氧化钙膨胀熟料的水化动力学

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游离氧化钙对水泥浆体体积膨胀的影响机制

游离氧化钙对水泥浆体体积膨胀的影响机制

游离氧化钙对水泥浆体体积膨胀的影响机制施惠生赵玉静沙丹丹同济大学无机材料科学与工程系(上海,200092)摘要硬化水泥浆体由于水泥中游离氧化钙水化常会导致体积膨胀。

研究发现,浆体的体积膨胀除与fCaO 的含量和活性有关外,还与浆体的结构和性能密切相关。

fCaO 水化形成Ca (OH) 2 时,不仅固相体积增加,而且空隙体积亦增加。

fCaO 在浆体硬化结构形成之后水化,且其水化产物成堆聚集时才会导致浆体体积膨胀。

关键词游离氧化钙,水化,硬化水泥浆体,体积膨胀Abstract Hydration of f ree lime of ten leads to a volumet ric expansion of hardened cement pastes . The research result sindicate t hat t his expansion corresponds not only wit h t he content and reactivity of f ree lime but also wit h t he st ruct ureand performance of hardened pastes . The formation of Ca (OH) 2 by t he hydration offree lime result s in t he increase in t hesolid volume as well as in t he void volume . Only when t he hydration of f ree lime takes place af ter t he formation of hard2ened pastes st ruct ure and t he portlandite hydrate accumulates lead to a volumet ric expansion of t he pastes .Key Words f ree lime , hydration , hardened pastes , volumet ric expansion0 引言经典的文献中常认为, 高温死烧的fCaO 结构致密, 水化速度慢, 往往在加水数天后才水化, 由于fCaO 水化生成Ca (OH) 2 时固相体积增加,因而导致浆体体积膨胀,把浆体体积膨胀全部归因于固相体积增加。

关于立窑熟料中 f-CaO 的形成及控制措施

关于立窑熟料中 f-CaO 的形成及控制措施

关于立窑熟料中f-CaO的形成及控制措施王皓(锦州市建材研究所 锦州市 121000)摘 要 本文联系生产实际,系统分析了熟料中f-CaO的形成及降低f-Ca O含量的有效措施,以解决水泥安定性不良的问题。

关键词 游离氧化钙(f-CaO) 水泥安定性1 前言水泥加水后,通过与水反应,产生一系列的物理化学变化,并且可以持续较长时间,从而使水泥浆体硬化。

在一般条件下,随着水泥浆体的硬化,强度增加,其体积变化比较均匀,但如果水泥中含有部分有害成分,其体积变化就不均匀,这样就会造成体积安定性不良。

体积安定性不良的水泥,会在建筑物内部产生体积膨胀,从而使建筑物在经过几个月或几年以后,就有损坏的危险,因此安定性不良的水泥不得随便使用。

我国国家标准中规定,安定性不合格的水泥即为废品水泥。

造成水泥安定性不良的原因有多种,如熟料中f -CaO MgO含量过多,以及水泥中SO3含量过多均可导致水泥安定性不良。

本文系统阐述了熟料中f-CaO的形成原因及有效的控制措施。

2 熟料中f-CaO的形成原因游离氧化钙,又称游离石灰(以f-CaO 表示),是指在生料中残留下来的没有被吸收的以游离状态存在的氧化物。

游离氧化钙按其成因可分为以下两种:2.1 一次游离氧化钙收稿日期5又称死烧游离氧化钙,是生料经过高温煅烧后残存下来的游离钙,这种游离氧化钙结构比较致密,水化慢,通常要在3天后才有较明显的反应。

