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作者：武红霞济南大学

学位级别：硕士

贝利特-硫铝酸钡钙水泥是一种新型胶凝材料。本文主要研究了该水泥的力学性能和养护温度对其力学性能的影响,结合XRD、SEM-EDS等测试手段对该水泥水化硬化浆体结构的相组成、微观结构和形貌进行了分析。采用压汞法对水泥硬化浆体的孔结... 详细信息

贝利特-硫铝酸钡钙水泥是一种新型胶凝材料。本文主要研究了该水泥的力学性能和养护温度对其力学性能的影响,结合XRD、SEM-EDS等测试手段对该水泥水化硬化浆体结构的相组成、微观结构和形貌进行了分析。采用压汞法对水泥硬化浆体的孔结构进行了分析。采用比长仪对该水泥的胀缩性进行了研究。并研究了该水泥的水化放热过程及抗渗性、抗硫酸盐侵蚀性等耐久性能。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 ,其中C3S矿物含量比硅酸盐水泥熟料少,C2S矿物含量比硅酸盐水泥熟料多。水泥水化放热速率的研究表明,贝利特-硫铝酸钡钙水泥水化过程和硅酸盐水泥一样,可分为五个阶段:预诱导期、诱导期、加速期、减速期和稳定期。预诱导期水泥的水化放热速率快,诱导期持续时间长,进入加速期后水化放热速率曲线峰型尖锐,放热速率较高。随水泥中石膏掺量的增加,预诱导期的水化放热速率进一步增加,诱导期持续时间延长,但水化放热量基本相同,介于硅酸盐水泥和贝利特水泥之间。对该水泥体系的力学性能进行分析,结果表明:当水泥中石膏掺量为10%时抗压强度最高,其3d、7d、28d和90d抗压强度分别达到了45.0、61.9、82.1和85.6MPa,早期和长期强度均较高。研究了养护温度对该水泥力学性能的影响,结果表明:养护温度对其早期抗压强度影响较大,对其长期强度影响较小。早期强度随养护温度的升高而增加,且增加幅度较大。贝利特-硫铝酸钡钙水泥的水化产物主要有含钡AFt、Ca(OH)2、C-S-H凝胶等。与硅酸盐水泥相比,水化产物中Ca(OH)2的量较少,水泥性能较好。水化早期随养护温度的升高,AFt的量增多,水化程度增加,构筑的硬化浆体结构更为密实。水化中后期,随养护温度的升高,C-S-H凝胶生成量增多。水化1d时,水泥颗粒边界清晰,表面长出了细小的AFt晶体。3d时水泥颗粒边界模糊,AFt晶体长大,相互交织,构筑成水泥石骨架。28d时有大量花朵状的C-S-H凝胶出现并包裹了AFt和Ca(OH)2等晶体,相互胶结在一起。贝利特-硫铝酸钡钙水泥的早期水化程度略低于硅酸盐水泥,但是其水化程度增进率高,在水化15d左右就超过了硅酸盐水泥,且其各龄期水化程度和水化速度都明显超过了贝利特水泥。在水化硬化过程中,贝利特-硫铝酸钡钙水泥均有一定的体积膨胀性,且膨胀率高于硅酸盐水泥。在水化早期(14d内)其膨胀率增加较快,在水化后期膨胀趋于稳定。随水泥中石膏掺量的增加,其膨胀率逐渐增加。该水泥的干缩率小于硅酸盐水泥,且随石膏掺量的增加,干缩率逐渐减小。贝利特-硫铝酸钡钙水泥的抗渗性能良好,尤其是在石膏掺量为10%时其抗渗性能最好。贝利特-硫铝酸钡钙水泥具有良好的抗硫酸盐侵蚀性,其抗蚀系数均大于1.00,且随石膏掺量的增加,抗蚀系数逐渐增加。贝利特-硫铝酸钡钙水泥在较高的石膏含量条件下,具有良好的安定性。

关键词：贝利特-硫铝酸钡钙水泥石膏养护温度胀缩性耐久性

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养护温度对贝利特-硫铝酸钡钙水泥水化的影响

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硅酸盐通报 2010年第5期29卷 1016-1020页

