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钙矾石的长期稳定性

陈胡星 , 叶青 , 沈锦林 , 胡国君 , 楼宗汉

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2001.02.019

本文通过对一组在20℃水中养护了15年的矿渣硅酸盐水泥净浆进行XRD分析,对水泥浆体中钙矾石的长期稳定性及其机制进行了探讨.结果表明:在水泥浆体中,钙矾石向单硫型水化硫铝酸钙转变的速度十分缓慢;水泥中含铝(铁)相含量,尤其是C3A含量,是影响钙矾石长期稳定性的重要因素,C3A含量增加,其稳定性明显下降;钙矾石长期稳定性并不仅仅取决于体系中含铝(铁)相与SO3摩尔比,还取决于动力学因素.

关键词: 粉煤灰 , 钙矾石 , 氧化镁 , 双膨胀水泥

含铬熟料的烧成、水化及其浸出毒性

马先伟 , 李静 , 武双磊 , 陈胡星

材料科学与工程学报 doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2015.06.004

为探索水泥窑协同处置含铬固体废弃物的可行性,通过测定熟料的f-CaO含量、强度、铬浸出浓度,以及分析熟料的矿物、水化产物和水化放热,研究了CrO3对熟料烧成、水化及浸出毒性的影响规律及机制.结果表明:当CrO3掺量低于2％时,熟料的f-CaO含量和3d、28d、90d强度随掺量的变化不明显;Cr(Ⅵ)/∑Cr浸出浓度随CrO3掺量增加而增大,随养护龄期延长而减小.当CrO3掺量小于0.25％时,熟料Cr(Ⅵ)浸出浓度均低于0.05mg/L,符合Ⅱ类地表水环境质量标准限值;当CrO3掺量较高时,抑制C3S形成,并显著延缓水化;熟料对铬的固化可归因于熟料矿物和水化产物对铬的固溶和包裹.掺加少量CrO3对熟料烧成、水化、性能均无不利影响,产品的环境安全性能够得到保证,水泥窑协同处置含铬废弃物是值得深入研究的技术途径.

关键词: 铬 , 水泥熟料 , 强度 , 浸出浓度

养护条件对碱-矿渣-偏高岭土复合胶凝材料强度的影响

贺孝一 , 陈胡星

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2007.04.012

研究了偏高岭土对碱矿渣水泥强度的影响规律和不同养护条件下碱-矿渣-偏高岭土复合胶凝材料(M-AAS)的强度发展情况.结果表明:80%湿度和40℃温度下,掺入适量偏高岭土能提高碱矿渣水泥的强度性能,最佳掺量为20%左右;对于掺20%偏高岭土的碱-矿渣-偏高岭土复合胶凝材料,在80%湿度下,养护温度的提高有利于抗压强度的发挥,但对抗折强度的发挥不利;在80%湿度和20℃温度下,复合材料的抗折强度出现倒缩,对80%湿度养护和水中养护两种养护条件进行适当的组合,强度倒缩现象没有发生.

关键词: 养护条件 , 碱-矿渣-偏高岭土复合胶凝材料 , 强度

水泥基材料对铬污染土壤的固化/稳定化研究

徐小希 , 陈胡星 , 刘浩 , 李静 , 唐先进

材料导报

通过毒性浸出和无侧限抗压强度实验研究单掺硅酸盐水泥熟料、FeCl2以及复掺硅酸盐水泥熟料与FeCl2对铬污染土壤的固化/稳定化效果及作用机制.结果表明,熟料水化产物包裹和连接土壤颗粒,填充孔隙和离子渗出通道,而FeCl2在碱性条件下仍具有良好的还原性,两者共同作用,使土壤获得较高的强度,同时降低Cr(Ⅵ)的浸出浓度.硅酸盐水泥熟料复合FeCl2是一种良好的铬污染土壤专用固化/稳定化材料.

关键词: 铬污染土壤 , FeCl2 , 硅酸盐水泥熟料 , 浸出浓度 , 强度

粉煤灰对氧化镁微膨胀水泥膨胀性能的影响及其机制

陈胡星 , 马先伟

材料科学与工程学报

在氧化镁微膨胀水泥中掺入不同数量的粉煤灰,通过测定净浆膨胀以及分析水化产物和水泥石微结构,研究了粉煤灰对氧化镁微膨胀水泥膨胀性能的影响及其机制.结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,水泥膨胀率减小,在掺量大于20%时,氧化镁膨胀几乎完全被抑制;粉煤灰使水泥石孔隙率增加、平均孔径降低,并分布大量的玻璃微珠;粉煤灰使水泥水化产物中CH减少.粉煤灰对氧化镁微膨胀水泥的膨胀性能的抑制作用,与粉煤灰使水泥石中细孔和玻璃微珠增加、水化产物中CH减少是一致的.为了更好理解粉煤灰对膨胀性能的影响机制,还提出了膨胀场理论.

