MgO对贝利特-硫铝酸钡钙水泥煅烧和性能的影响

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

选择熟料率值和硫铝酸钡钙掺量为影响因素,通过正交试验研究了贝利特—硫铝酸钡钙水泥的合成条件和力学性能,并利用xrd、sem-eds等测试手段分析了该水泥熟料的组成和结构。结果表明:煅烧温度为1320℃时,制备贝利特—硫铝酸钡钙水泥熟料最优化组合为铝率1.4,硅率2.3,石灰饱和系数0.77,硫铝酸钡钙矿物的质量分数为9%。在此条件下该水泥的3d和28d抗压强度分别达到11.4mpa和64.8mpa,展现了良好的力学性能。

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。

选择熟料率值和硫铝酸钡钙掺量为影响因素,采用正交试验法研究了贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的合成条件和力学性能.研究结果表明,贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的最佳组成为:硅率为2.9,铝率为1.1,石灰饱和系数为0.81(均为质量比),硫铝酸钡钙掺量为9%(质量分数),适宜的煅烧温度为1380℃.在最佳条件下合成的贝利特-硫铝酸钡钙水泥的3,28,90d抗压强度分别达到了23.8,80.9,97.4mpa,展现了良好的力学性能.利用xrd,sem-eds和岩相分析等测试手段分析了该熟料的组成和结构.

研究了石膏对贝利特-硫铝酸钡钙水泥强度和硬化浆体结构的影响。结果表明:贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的矿物组成主要有c3s、c2s、c3a、c4af和c2.75b1.25a3s;当水泥中石膏掺量为10%时,贝利特-硫铝酸钡钙水泥的3d、7d、28d和90d抗压强度分别达到了45.0、61.9、82.1和85.6mpa;贝利特-硫铝酸钡钙水泥的水化产物主要有aft、ca(oh)2、c-s-h凝胶等,随石膏掺量的增加,aft的数量逐渐增加,水化后期的ca(oh)2数量逐渐减少。用xrd和sem来分析硬化水泥浆体组成和结构。

贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的矿物组成主要有c3s、c2s、c3a、c4af和c2.75b1.25a3,其早期和长期强度均较高。研究水泥水化放热速率的结果表明:石膏掺量为10%的贝利特-硫铝酸钡钙水泥(bs),预诱导期阶段水化放热速率高,诱导期持续时间长,加速期曲线峰型尖锐。石膏掺量不同时水化放热量总量基本相同,均介于硅酸盐水泥(pc)和贝利特水泥(be)之间。该水泥水化产物主要有含钡aft、ch、c-s-h凝胶及少量cah10、c3ah6等,相同龄期时比贝利特水泥水化程度高,水化铝酸钙转化为aft的量较多。其早期水化程度略低,水化程度增进率高,15d左右就超过了硅酸盐水泥,且各龄期水化程度和水化速度都远远超过贝利特水泥。

通过水化程度测试、抗压强度测试、xrd及sem分析,研究了养护温度对贝利特-硫铝酸钡钙水泥水化程度、力学性能和水化产物的组成及其结构的影响,并将实验结果与普通硅酸盐水泥的相关性能进行比较。结果表明:养护温度对贝利特-硫铝酸钡钙水泥的早期水化影响较大,适当提高养护温度对贝利特-硫铝酸钡钙水泥的早期水化具有显著的促进作用,而对后期水化影响较小。养护温度从5℃提高到35℃时,该水泥3d水化程度由31.57%提高到62.56%,水化3d抗压强度由28.1mpa增强到52.7mpa。与普通硅酸盐水泥相比,贝利特-硫铝酸钡钙水泥早期抗压强度受养护温度的影响更大。

研究了萘系减水剂(fdn)和聚羧酸减水剂(sr3)对阿利特-硫铝酸钡钙水泥凝结时间及抗压强度的影响,并采用xrd和sem等测试方法分析和探讨了其作用机理。结果表明:减水剂fdn和sr3与阿利特-硫铝酸钡钙水泥相容性良好,减水效果明显;两种减水剂对该水泥初凝时间影响不大,而终凝时间明显缩短;同时,当减水剂掺量适当时,提高了水泥的强度。

研究矿渣掺量对阿利特-硫铝酸钡钙水泥性能的影响,当质量分数掺量为10%时,阿利特-硫铝酸钡钙水泥3d、28d的强度分别达到44.5mpa和77.6mpa。采用xrd、sem等方法研究阿利特-硫铝酸钡钙水泥水化产物的组成、结构和形貌,并对该水泥的水化机理进行探讨。结果表明:当矿渣掺量质量分数为10%时,促进了该水泥的水化,有利于水泥强度的提高。

