绿色节能环保型无熟料及少熟料白水泥的研究_王秀龙
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白色水泥研究报告
白色水泥是一种常用的建筑材料,其主要成分为白色熟料和石膏,具有一定的美观性和装饰性。
本研究报告旨在探讨白色水泥的物理性能、化学成分、生产工艺及应用领域。
首先,本报告介绍了白色水泥的物理性能,包括比表面积、水泥强度、抗压强度、温度变形等方面。
白色水泥比灰色水泥具有更高的比表面积和更低的抗压强度,但其装饰性更为突出,适用于特殊的建筑设计。
其次,本报告分析了白色水泥的化学成分,主要包括熟料成分、石膏成分、无机氧化物和有机氧化物等。
白色水泥的熟料中常含有较高的铝和铁元素,而无机氧化物含量较低,有机氧化物含量较少。
接着,本报告介绍了白色水泥的生产工艺,包括原材料的选择、加工、烧制等流程,并对其生产过程中可能存在的问题进行了分析和解决方案的探讨,提出了一些改进措施。
最后,本报告探讨了白色水泥的应用领域,主要包括室内装饰、建筑外立面、文化古迹修缮等方面。
白色水泥具有广泛的应用前景,但在实际应用中需要注意其特殊性能和适用范围。
总之,本研究报告对白色水泥的物理性能、化学成分、生产工艺及应用领域进行了全面的探讨,对于进一步推广和应用白色水泥具有重要的参考价值。
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低碳环保要求下的水泥混凝土创新研究发布时间:2022-09-30T01:56:08.249Z 来源:《城镇建设》2022年5月第10期作者:石克俭[导读] 文章首先阐述了水泥混凝土发展情况,选择普通的硅酸盐水泥作为探究目标石克俭叶城天山水泥有限责任公司 844900摘要:文章首先阐述了水泥混凝土发展情况,选择普通的硅酸盐水泥作为探究目标,探究这种材料对二氧化碳的吸收情况,然后针对低碳环保要求下的水泥混凝土开展创新工作,阐述一种新型的水泥材料,以供参考。
关键词:低碳环保;水泥混凝土;创新从20世纪发展以来,水泥在生产当中排放出来的二氧化碳越来越多,而且每年都呈现增长趋势。
在全世界范围内,水泥需求量也会持续增长,进一步带动水泥产量的增加。
正是因为社会经济的快速发展,导致二氧化碳的排放量也在逐年增加,这种情况不管是对社会还是自然环境都会造成很大负担。
因此现阶段低碳环保逐渐成为水泥混凝土产业发展的重要趋势,行业需要主动探索长远稳定发展的有效路径。
对水泥混凝土材料进行创新工作,实际上就是特种混凝土开展创新工作。
实际开展创新过程中,很多创新工作都是处理项目当中所存在的技术创新问题,这是一种对混凝土材料体系进行补充和提高的末端创新;而前端创新则是以新材料为主开展探究工作,有可能会出现根本性和颠覆性的创新。
1特种混凝土发展技术路线混凝土作为一种成分很复杂的复合材料,这种材料包含水泥、水和外加剂以及骨料等。
特种混凝土的发展方向也在各个方面当中有所体现。
对特种水泥进行探究过程中,其中包含不同类型的塑料矿物比率的硅酸、铝酸和各类不同类型的水泥复合。
对矿物掺和料进行探究过程中,其包含了大量的掺加磨细矿渣粉、粉煤灰以及石灰石粉等相关工业飞机物和天然矿物在混凝土当中加入各类纤维,加强和改善混凝土的性能,比如可以加入一些钢纤维、玻璃纤维和植物纤维等一些矿物纤维。
对外加剂进行探究工作,主要就是对无机盐和聚合物外加剂的性能改善;对混凝土掺入一些水溶性的乳液和环氧树脂等聚合物,能够更好对其性能进行改进。
新型绿色环保水泥的研究与发展作者:来源:《居业》2017年第03期波特兰水泥体系一、低温烧成水泥节能水泥熟料烧成方法研究包括研究添加矿化剂或提高原料易烧性等。
