菱镁矿制备轻烧氧化镁及其水化动力学研究

以菱镁矿为原料,制备轻烧氧化镁,并对轻烧氧化镁的水化动力学进行研究,考察水化温度,氧化镁质量浓度和颗粒度对水化过程的影响.研究结果表明:煅烧温度和保温时间对氧化镁活性影响要比颗粒度的大,最佳煅烧条件是温度为750℃,煅烧时间为1.5h,颗粒度为1 mm;氧化镁的水化反应过程为内扩散控制类型,表观反应活化能为23.78 kJ/mol,在此基础上,用MATLAB做多元线性归回分析,得到表观反应速率常数关于水化温度、氧化镁浓度和颗粒度的经验表达式.     

高密度烧结镁砂的研究

以菱镁石为原料,先在850℃下煅烧2 h获得轻烧氧化镁,然后水化成氢氧化镁,干燥后在不同温度下轻烧,得到不同活性的轻烧氧化镁.将轻烧氧化镁按细磨—成形—烧结的工艺流程制备出烧结镁砂.考察了细磨程度、成形压力及轻烧温度对烧结镁砂密度的影响.实验结果表明:将细磨的氢氧化镁轻烧得到的氧化镁进行二道细磨工序,对提高烧结镁砂的密度有显著的影响;成形压力对烧结镁砂的密度影响较小;轻烧温度为600℃时的氧化镁经过轻烧前后两道细磨工序,在200 MPa成形,1 600℃烧结3 h可以制得w(MgO)为97.5%,w(CaO)∶w(SiO2)>2,体积密度为3.47 g/cm3的高密度烧结镁砂.     

轻烧氧化镁粉活性的研究

作者用定量的方法对轻烧氧化镁粉的活性作了进一步研究,以热分析方法测定了不同活性轻烧氧化镁的活化能,并用阿伦尼乌斯公式计算其溶解活化能,结果与以活性氧化镁百分含量(α-MgO％)来衡量轻烧氧化镁活性完全一致。此外,还以X射线衍射技术和透射电镜研究了轻烧氧化镁粉的活性及其影响因素。试验研究为耐火材料工业中进一步研究菱镁矿烧结机理,控制氧化镁粉生产工艺条件及提高镁质胶凝材料的性能,提供了理论依据和实验基础。     

基于水化度概念的早期混凝土热分析

在混凝土硬化过程中,温度对水化反应速率影响很大,采用等效时间成熟度概念可以综合考虑反应温度和龄期对混凝土水化反应的影响.另外,在水化过程中,混凝土热性能时时发生着变化,常用水化度来指示水化反应和各种混凝土性能发展的程度.基于ANSYS软件,开发了考虑热性能随水化度变化的早期混凝土温度有限元程序,并通过算例得到验证.     

掺MgO膨胀剂水泥浆体膨胀机理研究述评

综述了氧化镁膨胀剂的研究起源、MgO水化膨胀机理的研究现状及养护温度、煅烧制度和水泥品种等对掺MgO膨胀剂水泥浆体膨胀性能的影响;并讨论了掺MgO膨胀剂水泥浆体的膨胀机理.认为目前理论的不足在于混淆了MgO在水泥浆体中的水化膨胀机理和掺MgO膨胀剂水泥浆体的膨胀机理两个概念,这严重影响了膨胀机理研究的进展和对实际工程的指导作用.只有掺MgO膨胀剂水泥浆体的膨胀机理对实际工程才具有较为全面的指导作用,而对该机理的研究则需要深入探讨水泥中MgO的水化膨胀机理及水泥浆体的特性对掺MgO膨胀剂水泥浆体膨胀性能的影响.     

掺MgO超细水泥的膨胀性能及其水化程度

在超细水泥中掺不同活性的MgO膨胀剂(MEA),研究MEA对超细水泥浆体和掺加超细粉煤灰水泥浆体膨胀性能的影响规律,并采用差热-热重同步热分析仪对MgO的水化程度进行表征.结果表明:MEA能很好地补偿超细水泥浆体的收缩,可作为补偿超细水泥收缩的新型膨胀剂;高活性MEA早期水化程度较大,掺高活性MEA水泥浆体的早期膨胀较大,后期膨胀增长趋势较小;低活性MEA早期水化程度低于高活性MEA,掺低活性MEA水泥浆体的早期膨胀较小,但后期膨胀趋势较大;MEA的掺量越大,水泥浆体的膨胀率越大;掺加超细粉煤灰抑制了掺加MEA水泥浆体的膨胀,但没有明显降低MgO的水化程度.     