反应式为:f-cao+H2O→Ca (O H)2,游离氧化钙水化生成氢氧化钙时,体积膨胀97.7%,在水泥制品内部产生局部膨胀力,从而导致水泥制品变形或开裂。

造成熟料中一次游离氧化钙含量过多的原因很多,大致有以下四种:(1).配料不当,生料饱和系数过高,硅酸率过低,过剩的氧化钙未能充分反应,形成游离氧化钙。

(2).入窑生料过粗,或有石灰石颗粒,在煅烧过程中反应不完全,形成游离氧化钙。

(3).煅烧温度过低,液相量少,粘度大, CaO没有被完全吸收,而呈游离氧化钙残存下来。

CaO熟料的早期水化放热过程及水化程度

CaO熟料的早期水化放热过程及水化程度
近 年 来 对 CaO熟料水化过程的研究取得了一些成果。L i 等 [4]将氧化钙水化过程分为三个阶段。通常 认 为 CaO水化只有一个放热峰。郭舒等[5]发现养护温度为3 0 〜60 1 时 ,温度越高,CaO熟料的水化反应速 率越快,其水化主要发生在加水后30 min,之后变缓慢。Chiaia等 [6]认 为 f-CaO在混凝土中的水化进程取决 于 颗 粒 表 面 发 生 水 化 反 应 的 厚 度 ,而 与 颗 粒 直 径 无 关 。盛 冈 实 等 [7]发 现 硫 铝 酸 钙 类 和 氧 化 钙 类 膨 胀 剂 中 f-
第 38卷 第 2 期
娃酸
盐通报
Vol.38 No.2
2019 年 2 月_______________ BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY___________________ February,2019
CaO 熟料的早期水化放热过程及水化程度
王 子 龙 U 2 ,丁 建 彤 1>2’3 , 白 银 U 2 ,蔡 跃 波 U 2 ,张 丰 M
( 1 . 南京水利科学研究院,南 京 2 1 0 0 2 4 ;2 .水文水资源与水利工程科学国家重点试验室,南 京 210024; 3 . 中国水利水电第七工程局有限公司,成 都 611730)
摘要:研究了用于膨胀剂的CaO熟料早期水化放热过程及其在水泥浆体中的水化程度。结 果 表 明 ,在 CaO熟料-水
WANG Zi-long1,2 , DING Jian-tong1,2,3, BAI Yin1,2 , CAI Yue-bo1,2 , ZHANG Feng1,2
(1 . Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210024, China ;2. State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering,Nanjing 2 1 0 0 2 4 ,China;3. Sinohydro Bureau 7 Co. ,Ltd. , Chengdu 6 1 1 7 3 0 ,China)

膨胀剂组分对水泥浆性能影响的研究

膨胀剂组分对水泥浆性能影响的研究

膨胀剂组分对水泥浆性能影响的研究作者:肖文慧来源:《当代化工》2017年第06期摘要:介绍了氧化镁、氧化钙、硫铝酸钙、复合膨胀剂的膨胀作用机理,通过测定目前常用的不同掺量的单一膨胀源稳定剂和新型复合稳定剂的水泥浆体系的综合性能,评价其3 d/7 d膨胀率、抗压强度、胶结强度性能,确定各类型膨胀剂的优劣势,为现场施工,水泥浆膨胀剂的使用起到指导作用。

关键词:膨胀剂;抗压强度;水泥浆中图分类号:TE 357 文献标识码: A 文章编号: 1671-0460(2017)06-1065-04Study on the Effect of Expanding Agent on Cement Slurry PerformanceXIAO Wen-hui(Northeast Petroleum University, HeiLongjiang Daqing 163318, China)Abstract: Expansion mechanisms of magnesia expansive agent, calcium oxide expansive agent, calcium sulphoaluminate expansive agent and composite expansive agent were introduced. By measuring the comprehensive performance of cement slurry system with single expansion source stabilizer or new compound stabilizer, the expansion and contraction rate, compressive strength and cementation strength of 3 d / 7 d were evaluated to determine advantages and disadvantages of various types of expansion agents, which could a guide for the use of cement slurry expansion agents in field construction.Key words: Expansion agent; Compressive strength; Grout在含硅酸较高的油井后期固井时,水泥凝固,水和水泥之间发生反应,使得水泥浆体积明显减少,称之为“化学收缩”,这种收缩一般在3.5%~7.5%之间[1],类似于水泥降失水造成的体积减少,导致水泥浆的液柱压力明显下降,同时影响固井过程的水泥胶结质量,造成层间封隔间隙大,导致气窜等一系列问题发生,而膨胀剂的加入可以有效地改善水泥浆体积收缩的问题,提高固井质量,改善固井环境[2]。