关键词: 氧化镁 , 膨胀水泥 , 粉煤灰 , 膨胀场

熟料氧化镁含量与冷却条件对氧化镁形态的影响

虞冕 , 陈胡星 , 傅肯旋 , 诸晓锋

材料科学与工程学报

为研究熟料中氧化镁膨胀的本质,烧制含氧化镁熟料,其氧化镁含量从1.5％至9％,冷却条件为炉内慢冷、空气快冷和液氮急冷,采用化学方法(硝酸铵提取方镁石)对各熟料方镁石进行定量,通过XRD、SEM/EDS等于段分析熟料矿物组成、形貌及固溶情况.对熟料中氧化镁存在形态及机制进行讨论.结果表明:熟料中氧化镁含量提高,方镁石含量也随之提高,但氧化镁含量较高时,方镁石随氧化镁含量而增加的速率转慢；熟料冷却速度加快,方镁石含量减少,反之则增加.熟料中玻璃相是影响氧化镁形态的重要因素,氧化镁含量的增加以及冷却速度的加快,使熟料中玻璃体的含量增加,分布在玻璃体中的非晶态氧化镁比例增加,从而减少以方镁石存在的氧化镁比例.

关键词: 熟料 , 氧化镁 , 方镁石

双膨胀水泥研究

陈胡星 , 叶青 , 王宇青 , 沈锦林 , 楼宗汉

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2000.02.013

关键词:

碱、氯、硫在水泥窑炉中的挥发特性分析

崔育东 , 陈胡星

材料科学与工程学报

根据吉布斯自由能最小原理,计算了在500℃-1400℃范围内碱(K)、氯、硫的平衡组分和挥发率,并结合水泥窑炉的温度分布,对碱、氯、硫的循环富集特性进行了探讨.结果表明:氯的挥发性很强,在800℃以上几乎达到100%,挥发率急变的温度区域为650℃-800℃;硫和碱大约在1300℃左右全部挥发,氯促进硫和碱的挥发,在氯含量较低时,硫和碱挥发率在1000℃-1200℃之间变化较大,而在氯含量较高情况下,在650℃-800℃也是急剧变化.对应于水泥生产实际,循环富集比较严重的区域有二个:一是窑尾烟室及上升烟道区,二是次末级和最末级预热器.其中前者与碱和硫关系较大,而后者与氯关系较大.

关键词: 碱 , 氯 , 硫 , 挥发特性

粉煤灰对双膨胀水泥膨胀性能的影响

陈胡星 , 叶青 , 孙家平 , 沈锦林 , 楼宗汉

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2000.03.017

本文研究粉煤灰对双膨胀水泥水化和膨胀性能的影响.结果表明,粉煤灰对双膨胀水泥早期和后期膨胀都有显著的抑制作用,对早期膨胀的抑制作用与形成钙矾石的化学环境改变以及钙矾石形成提前结束有关,对后期膨胀的抑制作用与其抑制水泥浆体中水镁石的形成一致.

关键词: 粉煤灰 , 钙矾石 , 氧化镁 , 双膨胀水泥

污泥对水泥熟料烧成和强度的影响

宝志强 , 戴恒杰 , 蔡锐锋 , 陈胡星

材料科学与工程学报

利用污水处理厂污泥替代硅质原料配制多组水泥生料,污泥掺最变化范围0-10%,生料KH(石灰饱和系数)变化范围为0.88～O.97,在1400℃下煅烧,测定各熟料的f-CaO和强度,并结合XRD,SEM/EDS等分析,研究污泥掺量及生料KH对水泥熟料烧成和强度性能的影响.另外还对掺10%污泥所烧制的熟料进行了重金属溶出试验.结果表明,在生料KH保持0.94而污泥掺量变化的情况,污泥掺量在2.5%左右时对改善生料的易烧性和熟料强度均有利,而污泥超过这个掺量后,生料易烧性和熟料强度随污泥掺量增加而明显降低;在污泥掺量保持2.5%而KH变化的情况下,KH小于0.91时,掺入污泥对生料易烧性和熟料强度不利,而KH大于0.94时,污泥掺入能改善生料易烧性,对熟料强度也略有提高;即使水泥生料中污泥掺量高达10%,所烧制的水泥其重金属滤出值远远小于标准的规定值,不会对环境产生危害.从水泥生料易烧性、熟料强度和重金属溶出试验看,只要生料配比合理和污泥掺量合适,污泥可以在水泥生产中得到无害化处置和资源化利用.

关键词: 污泥 , 易烧性 , 强度 , 重金属