在添加矿化剂方面,若高效采用“氟”和“硫”,则可以降低烧成温度100~C,今后有望实现采用。
虽然少量的微量元素成分会给产品带来不良的影响,但不同的使用方法也可使其变成有利的元素。
目前已有使用矿化剂使熟料颗粒细粒化的研究报告,在这样的窑内环境下,温度测定的精度很高。
国外有的公司对一种硫铝酸盐矿物作用进行了研究,这种矿物表示为4CaO3,3Al2O3,SO3(C4A3S),从原料组成来看,形成的CO2量较少,并且烧成温度也比阿利特低。
为了适应低碳社会的要求,水泥CO2的排放量越少越好,这种钙硫铝系水泥比现在通用硅酸盐水泥的CO2排放量少30%左右,故世界上出现了这种系列水泥商品化的研发动向。
另外,在超快硬水泥、玻璃纤维增强水泥和膨胀剂方面,也研究了这种矿物作用,受到了很多人的关注。
二、“间隙质”对水泥熟料性能的影响使用废弃物作为替代原燃料的水泥较之普通波特兰水泥,其Al2O2的成分较多,这是由于采用了废弃物的结果,所以今后要考虑水泥中“间隙质量”的增加问题。
“间隙质”,即“质量空白”,含量多会对凝结时间、水化热、流动性、最终强度、收缩率造成影响,故有必要研究其影响关系,找到对应措施。
例如,当CaA增加时,可以调整石膏的加入量来保证好的流动性,所以有人提出了保证一定物性、强度和水化热的“间隙质量”组成方案。
三、“低放射性”水泥与“高间隙质”概念相反的技术也在研究,现已开发了大幅度降低“间隙质”熟料的技术,这种熟料仅含普通硅酸盐水泥1/4的“间隙质相”和低热波特兰水泥1/2的“间隙质相”。
一般认为,为了保证熟料烧成稳定,就要保证有一定的“间隙质量”。
通过原料配料和实验,可以找到合适的参数值,同时可满足低热水泥的质量要求。
这样的熟料尽量不使用Fe和Al成分,所以与这些元素可能同时进入的co,Na,K等微量放射元素也随之减少。
探讨绿色环保水泥生产要点摘要:随着我国建筑行业的不断发展,从而使得市场对于水泥的需求也逐步增加。
而水泥工业在进行水泥生产的过程对资源、能源的消耗和环境负荷影响很大,这就使得研究环境负荷的严重性和重要性显得尤为重要。
本文通过对水泥生产过程中对环境污染以及能源消耗等方面进行了相关研究,并详细分析了绿色环保水泥的生产技术。
希望能够为我国水泥工业在环境保护以及降低资源消耗上提出一些参考意见。
关键词:环保水泥;生产要点;熟料众所周知,人类社会进步以及居住环境的改善离不开水泥的贡献,但是也在一定程度上显现出来了水泥在生产过程中对环境以及资源上的一些问题。
近几年来,我国对环保问题给予极大的关注,并提出了可持续发展的整体发展战略。
这也就在一定程度上促使了我国水泥行业对于生产过程中的环保关注。
1关于我国水泥的工业环境污染现状随着我国建筑行业的不断发展,使得我国对于水泥的需求也逐步增加。
而当我国水泥市场的需求过大时,则一定会受到相关生产原料资源的限制。
众所周知,水泥的主要原材料是石灰石,虽然我国的石灰石原料的储量较多,但由于我国人口较多,从而使得就人均储量显得尤为贫少。
众所周知,在水泥生产过程中会产生大量的粉尘和烟尘,而在烟尘还会产生一些含有一些有毒的化合物,使得水泥厂成为了一个较为严重的污染源。
并且在水泥生产过程中,会产生大量的温室气体二氧化碳。
根据一些市场研究以及相关数据的分析研究,造成水泥生产行业污染环境较大的原因一方面是由燃料以及生产原料所造成,其次则是在生产过程中产生的一些排放物例如:二氧化碳、粉尘、二氧化硫、氮氧化物等造成的污染。
2关于绿色环保低负荷水泥的生产技术要点2. 1关于绿色环保低负荷水泥生产熟料制备技术(1) 关于绿色环保低负荷水泥生产工艺的优化。