煅烧温度对MgO膨胀剂反应活性及膨胀特性的影响

煅烧温度对MgO膨胀剂反应活性及膨胀特性的影响

煅烧温度对MgO膨胀剂反应活性及膨胀特性的影响李伟;陈思可;卢伟伟【摘要】为拓宽活性MgO在大体积混凝土中应用,对不同煅烧温度下制得MgO 的反应活性和微观结构进行了研究,并通过胶砂和混凝土的限制膨胀率研究其膨胀性能.结果表明:煅烧温度800℃ ~1000℃范围内,随着煅烧温度的提高,MgO化学活性显著降低,颗粒粒径逐渐增大,水化放热速率降低,并且MgO衍射峰逐渐尖锐且衍射强度增大;高活性MgO早期膨胀较快,补偿收缩明显,最终的膨胀量较小,低活性MgO的膨胀性能则相反.【期刊名称】《广东水利水电》【年(卷),期】2019(000)007【总页数】5页(P26-30)【关键词】煅烧温度;MgO膨胀剂;反应活性;膨胀特性【作者】李伟;陈思可;卢伟伟【作者单位】珠江水利委员会珠江水利科学研究院, 广东广州 510611;广东省水利水电科学研究院, 广东广州 510635;广东省水利新材料与结构工程技术研究中心, 广东广州 510635;广东省水利水电科学研究院, 广东广州 510635;广东省水利新材料与结构工程技术研究中心, 广东广州 510635【正文语种】中文【中图分类】TU528.042+.41 概述大体积混凝土硬化后,因体积收缩极易产生开裂问题,利用混凝土膨胀剂在水化过程中产生的膨胀效能补偿混凝土的收缩是防止其开裂的有效措施[1]。

虽然氧化钙类膨胀剂和硫铝酸钙类膨胀剂在实际工程应用较广泛,但由于存在水化速度快、可调控性能差、水化产物不稳定等特点限制了在工程中的应用[2-3]。

相比之下,氧化镁膨胀剂延迟膨胀、膨胀产物稳定、水化需水量小[4-5],易于根据实际对膨胀过程进行设计调控,从而受到更多的青睐。

关于MgO的膨胀特性已有研究[6-8],如曹丰泽和阎培渝研究了不同水胶比和不同养护温度对MgO膨胀性能的影响[9-10],结果表明高温养护显著加快MgO膨胀效能的发展,并且其膨胀剂发挥作用的最适宜水胶比为0.4;高培伟等对不同养护温度下MgO及其在水泥浆体的水化产物的微观形貌进行了研究[11],结果表明MgO在少量水泥中水化生成针状Mg(OH)2晶体,在大量水泥中Mg(OH)2呈六方板状。

氧化钙类膨胀剂表面改性的研究进展

氧化钙类膨胀剂表面改性的研究进展

第36卷第1期 石圭叙盆通报Vol.36 No.1 2017 年 1 月___________________BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY_______________January,2017氧化钙类膨胀剂表面改性的研究进展王子龙1,丁建彤U,蔡跃波U,3,宁逢伟U(1.南京水利科学研究院,南京210029;2.水利部水工新材料工程技术研究中心,南京210029;3.水利部大规安全管理中心,南京210029)摘要:从物理机械改性和化学包覆改性两个方面,详细总结了比表面积、颗粒级配、物理包覆、化学包覆改性和C02气体碳化等方面对氧化钙类膨胀剂颗粒表面改性的研究成果。