贝利特-硫铝酸钡钙水泥是一种新型胶凝材料,与贝利特水泥相比,该水泥的水化速度快,凝结时间短,需水量少,耐腐蚀性好。阐述硫铝酸钡钙矿物、贝利特水泥和贝利特-硫铝酸钡钙水泥的水化机制。结果表明:适当增加石膏掺量可使贝利特-硫铝酸钡钙水泥的水化速度加快,增加钙矾石(aft)在水化早期的形成数量,有利于水泥早期强度的提高;贝利特-硫铝酸钡钙水泥的水化产物与硅酸盐水泥相同,但其钙矾石的含量增多,氢氧化钙的含量降低。该水泥早期水化速率低于硅酸盐水泥水化速率,水化放热量减少。

管宗甫等：杂质离子在水泥熟料矿物阿利特中的固溶·467· 第35卷 第35卷第4期 贝利特–硫铝酸钡钙水泥的微观结构和力学性能 张卫伟，芦令超，崔英静，常钧，程新 (济南大学材料科学与工程学院，济南250022) 摘要：贝利特–硫铝酸钡钙水泥是一种新型的水泥材料，通过在贝利特熟料矿物体系中引入硫铝酸钡钙矿物，达到提高贝利特水泥早期强度的目的。 研究了过量掺加so3和bao对贝利特–硫铝酸钡钙水泥性能的影响。研究结果表明：熟料中so3和bao最佳过掺量(质量分数)分别为50%和80%，制 得的贝利特–硫铝酸钡钙水泥的3d和28d抗压强度分别达到27.0mpa和85.6mpa，展现了良好的力学性能。so3和bao的掺入促进了硫铝酸钡钙矿 物的形成，同时对阿利特在低温下形成及对贝利特矿物的活化起到了重要作用。 关键词：

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研究了熟料矿物组成、石膏掺量和环境温度等对阿利特—硫铝酸钡钙水泥浆体的流变性和砂浆干缩性的影响。结果表明:阿利特—硫铝酸钡钙水泥的新拌浆体属于bingham型流体,水泥浆体的屈服应力和黏度受熟料中硫铝酸钡钙矿物含量变化的影响较大,随石膏掺量的增加和环境温度的增高而减小;阿利特-硫铝酸钡钙水泥具有一定的微膨胀性能,其砂浆的干缩性能优于硅酸盐水泥砂浆。在水泥中掺入矿渣可以提高阿利特—硫铝酸钡钙水泥的致密度,改善其干缩性能。

用正交试验法选择熟料率值和硫铝酸钡钙掺量为影响因素,研究了贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的制备技术和力学性能。研究结果表明,贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的最佳煅烧温度为1380℃,最佳组成为铝率为1.1,硅率为2.9,石灰饱和系数为0.81,硫铝酸钡钙掺量为9%。在最佳条件下制备的贝利特-硫铝酸钡钙水泥的3d和28d抗压强度分别达到20mpa和80mpa展现了良好的力学性能。利用xrd,sem-eds等测试手段分析了该水泥熟料的组成和结构。

用正交试验方法研究了不同硫铝酸钡钙(c2.75b1.25a3-s)矿物含量的阿利特(c3s)-硫铝酸钡钙水泥组成与性能.研究结果表明:阿利特和硫铝酸钡钙矿物可以在同一熟料体系中共存;硫铝酸钡钙矿物的最佳含量为8.0%(质量分数,下同);阿利特-硫铝酸钡钙水泥熟料最佳矿物组成为:8.0%c2.75b1.25a3-s,61.6%c3s,14.7%c2s,5.1%c3a,10.5%c4af;在最佳矿物组成条件下制备的阿利特-硫铝酸钡钙水泥的1,3,28d抗压强度分别为39.8,77.5,85.0mpa,展现了良好的早期力学性能.借助于xrd和sem-eds分析,研究了阿利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的组成和结构.

通过对水泥浆体凝结性能、力学性能和孔结构的测定,结合扫描电镜分析和差热-热重分析,研究了矿渣掺量对阿利特-硫铝酸钡钙水泥浆体硬化浆体结构和性能的影响。结果表明:随着矿渣掺量的增加,水泥的凝结时间延长,水化热减少,早期抗压强度下降。但其后期抗压强度已接近或超过了纯水泥的抗压强度,掺入矿渣对水泥的后期抗压强度影响不大。硬化水泥浆体中的ca(oh)2含量随水化龄期的延长而增加,并随矿渣掺量的增加而降低。矿渣的活性效应和填充效应有效地改善了硬化水泥浆体的微观结构和孔结构,从而使水泥的力学性能有所提高。