相关技术人员为了能够提高回转窑在传热效率、降低热耗值以及增加相应产量等问题,技术人员发明了预热器窑。
这种预热器窑的生产原理主要是,通过将旋风式预热器安装在回转窑尾部,从而能够使得粉状物料通过悬浮的形式达到预热,这在一定程度上大大提高了原料的热交换效率。
绿色生态水泥的制备及性能研究发表时间:2017-11-10T14:52:29.330Z 来源:《防护工程》2017年第13期作者:王振军1 吴犇1 陈平2 [导读] 本文以水淬锰渣和石灰石粉按照不同比例进行复掺制备绿色生态水泥并研究其物理、力学性能。
1. 西安建信市政工程质量检测有限公司陕西西安 710016;2. 桂林理工大学材料科学与工程学院广西桂林 541004 摘要:发展绿色生态水泥是水泥工业的必然趋势,本文以水淬锰渣和石灰石粉按照不同比例进行复掺制备绿色生态水泥并研究其物理、力学性能。
关键词:绿色生态水泥;制备;强度;性能 1引言中国是世界水泥生产第一大国,实现水泥生产的“生态化”,已成为我国水泥工业发展进程中的当务之急。
绿色生态水泥以一部分火山灰或工业废渣如矿渣、粉煤灰等作混合材,使用熟料数量少,属典型的低环境负荷型水泥。
水淬锰渣是由在锰铁合金冶炼过程中排放的高温炉渣经水淬而形成的一种高炉矿渣,其数量约为锰铁合金产量的2~2.5倍[1]。
韩静云等[2]认为锰铁合金渣的活性仅次于生铁矿渣,优于粉煤灰。
而锰渣微粉又是一种具有较高潜在活性的矿物细掺料,作为掺合料锰渣微粉改善水泥质量效果显著,在工业生产中早已经广泛应用。
2原材料与试验方法 2.1 原材料2.1.1 熟料:采用柳州鱼峰水泥股份有限公司生产的水泥熟料,密度3.13 g/cm3。
2.1.2 水淬锰渣:采用桂林康密劳铁合金厂排放的高炉水淬铁锰废渣,外观浅绿色或绿色,呈疏松不规则颗粒状,露天稍有结块,易磨性差,平均粒径在3㎜以下,松散容重700kg/m3,密度2.91g/cm3,含水率较高,一般在40%左右;颗粒呈多菱角状,表面致密,粗颗粒含量较多。
2.1.3石灰石:采用桂林石灰石,平均粒径在3㎜以下,密度2.67 g/cm3,含水率低,表面致密。
2.1.4标准砂:水泥胶砂试验采用厦门产ISO标准砂。
2.1.5石膏:市售二水石膏。
2.1.6水:城市用自来水。
环保型水泥的优势和未来发展趋势在全球环境保护意识不断增强的今天,环保型水泥作为一种新兴的建筑材料备受瞩目。
本文将探讨环保型水泥的优势以及未来的发展趋势,并对其在建筑行业中的应用潜力进行分析。
一、环保型水泥的优势1.1 降低碳排放传统水泥生产过程中会释放大量的二氧化碳,对全球气候变化产生负面影响。
而环保型水泥采用了先进的生产技术,降低了碳排放量。
例如,通过替代传统水泥中的部分石灰石成分,可以降低约20%的碳排放量。
这有助于减少温室气体的排放,降低对全球气候的影响。
1.2 资源利用效率高环保型水泥在生产过程中可以利用多种废弃物和副产品,如粉煤灰、矿渣等。
这不仅减少了废弃物的处理成本,还提高了资源的利用效率。
同时,通过综合利用各种废弃物,可以降低生产过程中的能耗,实现循环经济的发展目标。
1.3 提高建筑品质与传统水泥相比,环保型水泥具有更好的物理性能和持久性。
其抗压强度和抗裂性能优于传统水泥,能够提高建筑的耐久性和安全性。
此外,由于使用了更为环保的原材料和生产工艺,环保型水泥还能减少建筑材料中的有害物质,提高室内环境质量。
二、环保型水泥的未来发展趋势2.1 新技术的研发应用随着科技的进步,新型环保水泥的研发与应用成为行业关注的焦点。
例如,采用碳捕获技术和碳化充填技术可以有效减少水泥生产过程中的碳排放。