氧化镁水化产物的微观结构特点表征

为了抑制和降低掺氧化镁混凝土坝的膨胀开裂,采用热分析、X线衍射和扫描电子显微镜分析了氧化镁在不同温度下水化产物的形貌.结果表明:氧化镁在20℃和50℃水中养护180 d后的水化率为57%和94%,经X线衍射分析仍发现未水化的氧化镁;在216℃和2MPa下压蒸4 h,氧化镁全部水化.氧化镁在20℃养护180 d,水化产物为纤维状,长3~5μm,相互交错;掺少量水泥后在80℃水中养护360 d生成针状Mg(OH)2,大小为0.5~1μm,在水化产物中呈分散状扩散和生长;在大量水泥中形成六方板状的Mg(OH)2,大小少于0.1μm,易团聚,能引起混凝土局部膨胀开裂.温度对水化产物性质影响不大,对产物形状、大小和分布有一定的影响.     

磷石膏基超硫酸盐水泥水化过程中胀缩行为研究

磷石膏基超硫酸盐水泥(PSSC)水化时存在体积胀缩行为,这种行为对工程建筑的稳定性是否产生不利影响尚不明确,因此明晰该行为的产生机制至关重要.为探究PSSC的胀缩机制,开展了“恒体积法”膨胀力、体积胀缩量、水化热、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)试验,研究水化热、失水率、各水化产物的含量、水化物的晶体形态对体积胀缩的影响;通过汞孔隙法(MIP)进一步揭示胀缩行为对结构孔隙的影响.结果表明：水化前期,水化温度急剧上升,水化产物中钙矾石呈放射状生长,引起PSSC迅速膨胀;水化中期,PSSC的膨胀速率随着钙矾石生成速率的减缓而降低;水化后期,PSSC体系的持续失水导致其体积略有回缩.MIP结果进一步证明,胀缩行为使得孔隙结构更加密实.     

绿色低碱混凝土膨胀剂水化机理研究

文章介绍了利用工业废渣粉煤灰和天然原料石膏等制作的绿色低碱混凝土膨胀剂的方法。通过膨胀性能试验、X-rag衍射分析、扫描电镜(SEM)分析及差热(DTA)分析,研究膨胀剂与水泥发生的水化反应。结果证明,水泥中的C3S、C2S水化生成C-S-H凝胶形成强度组分,同时生成的Ca(OH)2与膨胀剂中的活性Al2O3、铝酸钙矿物及石膏反应生成钙矾石而膨胀,属于钙矾石类混凝土膨胀剂。     

菱镁矿用于焦化厂废水脱氨的研究

研究用菱镁矿在一定条件下制取轻烧氧化镁，并利用氧化镁的活性脱除焦化厂废水中的氨。试验证明：用二级脱氨法，氧化镁用量比为１６，压缩空气搅拌２ｈ，脱氨率可达９９％以上，轻烧氧化镁的利用率大于８５％，且成本低廉。     

煅烧明矾对硬石膏水化硬化性能的影响

通过对硬石膏凝结时间、水化率与水化温升测定,硬化体显微结构与强度关系的分析,研究了煅烧明矾对硬石膏水化进程及硬化体结构、强度和液相过饱和度等性能的影响,分析了煅烧明矾改善硬石膏水化活性的机理.结果表明:煅烧明矾是硬石膏的高效激发剂,能使硬石膏的凝结时间缩短,水化进程加快;使二水石膏晶体细化,硬化体强度提高;能改善硬石膏的水化溶解性能,使液相SO42-浓度和二水石膏析晶过饱和度提高,促进了二水石膏的自发均相成核和晶体生长.     

