué)性能。caf2質(zhì)量摻量超過(guò)1.5%時(shí),生成氟鋁酸鹽c11a7.caf2,且不利于c3s和硫鋁酸鋇鈣礦物形成。xrd和sem-eds分析表明,在該礦物體系中,含有阿利特、貝利特和少量硫鋁酸鋇鈣礦物。這說(shuō)明硫鋁酸鋇鈣礦物能夠和硅酸鹽水泥熟料礦物復(fù)合并共存。

用正交試驗(yàn)法選擇熟料率值和煅燒溫度為影響因素,研究了阿利特硫鋁酸鋇鈣水泥熟料的合成條件與力學(xué)性能,并與相同組成的硅酸鹽水泥的性能進(jìn)行比較。結(jié)果表明:當(dāng)硫鋁酸鋇鈣礦物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.0%時(shí),與其復(fù)合的硅酸鹽水泥熟料的優(yōu)選硅率、鋁率和石灰飽和系數(shù)分別為2.5,1.5和0.92,適宜的煅燒溫度為1380℃左右。在上述條件下制備的阿利特硫鋁酸鋇鈣水泥1d和3d的抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到20mpa和60mpa,比相同組成硅酸鹽水泥的早期強(qiáng)度明顯提高,其28d的抗壓強(qiáng)度與硅酸鹽水泥的持平。利用x射線衍射、掃描電鏡與能譜分析等測(cè)試手段分析了阿利特硫鋁酸鋇鈣水泥熟料的組成和結(jié)構(gòu)。