此外,还有一些公司在研发新型水泥材料,如碳纳米管水泥、矿物复合水泥等,通过结构调整和添加特殊成分,改善水泥的性能和环境友好性。
2.2 政策支持的提升各国政府逐渐重视环境保护和可持续发展,纷纷出台相关政策支持环保型水泥的发展。
这些政策包括减少对传统水泥的使用、提高环保型水泥的市场份额、加大环保型水泥研发的资金投入等方面。
这对于环保型水泥行业的快速发展起到了积极的推动作用。
2.3 建筑行业的需求增长随着人口的增长和工业化进程的加速,建筑行业对水泥的需求将进一步增加。
环保型水泥作为一种绿色环保的建材,符合建筑行业可持续发展的要求,将会迎来更大的市场前景。
浅析白水泥生产工艺节能措施周小勇【摘要】能源是国民经济和社会发展的重要物质基础.节约能源是合理有效地利用能源、缓解能源紧缺状况、提高企业经济效益、促进产业结构调整和产业升级、保护环境的重要措施,是我国经济发展的一项长期战略方针.随着我国水泥工业的不断发展,白水泥作为特种水泥,其生产能源消耗高的问题普遍存在,如何有效解决白水泥生产过程中的高能耗问题是一个亟待解决的重要课题.【期刊名称】《散装水泥》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】3页(P38-40)【关键词】能源;白水泥;生产工艺;节能措施;综合利用;保护环境【作者】周小勇【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TQ172.77+1.1白水泥是白色硅酸盐水泥的简称,以适当成分的生料烧至部分熔融,所得以硅酸钙为主要成分、铁质含量少的熟料,加入适量的石膏后,磨细制成的白色水硬性胶。
白色硅酸盐水泥是应用量最大的特种水泥品种,广泛应用于建筑装饰领域,如粘贴外墙瓷砖和玻璃马赛克、彩色水磨石地面、彩色道路、广场地面砖、彩色水泥涂料、各种彩色水泥制品等。
近十几年来,随着我国生态文明建设的持续推进和房地产市场的持续发展,各种装饰建筑材料的需求量不断扩大,白水泥的市场需求随之迅猛增长,白水泥生产过程中消耗了大量的综合能源。
为合理有效地利用能源,提高企业经济效益,促进产业结构调整和产业升级,保护生态环境,现就以下几个方面对白水泥生产工艺过程中的节能措施进行初步分析。
一、生产工艺流程水泥生产工艺主要是以石灰石和粘土等为主要原料,经破碎、配料、磨细制成生料,然后喂入水泥窑中煅烧成熟料,再将熟料加适量石膏(有时还掺加混合材料或外加剂)磨细而成。
简单地说就是“两磨一烧”,即“生料粉磨、熟料煅烧、水泥粉磨”。
1、生料制配。
将开采出来的石灰石破碎成符合生料磨所需要粒度的石灰石粒,通过皮带机输送到石灰石均化堆场进行预均化,再与砂石、硫酸渣等按要求进行配料后,输送到生料磨内进行烘干和粉磨,制备成回转窑煅烧需要的生料粉,最后进入生料均化库内进行混合均化。
研究水泥的新型应用技术近年来,随着科技的不断发展和人们对环境保护意识的增强,水泥作为建筑材料的应用正在不断创新和发展。
本文将重点研究水泥的新型应用技术,分析其优势和潜在的挑战。
一、绿色环保型水泥的应用传统水泥生产过程中会产生大量的二氧化碳排放,直接对环境产生负面影响。
因此,绿色环保型水泥的研究和应用成为当前的热点。
研究表明,添加一定比例的活性粉煤灰或硅灰等工业废弃物可以显著减少二氧化碳的排放,并提高水泥的强度和耐久性。
此外,采用新型的钙质矿化剂可以降低水泥生产过程中的能耗,进一步减少对环境的影响。
二、自修复型水泥的应用传统水泥制品在使用过程中容易受到裂缝和损伤,降低了其使用寿命和功能。
为了解决这一问题,研究人员开发出了自修复型水泥技术。