深入分析了氧化钙类膨胀剂颗粒表面改性方法和 效果,提出有待解决的问题和对未来研究方向进行展望。

关键词:氧化钙;膨胀剂;表面改性中图分类号:TU528 文献标识码:A文章编号:1001-1625(2017)01-0121-05Research Progress on Surface Modification of Calcium HydroxideExpansive AdditiveWANG Zi-long1,DING Jian-tong1,2,CAI Yue-bo1,2,3,NING Feng-wei1,2(1. Nanjing Hydraulic Research Institute,Nanjing 210029,China;2. Research Center on New Materials in Hydraulic Structures,Ministry of Water Resources,Nanjing 210029 ,China;3. Dam Safety Management Center of the Ministry of Water Resources,Nanjing 210029,China)Abstract:Two aspects of physical mechanical modification and chemical coating modification are introduced. Research achievements of the methods such as specific surface area, different grain gradation, physical coating, chemical coating and carbonization of C02gas on the surface modification of calcium hydroxide expansive additive are detailedly summarized in this paper. The method and efficiency of surface modification of calcium hydroxide expansive additive are deeply analyzed. The main unsolved problems and the research directions are put forward.Key words :calcium oxide ; expansive additive ; surface modification1引言1970年日本小野田水泥公司研发了氧化钙类膨胀剂,采用石灰石、粘土和石膏做为原材料在1400 1条 件下煅烧而成[1],其中高钙熟料中f-CaO含量为20%〜30%。

混凝土膨胀剂的作用机理及应用注意事项

混凝土膨胀剂的作用机理及应用注意事项

混凝土膨胀剂的作用机理及应用注意事项膨胀剂在工程中的使用相当普遍,用膨胀剂配制补偿收缩混凝土是控制结构裂缝、提高混凝土抗渗性能的有效方法。

但是在有的工程施工中,由于不能正确使用膨胀剂,从而收不到应有效果,甚至出现影响工程结构质量的情况。

本文对膨胀剂的作用机理进行介绍,针对使用中易出现的问题进行分析,提出在设计阶段、试配阶段和施工阶段正确使用膨胀剂应注意的事项。

一、常用膨胀剂的种类及其作用机理膨胀剂是能使混凝土产生一定体积膨胀,从而提高混凝土抗裂抗渗性能的外加剂。

按《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119-2003)的规定,混凝土工程可使用下列膨胀剂:硫铝酸钙类、硫铝酸钙-氧化钙类、氧化钙类。

硫铝酸钙类膨胀剂的作用机理,是指膨胀剂在加入水泥混凝土后,参与水化或与水泥水化产物反应,形成三硫型水化硫铝酸钙(钙矾石),钙矾石的生成使固相体积增加很大,从而引起表观体积膨胀。

属于硫铝酸钙类的膨胀剂有:明矾石膨胀剂(主要成分是明矾石与无水石膏或二水石膏);CSA膨胀剂(主要成分是无水硫铝酸钙);U型膨胀剂(主要成分是无水硫铝酸钙、明矾石、石膏)等。

氧化钙类膨胀剂的膨胀作用主要由氧化钙晶体水化形成氢氧化钙晶体,体积增大而导致的。

氧化钙膨胀剂的制备方法有多种,如用一定温度下煅烧的石灰加入适量石膏与水淬矿渣制成;生石灰与硬脂酸混磨而成;以石灰石、粘土、石膏在一定温度下烧成熟料粉磨后再与经一定温度煅烧的磨细石膏混拌而成等。

二、膨胀剂使用中易出现的问题及注意事项根据使用部位和混凝土构件外部环境,在设计和选用阶段明确膨胀剂的限制膨胀率并注意其使用范围限制在实际工程中,膨胀剂主要用于补偿收缩混凝土、填充用膨胀混凝土和灌浆用膨胀砂浆等。