作者：李秋英芦令超王守德王辉济南大学材料科学与工程学院济南250022

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... 详细信息

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。

关键词：养护温度贝利特-硫铝酸钡钙水泥水化程度力学性能水化产物

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贝利特-硫铝酸钡钙水泥水化机制的研究进展

贝利特-硫铝酸钡钙水泥水化机制的研究进展

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第十届全国水泥和混凝土化学及应用技术会议

作者：武红霞芦令超济南大学材料科学与工程学院

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。本文主要阐述了硫铝酸钡钙矿物、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... 详细信息

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。本文主要阐述了硫铝酸钡钙矿物、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

关键词：水化机制贝利特-硫铝酸钡钙水泥胶凝材料石膏钙矾石水化产物

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微量组分对贝利特—硫铝酸钡钙水泥熟料形成机制、水化和性能的影响

微量组分对贝利特—硫铝酸钡钙水泥熟料形成机制、水化和性能的影...

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作者：张洁济南大学

学位级别：硕士

贝利特-硫铝酸钡钙水泥是一种低钙、低碳、低能耗的新型水泥,实现该水泥的工业生产和应用具有深远意义。由于优质石灰石资源日益紧缺,工业废渣及低品质高镁石灰石的利用变得尤为重要,这些原料中所含的微量组分对水泥烧成和性能可能有很... 详细信息

贝利特-硫铝酸钡钙水泥是一种低钙、低碳、低能耗的新型水泥,实现该水泥的工业生产和应用具有深远意义。由于优质石灰石资源日益紧缺,工业废渣及低品质高镁石灰石的利用变得尤为重要,这些原料中所含的微量组分对水泥烧成和性能可能有很大的影响。本文主要研究了微量组分（Na2O、K2O和MgO）复合掺杂对水泥熟料各矿相形成机制及对水泥水化和性能的影响,为进一步优化和控制该水泥熟料矿相组成和制备技术,以及低品位高镁石灰石的拓展利用提供重要的理论支持和技术参考。主要结论如下:对于硅酸二钙而言,复掺SO3和BaO,以及复掺SO3、BaO和MgO均使其在1000℃形成量降低,但并不影响C2S的大量形成温度。复掺SO3、BaO和SrO对C2S形成进程影响不大,但使C2S在1350℃时的形成量稍有降低。相比之下,复掺SO3、BaO和K2O以及复掺SO3、BaO和Na2O都能够促进C2S的早期形成,并且明显加快C2S的形成进程,其中Na2O存在时其促进作用最为显著,使C2S在1000℃的形成量达到了84.99%,使反应完全的温度降低到1300℃。此外,MgO或K2O可以稳定β-C2S和α’L-C2S,Na2O或SrO可以稳定β-C2S。同样的微量组分体系对硅酸三钙的作用规律与硅酸二钙相似。复掺SO3、BaO和K2O以及复掺SO3、BaO和Na2O可以促进C3S的形成,Na2O的作用效果最明显,煅烧温度为1450℃时,含有Na2O的试样中C3S的形成量达到了73.31%。此外,复掺SO3、BaO和MgO同样可促进C3S在低温下形成,但是使其在1450℃时的形成量稍有降低。各微量组分体系可以稳定M3-C3S。通过微量组分K2O、MgO和Na2O对C2.75B1.25A3 S矿物的形成过程和水化活性的影响研究发现,随着微量组分掺量的增加,C2.75B1.25A3 S矿物的分解温度逐渐降低,但是其大量分解温度仍然都高于1380℃。当K2O掺量为0.5%.8%,合成的C2.75B1.25A3S的纯度较高,并且此时C2.75B1.25A3 S水化速率和水化放热总量都高于空白样。掺入3.0%.0%MgO有利于C2.75B1.25A3S矿物的形成和生长,MgO（2.0%.0%）能够促进C2.75B1.25A3S的水化进程,其中掺入4.0%MgO时其作用效果最好。与K2O和MgO相比,Na2O的促进作用相对较弱,反而当Na2O掺量高于0.6%时,C2.75B1.25A3 S的水化活性降低。在低碱条件下,掺入3.0～5.0%MgO有利于水泥熟料中C3S和C4AF的形成,当MgO掺量为5.0%时,水泥水化效果较好,水泥各龄期强度提高。当MgO掺量高达9.0%时,水泥安定性仍合格。在高碱条件下,掺入3.0%MgO可以促进水泥熟料中C3S的形成,此外高掺MgO（>5.0%）仍有利于水泥熟料煅烧和水泥强度的发展,掺入7.0%MgO时水泥各龄期强度均较高,其3d、7d和28d的抗压强度分别为45.1MPa、66.8MPa和103.2MPa,并且高掺MgO的水泥安定性均合格。在水泥熟料中MgO可以稳定M3-C3S和R-C3S,以及α’L-C2S和β-C2S。贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料烧成过程中阿利特的大量形成温度为1300℃,C3A和C4AF的充分形成温度为1100℃,C2.75B1.25A3 S的大量形成温度为1300℃,水泥熟料的合成温度在1350℃左右;MgO、Na2O和K2O复掺对上述形成温度影响不大,但是能够促进阿利特在低温下的形成,并且形成的阿利特尺寸较小（3.5～14μm）。特别是当掺杂7.0%MgO和1.290%***（Na2O当量）时,C3S在1000℃时的形成量达到了18.37%,1350℃时形成量达到了35.88%。