自修复型水泥中添加了微观胶结材料,当水泥制品发生微小损伤时,这些胶结材料可以自动扩散和重新连接,填补裂缝并恢复结构强度。
自修复型水泥成为了建筑领域的新宠,能够延长建筑物的使用寿命并提高结构的安全性。
三、纳米水泥的应用近年来,纳米技术的快速发展为水泥的应用提供了新的方向。
通过控制材料的纳米结构和形成纳米水泥胶体,可以显著提高水泥的力学性能和耐久性。
此外,纳米水泥还具有较高的表面活性,可以与其他材料更好地结合,应用于粘结剂、填缝剂以及水泥基复合材料等方面。
纳米水泥的应用前景广阔,为建筑领域带来了更多的可能性。
四、3D打印水泥的应用随着3D打印技术的突破,水泥材料也开始尝试应用于3D打印领域。
通过使用特殊的3D打印设备和适应性水泥材料,可以实现复杂结构的建造,降低施工成本并提高效率。
3D打印水泥在建筑领域的应用前景巨大,可以满足个性化和定制化需求,为建筑行业注入新的创意和潜力。
总之,随着科技的不断发展,水泥的新型应用技术将成为未来建筑领域的重要发展方向。
绿色环保型水泥、自修复型水泥、纳米水泥和3D打印水泥等技术的应用都将为建筑行业带来更多的可能性和机遇。
然而,这些新型技术还面临一些挑战,如原材料的获取、制造成本的控制等问题,需要进一步的研究和探索。
少熟料白水泥的研究与开发的开题报告开题报告一、选题背景及意义:白色水泥是普通水泥的一种,由于其白色特性,在建筑装饰、复合地板基材及其他建筑材料领域广泛应用。
而少熟料白水泥则是白色水泥的一种,由于其品质稳定、白度高、特别适合用于精细的室内石材、古建筑的修复和装饰等领域。
在当前建筑现代化的大趋势下,少熟料白水泥的研发和应用也已成为必不可少的一环,因此,选这一课题进行研究,有着非常重要的意义。
二、研究目的:本研究旨在探究少熟料白水泥的制备工艺、性能及应用,并研发出适用于我国国情的少熟料白水泥。
三、研究方法:1.文献资料法:对国内外相关文献进行系统的收集和资料整合,掌握少熟料白水泥的研究现状和发展趋势。
2.实验方法:通过少熟料白水泥样品的制备和性能测试,研究少熟料白水泥的工艺参数以及其性能特点。
3.应用研究法:开展少熟料白水泥的应用研究,探究其在现代建筑中的应用及发展方向。
四、研究内容:1.少熟料白水泥的制备工艺研究。
2.少熟料白水泥的性能特点研究。
3.少熟料白水泥在建筑领域的应用研究。
五、预期成果:1.掌握少熟料白水泥的制备工艺,提高其生产效率和产品质量。
2.分析少熟料白水泥的各项性能指标,揭示其原因和规律。
3.研究少熟料白水泥在建筑领域的应用价值,推动其发展和推广。
六、研究周期:本研究计划为期18个月,包括文献资料的收集整理、实验室测试、数据分析及成果撰写等多个阶段,每个阶段的时间安排如下:1.文献资料法:第1个月至第2个月。
2.实验方法:第3个月至第12个月。
3.应用研究法:第13个月至第16个月。
4.论文撰写及审核:第17个月至第18个月。
七、预算说明:本研究所需预算为100万元,主要包括设备购买、材料及耗材采购、人员工资及差旅费用等。
其中设备购买预算为50万元,材料及耗材采购预算为30万元,人员工资及差旅费用预算为20万元。
八、研究团队:本研究由学术负责人和实验室研究人员组成,其中,学术负责人是具有丰富科研经验和专业知识的高级工程师,实验室研究人员由硕士研究生和实验室技术员组成。
2007.No.5名称CaOSiO2Fe2O3Al2O3MgOSO3LossΣ二水石膏32.340.670.240.212.2040.5622.9899.20烧石膏37.890.820.120.092.3646.5512.0496.96生石灰0.530.410.7388.120.359.3099.44高岭土0.3271.090.5719.050.696.3598.070引言白水泥由于需要满足白度要求,对于原料的成分控制要求极高,原料中铁含量几乎为零。