其中补偿收缩混凝土的适用范围包括大体积混凝土、配筋路面和板、屋面和厕浴间防水、预应力混凝土等;填充用膨胀混凝土的适用范围主要包括后浇带和隧道堵头等部位。

由于使用的结构部位不同,要求膨胀混凝土的限制膨胀率也有所不同。

【CN109999979A】一种提升氧化钙膨胀熟料膨胀效能的粉磨装置及工艺【专利】

【CN109999979A】一种提升氧化钙膨胀熟料膨胀效能的粉磨装置及工艺【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910360795.X(22)申请日 2019.04.30(71)申请人 镇江苏博特新材料有限公司地址 212416 江苏省镇江市句容市边城镇衣庄村碧山工业集中区1号申请人 江苏苏博特新材料股份有限公司(72)发明人 张守治 王瑞 王育江 姚婷 李明 穆松 (74)专利代理机构 南京源古知识产权代理事务所(普通合伙) 32300代理人 杜甜甜(51)Int.Cl.B02C 21/00(2006.01)B02C 23/14(2006.01)B02C 23/00(2006.01)B02C 25/00(2006.01)(54)发明名称一种提升氧化钙膨胀熟料膨胀效能的粉磨装置及工艺(57)摘要本发明公开一种提升氧化钙膨胀熟料膨胀效能的粉磨装置及工艺。

本发明通过辊压机预粉磨、一级变频选粉机选粉、立式磨机深度粉磨和二级变频选粉机选粉组成的联合粉磨工艺处理氧化钙膨胀熟料,改善了氧化钙膨胀熟料粉的颗粒粒度分布,避免了氧化钙膨胀熟料在粉磨过程中的过粉磨现象,显著提升了氧化钙膨胀熟料粉的膨胀效能。

本发明涉及的工艺流程简单,仅在现有氧化钙膨胀熟料和硬石膏基本性能的基础上,通过优化粉磨工艺和混合复配流程,充分发挥了氧化钙膨胀熟料粉和石膏粉自身的优点,显著提高了膨胀剂产品的限制膨胀率,达到低掺高效的目的,有效降低了膨胀剂产品的生产成本,为膨胀剂的推广应用提供市场竞争力,具有显著的社会经济效益。

权利要求书1页 说明书9页 附图2页CN 109999979 A 2019.07.12C N 109999979A权 利 要 求 书1/1页CN 109999979 A1.一种提升氧化钙膨胀熟料膨胀效能的粉磨装置,其特征在于:包括氧化钙膨胀熟料原料仓(1)、辊压机(2)、一级变频选粉机(3)、立式磨机(4)、二级变频选粉机(5)、收尘器(6)、氧化钙膨胀熟料成品仓(7);所述辊压机(2)的下部设有筛分设备(22)、粗颗粒出料口(23)及细颗粒出料口(24),所述粗颗粒出料口(23)位于筛分设备(22)上方,细颗粒出料口(24)位于筛分设备(22)下方;所述一级变频选粉机(3)上设有一级变频选粉机进料口(31)、一级变频选粉机细粉出料口(32)及一级变频选粉机粗粉出料口(33);所述立式磨机(4)上设有立式磨机进料口(41)及立式磨机出料口(42);所述二级变频选粉机(5)上设有二级变频选粉机进料口(51)、二级变频选粉机细粉出料口(52)及二级变频选粉机粗粉出料口(53);其中所述氧化钙膨胀熟料原料仓(1)下方设有的氧化钙膨胀熟料原料仓下料口(11)通过输送设备与辊压机(2)上方设有的辊压机喂料口(21)相连;所述辊压机的粗颗粒出料口(23)通过输送设备与辊压机喂料口(21)相连,辊压机的细颗粒出料口(24)通过输送设备与一级变频选粉机进料口(31)相连;所述一级变频选粉机细粉出料口(32)通过输送设备与所述收尘器(6)相连,一级变频选粉机粗粉出料口(33)通过输送设备与所述立式磨机进料口(41)相连;所述立式磨机出料口(42)通过输送设备与所述二级变频选粉机进料口(51)相连,二级变频选粉机细粉出料口(52)通过输送设备与收尘器(6)相连,二级变频选粉机粗粉出料口(53)通过输送设备与立式磨机进料口(41)相连;所述收尘器(6)下方设有的收尘器出料口(61)通过输送设备与氧化钙膨胀熟料成品仓(7)相连。