硅热法炼镁预制球团的实验研究

在硅热法炼镁物料预处理过程中,白云石煅烧时经常会损失大约5%的细粉料.为了解决这一问题,提出了将白云石先造球再进行煅烧处理的新工艺.主要研究了白云石球团进行分步煅烧后,球团内白云石的烧损率、煅白的灼减量及水化活度.结果表明:白云石制团后经过分步煅烧,球团内煅白的质量完全达到硅热法炼镁的要求,并有效地缩短了白云石煅烧时间.当煅烧1h时,球团内白云石的烧损率为45%,煅白的灼减量为189%左右,水化活度为35%,球团的吸湿远远小于白云石常规烧结.     

低温煅烧硫酸钙晶须的水化性能

采用SEM、FT-IR、XRD等测试方法对硫酸钙晶须水化产物的形貌、表面基团、物相组成及水化能力进行了研究。结果表明:低温下煅烧的硫酸钙晶须水化产物随温度的不同而不同,并且其水化能力随着煅烧温度的升高而减小。     

磷石膏制硬石膏水泥的初步研究

利用化工副产品磷石膏制硬石膏水泥的方法。通过对样品的物理性能和水化产物的检测以及水化机理的分析表明：将高温煅烧磷石膏、矿渣、熟料和激发剂按一定的比例混合摩细可以制备出高强的硬石膏水泥。     

轻烧菱镁石制备与表征及其对球团生球质量的影响

以轻烧菱镁石作为造球用添加剂,考察了不同制备条件下轻烧菱镁石性质的变化以及其活性对球团生球质量的影响.研究表明:焙烧温度过低或时间过短,菱镁石分解不完全,水化活性相对较低,焙烧温度过高或时间过长同样容易破坏轻烧菱镁石活性.其中,800~850℃下焙烧获得的轻烧菱镁石具有较好的性质(活性、粒级、比表面积以及晶粒尺寸);高活性的轻烧菱镁石对改善生球抗压强度(CSGP/N)、生球落下强度(DS/次数),提高生球爆裂温度(t_b/℃)效果明显,其中,爆裂温度(t_b/℃)最大增幅可达150℃.     

飞灰/石灰脱硫剂制备及其宏观结构研究

测定了不同条件下制备的飞灰/石灰脱硫剂的比表面积、孔径及其分布,并分析了其宏观结构特点.结果表明,由飞灰和石灰水合制得的脱硫剂具有比飞灰或石灰大得多的比表面积.分别考察了飞灰/石灰比、水合温度、水合时间对脱硫剂宏观结构的影响.研究表明,最适宜的脱硫剂制备条件为飞灰/石灰比3∶1,水合温度60℃,水合时间4 h.     

黏土矿物水化膨胀及无机盐溶液对其抑制作用

为揭示富有机质页岩水化膨胀机理,借助于X射线衍射仪对富有机质页岩中主要黏土矿物水化膨胀规律及无机盐溶液对其抑制效果进行了物理实验研究。结果表明：随着去离子水浸泡时间的增加,蒙脱石、伊利石和绿泥石都可以发生一定的膨胀,表明三种黏土矿物都可以发生水化反应,但蒙脱石晶层间距的膨胀程度远高于伊利石和绿泥石。无机盐溶液可以抑制蒙脱石和伊利石的水化膨胀,且对伊利石水化膨胀抑制性更好。不同类型无机盐的抑制效果受到无机盐溶液浓度的影响,在无机盐溶液浓度小于1.2 mol/L时,随着浓度的增加,同种类型无机盐溶液的抑制作用逐渐增强。加入无机盐溶液后随着时间的推移,黏土矿物水化作用始终在进行,晶层间距仍在增大,即无机盐溶液不能完全杜绝黏土矿物水化反应的发生。该研究成果可为页岩气水平井井壁稳定、水力压裂设计及现场工程应用提供技术参考。     

矿物掺合料对高性能混凝土浆体水化热的影响

研究了矿物掺合料对高性能混凝土浆体水化热的影响 ,结果表明 :矿物掺合料的加入可明显降低水泥浆体的水化热、放热速率 ,同时推迟达到最高温升的时间 ,尤其是双掺、三掺更为显著。利用矿物掺合料减少水化热和延迟水化放热进程的作用 ,可以缓解高性能混凝土水泥用量大及标号高造成的早期放热量大的程度 ,降低温度应力 ,提高混凝土的耐久性。