用化学纯试剂为原料,研究了caf2对阿利特-硫铝酸钡钙水泥熟料矿物形成过程及水泥性能的影响。实验设计将具有早强性能的硫铝酸钡钙矿物引入到硅酸盐水泥熟料矿物体系中,并取代其中的c3a矿相。实验表明:适量的caf2能改善熟料的易烧性,促进f-cao的吸收和熟料矿物的形成。caf2质量掺量为0.5%~1%时,有利于提高水泥的早期力学性能。caf2质量掺量超过1.5%时,生成氟铝酸盐c11a7.caf2,且不利于c3s和硫铝酸钡钙矿物形成。xrd和sem-eds分析表明,在该矿物体系中,含有阿利特、贝利特和少量硫铝酸钡钙矿物。这说明硫铝酸钡钙矿物能够和硅酸盐水泥熟料矿物复合并共存。

以纯化学试剂配料,经x射线衍射仪(xrd)、扫描电子显微镜(sem)和强度测试,研究铁相c6a2f、c4af、c6af2和c2f对硫铝酸钡钙水泥熟料的煅烧及性能的影响。结果表明:各生料配比试件在1350℃时,熟料矿物形成较好;随铁相中al与fe的摩尔比的减小,熟料外观颜色呈浅绿色→深绿色→黑绿色变化;熟料矿物主要生成菱形十二面体的硫铝酸钡钙和卵粒状的硅酸二钙;铁相能够促进ba2+取代ca2+;主要水化产物为水化硫铝酸钡钙、baso4和水化铝酸钙。铁相组分为c4af时,其1d和3d抗压强度分别为73.2mpa和97.9mpa。

用正交试验法选择熟料率值和煅烧温度为影响因素,研究了阿利特硫铝酸钡钙水泥熟料的合成条件与力学性能,并与相同组成的硅酸盐水泥的性能进行比较。结果表明:当硫铝酸钡钙矿物的质量分数为6.0%时,与其复合的硅酸盐水泥熟料的优选硅率、铝率和石灰饱和系数分别为2.5,1.5和0.92,适宜的煅烧温度为1380℃左右。在上述条件下制备的阿利特硫铝酸钡钙水泥1d和3d的抗压强度分别达到20mpa和60mpa,比相同组成硅酸盐水泥的早期强度明显提高,其28d的抗压强度与硅酸盐水泥的持平。利用x射线衍射、扫描电镜与能谱分析等测试手段分析了阿利特硫铝酸钡钙水泥熟料的组成和结构。

石膏对阿利特-硫铝酸钡钙水泥水化程度 及浆体组成的影响 沈业青,　宇海银,　王秀华,　宋　波,　孙红霞,　刘守华 (安徽师范大学化学与材料科学学院,安徽芜湖　241000) 摘　要:利用前期合成的阿利特-硫铝酸钡钙水泥,应用xrd、sem-eds等研究了随石膏掺量的 改变对新型胶凝材料阿利特-硫铝酸钡钙水泥水化程度及水化浆体组成的影响.研究结果表明:随 石膏掺量增加,水化浆体的水化程度大致趋势是先增加后降低;阿利特-硫铝酸钡钙水泥最佳铝硫 比为1.0/1.0,此时硬化浆体在标准稠度加水量下1d、3d和28d龄期的水化程度分别达到48.3%、 57.6%和75.3%.xrd及sem-eds分析表明在最佳铝硫比1d、3d龄期时水化产物就已大量形 成,结构致密. 关键词:阿利特-硫铝

通过热分析、显微镜观察、x射线衍射分析和扫描电子显微镜一能谱仪测试，研究了高硅石灰石对贝利特一硫铝酸钡钙水泥熟料矿物结构和性能的影响．结果表明：高硅石灰石的分解温度低，少量掺入可以促进c3s晶体发育，提高水泥熟料质量；高硅石灰石带入的a-石英阻碍了c3s矿物的形成和发育，但高硅石灰石带入的菱铁矿和白云石能够改善水泥熟料液相性质，促进c3s矿物在低温下形成．当高硅石灰石与普通石灰石质量比为1．0：5．0时，所制备的贝利特一硫铝酸钡钙水泥的3，7，28d抗压强度分别为37．9，60．3，87．9mpa，展现出了良好的力学性能．

通过对水泥力学性能、水化速率和水泥硬化浆体孔结构的测定,结合xrd、sem分析,研究了矿渣对阿利特-硫铝酸钡钙水泥水化硬化过程的影响。研究结果表明:掺入矿渣后,水泥的早期强度下降幅度较大,但后期强度下降幅度较小。在试验掺量范围内,当矿渣掺量为20%时,该水泥各龄期抗压强度下降幅度最小,其后期抗压强度接近纯熟料水泥;加入矿渣后,水泥水化热明显降低,矿渣在受到碱激发与硫铝酸盐双重激发作用下发生二次水化反应,使水泥水化速率有一定增加而出现第三个放热峰;矿渣二次水化反应有效地改善了硬化水泥浆体的孔结构,使水泥后期强度逐渐增加。