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d e g r e e i s r e l a t i v e l y mo r e s i g n i f i c a n t a n d t h e h y d r a t i o n t i me d e c r e a s e s g r a d u a l l y i n e a r l y a g e ;a f t e r t h a t t h e g r o wt h o f h y d r a t i o n d e g r e e t e n d s t o s l o w d o wn g r a d u a l l y .By c a l c u l a t i n g,t h e h y d r a t i o n a c t i v a t i o n e n e r g y
a n d o t h e r k i n e t i c p a r a me t e r s u n d e r d i f f e r e n t t e mp e r a t u r e s we r e o b t a i n e d .Th e r e s u l t s i n d i c a t e t h a t t h e h y —
A b s t r a c t : B y t h e r e s e a r c h o f h y d r a t i o n k i n e t i c s p r o c e s s o f C a O e x p a n s i o n c l i n k e r , t h e r e l a t i o n s h i p b e t we e n
S c i e n c e Co .,Lt d 。,Na n j i n g 2 1 0 0 0 8 ,C h i n a ,2 . An h u i I n s t i t u t e o f B u i l d i n g Re s e a r c h a n d De s i g n,H e f e i 2 3 0 0 0 1 ,C h i n a )
h y d r a t i o n d e g r e e ,h y d r a t i o n t i me a n d t e mp e r a t u r e wa s e x p l o r e d;Av r a mi c r y s t a l l i z a t i o n r e a c t i o n k i n e t i c s
第 1 7卷 弟 1期






VO1 .1 7. NO .1
2 0 1 4年 2月
J OURNAL OF BUI L DI NG M ATERI ALS
Fe b., 2 01 4
文章编号 : 1 0 0 7 — 9 6 2 9 ( 2 0 1 4 ) 0 1 — 0 0 1 5 — 0 4
mo d e l wa s u s e d t o d e a 1 wi t h t h e e x p e r i me n t a l r e s u l t s ,h y d r a t i o n r e a c t i o n r a t e c o n s t a n t s ,a c t i v a t i o n e n e r反 应动 力 学模 型对 试验 结果进 行拟 合 , 得 出 了不 同水化反 应 温度 下的 水化 反
应 速 率常数 和反应 活化 能等 动 力学参数 . 结果表 明 : 氧化 钙 膨胀 熟 料 具有 较 快 的 水化 反应 速 率 , 其
早 期水 化程 度 随水化反 应 温度 的增 加 而 增 长 明显 , 水化 时 间不 断 减 少 ; 此 后 的 水 化 反 应 程 度 逐 渐
Hy d r a t i o n Ki n e t i c s o f Ca O Ex p a n s i o n Cl i n k e r
L U Ji a p i n g , GUO S h u , TI AN Qi a n , ANG Y u j i a n g , ZHANG S h o u z h i
趋 缓. 通过 计算 可得到 氧化 钙膨胀 熟料 的 水化反 应表观 活化 能 E 为2 4 . 1 4 k J / oo t 1 .
关键词 ;氧化钙 ;水化 动 力学 I Av r a mi 方程 中 图分 类 号 ; TU5 2 8 . 0 1 文 献标 志码 : A d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 7 - 9 6 2 9 . 2 0 1 4 . 0 1 . 0 0 3
dr a t i on r a t e of Ca O e xp a ns i o n c l i n ke r i s r e l a t i ve l y hi gh,wi t h r i s i ng t e mp e r a t u r e t h e i n c r e a s e o f h yd r a t i o n
氧化 钙膨 胀 熟料 的水 化 动 力学
刘加 平 , 郭 舒 , 田 倩 , 王 育 江 , 张 守 治
( 1 . 江 苏省 建筑科 学研 究 院有 限公 司 高性 能 土木工 程材 料 国家重 点实 验室 ,江苏 南京 2 1 0 0 0 8 ;
2 . 安徽 省建 筑科学 研究 设计 院 ,安徽 合 肥 2 3 0 0 0 1 ) 摘 要 ;通过 对氧 化钙膨 胀 熟料 的水化 动 力学研 究 , 探 讨 了水化 程度 与水化 时间 、 水化反 应 温 度 的关
( 1 . S t a t e Ke y L a b o r a t o r y o f Hi g h P e r f o r ma n c e Ci v i l En g i n e e r i n g Ma t e r i a l s ,J i a n g s u Re s e a r c h I n s t i t u t e o f Bu i l d i n g
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