关键词：微量组分贝利特-硫铝酸钡钙水泥形成机制水化性能

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掺杂SrO、MgO对贝利特-硫铝酸钡钙水泥组成、力学性能和水化的影响

掺杂SrO、MgO对贝利特-硫铝酸钡钙水泥组成、力学性能和水化的影响

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第十三届全国水泥和混凝土化学及应用技术会议暨水泥技术粉煤灰应用交流会

作者：赵燕婷芦令超王守德宫晨琛山东省建筑材料制备与测试技术实验室济南大学材料科学与工程学院

贝利特-硫铝酸钡钙水泥是一种新型节能环保水泥,其早强尚不足。本文通过在最佳矿物优化的贝利特-硫铝酸钡钙水泥体系外掺MgO和SrO,以期改善其矿相组成并优化其力学性能。结果表明:SrO和MgO掺杂使C2S主要以α’-CS存在;3-5%SrO和1%MgO可... 详细信息

贝利特-硫铝酸钡钙水泥是一种新型节能环保水泥,其早强尚不足。本文通过在最佳矿物优化的贝利特-硫铝酸钡钙水泥体系外掺MgO和SrO,以期改善其矿相组成并优化其力学性能。结果表明:SrO和MgO掺杂使C2S主要以α’-CS存在;3-5%SrO和1%MgO可以明显提高水泥早强,有利于阿利特的形成,原因是增加了液相量,出现了CAF的衍射峰。掺杂SrO的水泥各龄期抗压强度与SrO掺量满足开口向下的抛物线,最大强度值点在5%左右。MgO掺量大于3%各龄期强度呈现逐步增长趋势。岩相照片显示,贝利特-硫铝酸钡钙水泥中,阿利特尺寸小于贝利特,呈现短小棱柱状或规则板状,贝利特呈现圆度很好的圆粒状。CBAS以黑色粒状分布在白色中间中。

关键词：贝利特-硫铝酸钡钙水泥 SrO MgO 掺杂水化

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养护温度对贝利特-硫铝酸钡钙水泥性能的影响

养护温度对贝利特-硫铝酸钡钙水泥性能的影响

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中国硅酸盐学会水泥分会首届学术年会

作者：李秋英芦令超王守德武红霞李云超济南大学材料科学与工程学院

通过力学性能测试、XRD及SEM分析,研究在5℃、20℃和35℃养护温度下贝利特-硫铝酸钡钙水泥的力学性能和水化产物的组成和结构,并与普通硅酸盐水泥及贝利特水泥进行比较。结果表明:贝利特-硫铝酸钡钙水泥的早期强度受温度影响较大,在5℃... 详细信息

通过力学性能测试、XRD及SEM分析,研究在5℃、20℃和35℃养护温度下贝利特-硫铝酸钡钙水泥的力学性能和水化产物的组成和结构,并与普通硅酸盐水泥及贝利特水泥进行比较。结果表明:贝利特-硫铝酸钡钙水泥的早期强度受温度影响较大,在5℃、20℃和35℃条件下养护3d时,其抗压强度分别为28.1MPa、45.0MPa和52.7MPa;养护温度对该水泥的后期强度影响不大。

关键词：养护温度贝利特-硫铝酸钡钙水泥力学性能微观结构

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贝利特—硫铝酸钡钙水泥熟料中硅酸盐相微结构调控和性能研究

贝利特—硫铝酸钡钙水泥熟料中硅酸盐相微结构调控和性能研究

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作者：赵燕婷济南大学

学位级别：硕士

传统硅酸盐水泥具有能耗高、消耗优质石灰石资源、CO2排放量大等缺点，而且其体积稳定性和耐久性还需进一步提高。贝利特-硫铝酸钡钙水泥（BSAC）是环境友好、长期力学性优异的水泥体系之一，但是该水泥早期力学性能尚不足，本文旨在引... 详细信息