在生料煅烧过程中,水泥熟料中含铁量低,液相量少,造成煅烧温度高达1500 ̄1600℃,故能耗很高[1]。
为了寻找一条降低生产白水泥能耗的途径,我们在不掺或少掺白水泥熟料的情况下,以偏高岭土为主要原料,加入适当的激发剂,制得白度高、强度高的白水泥。
无熟料或少熟料白水泥作为一种节能利废的水泥,制备工艺简单,符合现代绿色水泥的发展方向,是一项具有环保意义和经济价值的课题。
1原材料和试验方法1.1原料制备高岭土为广东省某地的高岭土,它本身不具有水硬活性,将其在650~850℃温度时煅烧,可制得活性较高的偏高岭土。
石灰为广州某石灰厂提供,二水石膏为广州某水泥厂提供。
为了提高石灰的反应活性,将石灰粉磨至比表面积为630m2/kg。
二水石膏在750℃进行煅烧处理,保温时间2h。
各原料的化学成分分析见表1。
无熟料白水泥的主要原料是偏高岭土、石灰和石膏。
我们首先对三种原料进行了增白处理,以满足白水泥的强度标准和白度要求。
由于采用颜色较白的石灰和石膏,基本不会影响白水泥的白度。
而采用直接煅烧高岭土获得偏高岭土时,其颜色通常不能满足白水泥的要求。
故加入固态增白剂T与高岭土一起在马弗炉中煅烧,煅烧后发现高岭土的颜色由原来的浅红色变成白色,白度明显提高。
在固态增白剂的基础上加入少量液态增白剂M时,白度会更理想。
表1原材料的化学成分%1.2试验方法经粉磨后的偏高岭土和石灰,其比表面积采用GJB—85勃式透气比表面积仪测定。
将制备好的偏高岭土细粉与磨细的石膏和石灰按照适当配比混合均匀,制成无熟料白水泥。
试样按照GB/T17671—1999《水泥胶砂强度检测方法(ISO法)》测定其胶砂强度。
2无熟料白水泥的水化机理无熟料白水泥水化机理如下:Al2O3+nCaO+mH2O→nCaO・Al2O3・mH2O(n=2~4,m=0.5~6)绿色节能环保型无熟料及少熟料白水泥的研究王秀龙,卢迪芬,郭彦,刘师田(华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510640)摘要:以偏高岭土、石灰和石膏为主要原料制得无熟料白水泥。
结果表明,偏高岭土、石灰和石膏三组分的最佳配比为5∶3∶2,水泥28d抗压强度超过32.5MPa。
对白水泥强度增长特点、养护条件、耐水性进行了分析。
研究了生石灰和熟石灰、生石膏和熟石膏对无熟料白水泥的影响差异,确定了最优石灰和石膏类型。
掺入少量白水泥熟料,确定了四组分时白水泥的最佳配比,分析了其早期强度和后期强度增长速度存在差异的原因。
关键词:偏高岭土;无熟料白水泥;石膏;石灰Keywords:Thewhitecementwithoutclinkerwaspreparedbymetakaolinite,limeandgypsumasmainrawmaterials.Theresultsshowedthattheoptimummatchofmetakaolinite,limeandgypsumwas5∶3∶2,the28dcompressivestrengthofcementwasmorethan32.5MPa.Thecharacterofincreaseofstrength,curingconditionandwaterproofofwhitecementwasstudied.Thedifferenceofeffectsofburntlimeandhydratedlime,rawgypsumandburntgypsumonwhitecementwasstudied,andtheoptimaltypeoflimeandgypsumwasdetermined.Theoptimalmatchoffourcomponentsincludingalittleclinkerofwhitecementwasdetermined,andthedifferenceofincreaserateinearlyandlaterstrengthwasobserved.Keywords:metakaolinite;whitecementwithoutclinker;gypsum;limeFirstauthor'saddress:SchoolofMaterialsScienceandEngineeringofSouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,Guangdong,China中图分类号:TQ172.771.1文献标识码:A文章编号:1002-9877(2007)05-0017-0417--2007.No.5Al2O3+3CaO+3CaSO4・2H2O+29H2O→3CaO・Al2O3・3CaSO4・31H2OAl2O3+3CaO+CaSO4・2H2O+10H2O→3CaO・Al2O3・CaSO4・12H2OCaO+SiO3+yH2O→xCaO・SiO2・yH2O+(3-x)Ca(OH)2在上述反应中,生成量较大、对制品有较大强度贡献的矿物有三硫型硫铝酸钙,通常称其为钙矾石(3CaO・A12O3・3CaSO4・32H2O)、低硫型钙矾石(3CaO・A12O3・CaSO4・12H2O)、水化硅酸二钙(2CaO・SiO2・H2O)和水化铝酸四钙(4CaO・A12O3・6.5H2O)。
当配料中有Fe2O3存在时,还可生成铁钙矾石(4CaO・A12O3・Fe2O3・6.5H2O)和水石榴石固溶体(3CaO・A12O3・3H2O-3CaO・Fe2O3・3H2O-3CaO・Al2O3・3SiO2-3CaO・Fe2O3・3SiO2)[2]。
可以看出,无熟料白水泥的主要水化产物和白水泥熟料水化产物没有显著的不同,后期强度都是由这几种主要水化矿物提供的。
但是它们的水化过程还是有明显不同,无熟料水泥水化过程不是同步的。
首先是石灰在水中溶解生成Ca(OH)2,提供了活性SiO2和Al2O3反应所需要的碱性环境。
煅烧石膏与水反应生成二水石膏,之后才发生上面所示的反应。
石膏和石灰与水的反应,生成了偏高岭土反应所需要的碱性环境,然后偏高岭土中的活性成分开始提供强度。
所以与白水泥熟料相比,水化硬化初期强度增长缓慢,最开始阶段为石膏和石灰水化提供的强度,强度很低,耐水性差。
对原料进行机械活化,调整配比,可以使材料性能明显改善。
3试验过程及分析3.1以偏高岭土、石灰和石膏为原料的无熟料白水泥优化试验以偏高岭土(MK)、石灰(L)和石膏(G)为原料的无熟料白水泥强度试验结果见表2。
表2基本原料的优化配比试验中水灰比均为0.55,减水剂添加量为1%。
试验表明,采用偏高岭土、石膏和石灰以适当配比混合时,具有一定强度,可以制得无熟料白水泥。
从表2中可以看出,最优配比为2号样,MK∶L∶G=5∶3∶2,此时,3d抗压强度较低,只有8.3MPa,但是7d强度达到25.5MPa,28d强度则达到33.6MPa。
因此,在以偏高岭土、石膏和石灰为原料时,可以获得较高强度的胶结材料,但是仍然存在早期3d强度低的问题。
因此需要进一步提高早期强度。
