石膏對阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥水化程度 及漿體組成的影響 沈業青,　宇海銀,　王秀華,　宋　波,　孫紅霞,　劉守華 (安徽師范大學化學與材料科學學院,安徽蕪湖　241000) 摘　要:利用前期合成的阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥,應用xrd、sem-eds等研究了隨石膏摻量的 改變對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.研究結果表明:隨 石膏摻量增加,水化漿體的水化程度大致趨勢是先增加后降低;阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥最佳鋁硫 比為1.0/1.0,此時硬化漿體在標準稠度加水量下1d、3d和28d齡期的水化程度分別達到48.3%、 57.6%和75.3%.xrd及sem-eds分析表明在最佳鋁硫比1d、3d齡期時水化產物就已大量形 成,結構致密. 關鍵詞:阿利特-硫鋁

研究了mgo對貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥煅燒與性能的影響.結果表明:mgo可以促進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5.14%(質量分數)的貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥的安定性良好,且3,28d抗壓強度分別達到49.1,81.9mpa,展現了良好的力學性能;貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥熟料較高的固溶mgo的能力,也有利于低品質高鎂石灰石的應用.

采用化學純試劑為原料,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對熟料礦物組成和水泥性能的影響。研究結果表明,caf2能夠加快熟料中f-cao的吸收,促進c2.75b1.25a3s-礦物形成,提高水泥的早期強度。當caf2在熟料中的摻入量為0.6%時,貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥的3d和28d抗壓強度分別達到26.8mpa和83.4mpa,展現了良好的力學性能。利用xrd,sem-eds和巖相分析等測試手段分析了水泥熟料的組成和結構。

利用前期合成的阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥,應用xrd、sem-eds等研究了隨石膏摻量的改變對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.研究結果表明:隨石膏摻量增加,水化漿體的水化程度大致趨勢是先增加后降低;阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥最佳鋁硫比為1.0/1.0,此時硬化漿體在標準稠度加水量下1d、3d和28d齡期的水化程度分別達到48.3%、57.6%和75.3%.xrd及sem-eds分析表明在最佳鋁硫比1d、3d齡期時水化產物就已大量形成,結構致密.

通過對水泥力學性能、水化速率和水泥硬化漿體孔結構的測定,結合xrd、sem分析,研究了礦渣對阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥水化硬化過程的影響。研究結果表明:摻入礦渣后,水泥的早期強度下降幅度較大,但后期強度下降幅度較小。在試驗摻量范圍內,當礦渣摻量為20%時,該水泥各齡期抗壓強度下降幅度最小,其后期抗壓強度接近純熟料水泥;加入礦渣后,水泥水化熱明顯降低,礦渣在受到堿激發與硫鋁酸鹽雙重激發作用下發生二次水化反應,使水泥水化速率有一定增加而出現第三個放熱峰;礦渣二次水化反應有效地改善了硬化水泥漿體的孔結構,使水泥后期強度逐漸增加。

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

采用正交試驗方法研究了貝利特—硫鋁酸鋇鈣水泥熟料的煅燒條件。實驗表明:該水泥熟料的最佳煅燒溫度為1350℃,保溫時間為90min,冷卻方式是急冷。同時發現,水泥中石膏的量佳摻量為5%(質量分數)。所制備的貝利特—硫鋁酸鋇鈣水泥的3d和28d抗壓強度分別為26.4mpa和80.4mpa,顯示有良好的早期力學性能;石膏能促進該水泥的水化硬化,增加鈣礬石在水化早期的形成數量,這是水泥早期強度提高的主要原因。對水泥熟料及其水化產物的組成、結構和形貌進行了分析。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,通過正交試驗研究了貝利特—硫鋁酸鋇鈣水泥的合成條件和力學性能,并利用xrd、sem-eds等測試手段分析了該水泥熟料的組成和結構。結果表明:煅燒溫度為1320℃時,制備貝利特—硫鋁酸鋇鈣水泥熟料最優化組合為鋁率1.4,硅率2.3,石灰飽和系數0.77,硫鋁酸鋇鈣礦物的質量分數為9%。在此條件下該水泥的3d和28d抗壓強度分別達到11.4mpa和64.8mpa,展現了良好的力學性能。

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

研究了石膏對貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥強度和硬化漿體結構的影響。結果表明: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;當水泥中石膏摻量為10%時,貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥的3d、7d、28d和90d抗壓強度分別達到了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的數量逐漸增加,水化后期的ca(oh)2數量逐漸減少。用xrd和sem來分析硬化水泥漿體組成和結構。

選擇熟料率值和硫鋁酸鋇鈣摻量為影響因素,采用正交試驗法研究了貝利特-硫鋁酸鋇鈣水泥熟料的合成條件和力學性能.研究結果表明,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,石灰飽和系數為0.81(均為質量比),硫鋁酸鋇鈣摻量為9%(質量分數),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抗壓強度分別達到了23.8,80.9,97.4mpa,展現了良好的力學性能.利用xrd,sem-eds和巖相分析等測試手段分析了該熟料的組成和結構.