传统硅酸盐水泥具有能耗高、消耗优质石灰石资源、CO2排放量大等缺点，而且其体积稳定性和耐久性还需进一步提高。贝利特-硫铝酸钡钙水泥（BSAC）是环境友好、长期力学性优异的水泥体系之一，但是该水泥早期力学性能尚不足，本文旨在引入微量组分和改善煅烧制度，调节熟料中的硅酸盐相—贝利特和阿利特的微结构，通过稳定其高温高活性晶型或使晶格产生畸变，进一步提高硅酸盐相的反应活性，以达到提高水泥早期强度的目的。主要研究结论如下：（1）对于C2S单矿体系，在微量组分作用下C2S晶型主要为β-C2S与γ-C2S，稳定β-C2S的大小顺序为：SO3>SrO>Na2O>K2O>BaO>无掺试样>MgO;BaO对稳定αL’-C2S有一定作用，而Na2O与K2O稳定作用较弱;复合掺杂能够进一步降低试样粉化率并稳定C2S高温晶型;对于C3S单矿体系，在微量组分作用下C3S晶型主要为T型和M型，其中MgO对稳定M3-C3S作用明显，甚至可以稳定R型C3S;掺杂1.5%-3%BaO对稳定M型C3S有明显作用;K2O存在时，C3S主要晶型为T型;掺杂0.5%-1.5%Na2O可以使C3S稳定为M型;掺杂1%SrO可以使C3S由T型向M型转变;在中间相和微量组分协同作用的熟料中，贝利特主要为α-C2S，当C3A/C4AF=2:5时，阿利特晶型为水化活性较高的M1型。（2）SrO在BSAC熟料中的适宜掺量为3%-5%，其1d，3d，7d，28d净浆抗压强度分别达到8.4MPa、35.8MPa、71.3MPa及103.7MPa;掺入1%MgO时水泥早期力学性能较高，其1d，3d，7d及28d抗压强度分别为14.7MPa、23.9MPa、34.4MPa和75.5MPa;该水泥熟料体系可容纳更多MgO，当熟料中掺有7%MgO时水泥安定性仍然良好，其1d，3d，7d及28d抗压强度分别为33.6MPa、59.7MPa、89.1MPa及95.1MPa;当K2O掺量为2%时水泥1d，3d，7d及28d抗压强度可达14.9MPa、48.6MPa、75.7MPa及106.5MPa。Na2O掺量为0.5%时，水泥达到抗压强度最高，其1d，3d，7d及28d抗压强度分别为13.9MPa、40.7MPa、76.6MPa及108.9MPa。（3）掺杂SrO，MgO，Na2O及K2O后，熟料中贝利特主要以α’-C2S存在;掺杂SrO后C3S主要以M3型存在，同时含有少量的M1及M2型;对于掺有MgO的熟料， C3S表现为M1型与M3型共存的特征，无M2型C3S;通过水化放热曲线可以看出，熟料3d水化速率顺序为：掺杂5%SrO>掺杂7%MgO>1%MgO>无掺试样和0.5%Na2O>2%K2O>无掺试样。掺杂5%SrO试样的3d最大水化速率点是掺杂1%MgO和无掺试样的2.5倍。对Na2O和K2O而言，呈现出以下顺序：0.5%Na2O>2%K2O>无掺试样。（4）通过研究煅烧制度对水泥熟料微结构和力学性能的影响，得到掺杂2%K2O的水泥硬化浆体7d和14d抗压强度在快速煅烧条件下（从室温以30℃/min的升温速率升至510℃;从510℃至810℃以20℃/min速率升温;810-1380℃以10℃/min升温）比普通煅烧制度（5℃/min的升温速率升至1380℃）下均高出10MPa左右的结论，归因于此时硅酸盐相的生成量增加，此时阿利特主要为M1型，贝利特为α-C2S和少量β-C2S;相比快速煅烧制度，液氮冷却工艺对硅酸盐相形成和稳定高温晶型并无显著影响。

关键词：微量组分贝利特-硫铝酸钡钙水泥硅酸盐相微结构煅烧制度

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硅酸盐通报第26卷第1～6期总目次

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硅酸盐通报 2007年第6期26卷 1255-1273页

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