由于偏高岭土的主要活性成分为活性SiO2和Al2O3,在石膏和石灰存在的情况下,才能生成铝酸钙、钙矾石等能够产生强度的水化产物。
在反应初期,生石灰与水首先反应形成Ca(OH)2,即生石灰的消解,此时放出大量的热,体积增大1~2.5倍。
大量消解热加快了反应进程,提高了水泥早期强度,但体积膨胀会使试件内部留下更多的气孔,降低强度[3]。
因此石灰掺入量具有最佳值,并且这个最佳值会随着偏高岭土和石膏量的变化而改变。
煅烧良好、氧化钙含量高的石灰熟化更快,放热量和体积增大也更多。
二水石膏在750℃进行煅烧处理,煅烧石膏主要成分为β型硬石膏CaSO4(Ⅱ),与水生成CaSO4・2H2O。
随着二水石膏晶体颗粒不断长大、连生、交错,使浆体逐渐变硬产生强度,即为硬化。
石灰水化与石膏水化硬化是交叉进行的,构成了无熟料白水泥试件的早期强度,而偏高岭土的水化硬化要相对滞后。
石灰和石膏都是属于气硬性胶凝材料,耐水性差,拆模后若立即在水中养护,会破坏原来形成的强度结构,水渗入试件内,造成试件内部膨松,表面出现网状微裂纹。
因此,无熟料白水泥试件不宜立即水养,应先在湿气中养护1d,使偏高岭土与氧化钙及石膏反应。
强度稳定之后,再进行水养,此时试件的强度会持续增加。
试验表明,养护初始阶段先采用湿气养护1d,使试件具有一定强度,足以抵御水的侵蚀作用,再放入水中养护,表面微裂纹可以消除。
3.2石膏与石灰类型对无熟料白水泥强度的影响石膏与石灰类型对无熟料白水泥强度的影响结果见表3。
表3中,L1、L2分别代表生石灰和熟石灰,G1、G2分别代表生石膏和熟石膏。
无熟料水泥中基础原料配比均为MK∶L∶G=5∶3∶2。
除1号样外,所有样品中石灰、石膏均进行了粉磨。
结果表明,石膏和石灰经粉磨后,水泥强度明显提高,而且胶砂流动度也明显提高,水泥需水量下降,养护要求也降低了,出现表面微裂纹的数量明显减少,其强度比原状生石灰强度高。
7d抗压强度可以高出8MPa,28d强度则高了15MPa。
可以看出,对原料进行细粉磨是激发原料潜在活性的有效措施。
采用生石膏时,强度比熟石膏略小,将生石膏和编号MK/%L/%G/%抗折强度/MPa抗压强度/MPa3d7d28d3d7d28d14030300.71.53.43.49.216.625030202.75.36.38.325.533.635020303.33.65.112.419.928.846020203.63.95.515.718.627.457015153.23.65.013.516.823.518--2007.No.5编号MK/%L/%G/%备注3d7d28d3d7d28d150L130G2202.63.34.19.012.720.7250L130G2203.35.06.511.023.135.6350L130G1203.45.15.311.120.232.8450L130G110+G2102.84.35.212.918.829.6550L230G2203.24.55.110.118.930.8650L230G2203.04.15.110.115.028.4未磨L1等CaO当量抗压强度/MPa抗折强度/MPa等质量CaO编号C/%试件平均单重/g3d7d28d3d7d28d1100598.94.56.08.921.229.043.9250594.33.95.98.515.326.940.9330584.13.56.37.212.828.939.7420584.13.46.58.111.827.142.9510573.42.24.96.29.022.235.0抗压强度/MPa抗折强度/MPa熟石膏复合后强度下降较明显。