研究了萘系減水劑(fdn)和聚羧酸減水劑(sr3)對阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥凝結時間及抗壓強度的影響,并采用xrd和sem等測試方法分析和探討了其作用機理。結果表明: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;兩種減水劑對該水泥初凝時間影響不大,而終凝時間明顯縮短;同時,當減水劑摻量適當時,提高了水泥的強度。

研究礦渣摻量對阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥性能的影響,當質量分數摻量為10%時,阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥3d、28d的強度分別達到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物的組成、結構和形貌,并對該水泥的水化機理進行探討。結果表明:當礦渣摻量質量分數為10%時,促進了該水泥的水化,有利于水泥強度的提高。

管宗甫等：雜質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構和力學性能 張衛偉，蘆令超，崔英靜，常鈞，程新 (濟南大學材料科學與工程學院，濟南250022) 摘要：貝利特–硫鋁酸鋇鈣水泥是一種新型的水泥材料，通過在貝利特熟料礦物體系中引入硫鋁酸鋇鈣礦物，達到提高貝利特水泥早期強度的目的。 研究了過量摻加so3和bao對貝利特–硫鋁酸鋇鈣水泥性能的影響。研究結果表明：熟料中so3和bao最佳過摻量(質量分數)分別為50%和80%，制 得的貝利特–硫鋁酸鋇鈣水泥的3d和28d抗壓強度分別達到27.0mpa和85.6mpa，展現了良好的力學性能。so3和bao的摻入促進了硫鋁酸鋇鈣礦 物的形成，同時對阿利特在低溫下形成及對貝利特礦物的活化起到了重要作用。 關鍵詞：

用正交試驗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和力學性能。研究結果表明,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抗壓強度分別達到20mpa和80mpa展現了良好的力學性能。利用xrd,sem-eds等測試手段分析了該水泥熟料的組成和結構。

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研究了熟料礦物組成、石膏摻量和環境溫度等對阿利特—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。

研究了石膏摻量對高貝利特硫鋁酸鹽水泥抗壓強度的影響,利用xrd和sem進行了水泥的水化產物和微觀結構分析。強度試驗結果表明,石膏摻量存在一個最佳值,當石膏系數m值為0.74時,可以得到較高的水泥強度。xrd和sem分析表明,高貝利特硫鋁酸鹽水泥的水化產物為aft、afm、c-s-h凝膠和鋁膠等,未發現ca(oh)2。當石膏摻量不足時,生成的aft會發生轉化;而當石膏摻量過大時,又會影響到水泥的水化,進而影響強度。適宜的石膏摻量能夠促進c4a3-s、-βc2s的水化,生成更多的水化產物,形成較為致密的結構,從而提高水泥強度。

以純化學試劑配料,經x射線衍射儀(xrd)、掃描電子顯微鏡(sem)和強度測試,研究鐵相c6a2f、c4af、c6af2和c2f對硫鋁酸鋇鈣水泥熟料的煅燒及性能的影響。結果表明:各生料配比試件在1350℃時,熟料礦物形成較好;隨鐵相中al與fe的摩爾比的減小,熟料外觀顏色呈淺綠色→深綠色→黑綠色變化;熟料礦物主要生成菱形十二面體的硫鋁酸鋇鈣和卵粒狀的硅酸二鈣;鐵相能夠促進ba2+取代ca2+;主要水化產物為水化硫鋁酸鋇鈣、baso4和水化鋁酸鈣。鐵相組分為c4af時,其1d和3d抗壓強度分別為73.2mpa和97.9mpa。

該文研究了不同的減水劑對阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥強度的影響,研究結果表明:萘系減水劑和聚羧酸減水劑都對提高阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥抗壓強度有重要作用。減水劑的摻量不同,對阿利特-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。

采用場發射環境掃描電子顯微鏡對阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥的早期水化過程進行了連續觀察,研究結果表明:阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥的水化過程可分為誘導期前期、誘導期、加速期、減速期和穩定期5個階段。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,并形成保護膜,產生誘導期;在水化早期c-s-h凝膠數量較少,在加速期才大量形成,最終成為花朵狀結構。該水泥在水化24h后,其硬化漿體致密度較高,水化趨于穩定。

用化學純試劑為原料,研究了caf2對阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥熟料礦物形成過程及水泥性能的影響。實驗設計將具有早強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。實驗表明:適量的caf2能改善熟料的易燒性,促進f-cao的吸收和熟料礦物的形成。caf2質量摻量為0.5%~1%時,有利于提高水泥的早期力學性能。caf2質量摻量超過1.5%時,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。這說明硫鋁酸鋇鈣礦物能夠和硅酸鹽水泥熟料礦物復合并共存。