中國建材總院在低碳水泥方面取得新進(jìn)展

文章來(lái)源:中國建材總院碳交易網(wǎng)2024-06-20 13:10

  中國建筑材料科學(xué)研究總院有限公司綠色建筑材料國家重點(diǎn)實(shí)驗室低碳水泥究團隊在低碳水泥方面取得新進(jìn)展,并在《Cement and Concrete Research》發(fā)表了題為“Influence of free calcium sulfate levels on the early hydration of sulfate-rich belite sulfoaluminate clinkers: A comparative study with anhydrite and gypsum” (游離硫酸鈣含量對富硫型高貝利特硫鋁酸鹽熟料早期水化的影響:與硬石膏和二水石膏的比較研究)的論文。 本`文@內-容-來(lái)-自;中^國_碳0排0放^交-易=網(wǎng) ta n pa i fa ng . co m

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  據介紹,富硫型高貝利特硫鋁酸鹽水泥(sulfate-rich BSAC)是在高貝利特硫鋁酸鹽水泥的礦物組成基礎上,提高熟料中SO3含量,并使之以高溫煅燒游離硫酸鈣形式存在的一種新型水泥。高溫煅燒游離硫酸鈣對熟料組成、水化有重要影響。同時(shí)硬石膏和二水石膏又是調節硫鋁酸鹽水泥性能的重要組分。因此,研究新型熟料中高溫煅燒游離硫酸鈣與硬石膏/二水石膏共同作用下,富硫型高貝利特硫鋁酸鹽熟料的水化機理具有重要意義。

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  為此,綠色建筑材料國家重點(diǎn)實(shí)驗室張文生團隊探討了sulfate-rich BSAC這種新型水泥熟料中游離硫酸鈣含量對熟料水化的影響。研究了石膏種類(lèi)和摻量對水泥水化過(guò)程中的水化放熱、水化產(chǎn)物的演變和水泥的物理性能的影響。研究取得的成果如下: 本`文-內.容.來(lái).自:中`國^碳`排*放*交^易^網(wǎng) ta np ai fan g.com

  研究成果: 本文+內-容-來(lái)-自;中^國_碳+排.放_交^易=網(wǎng) t a n pa ifa ng .c om

  1.不含游離硫酸鈣BSA熟料在6h內的水化速度較慢。與硬石膏相比,二水石膏能顯著(zhù)提高BSA熟料的早期水化速度[圖1(a)]。

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  2.隨著(zhù)sulfate-rich BSAC中游離硫酸鈣含量的增加,熟料中高活性c-C4A3$含量增加,熟料的早期水化速率也相應提高。此外,游離硫酸鈣促進(jìn)了熟料的水化和AFt的生成。游離硫酸鈣含量低時(shí),由于SO42?離子不足,導致漿體中逐漸形成AFm相,樣品抗壓強度降低。反之,充足的游離硫酸鈣含量可確保C4A3$充分反應,從而提高早期抗壓強度[圖1(b、c)]。

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  3.sulfate-rich BSAC中的游離硫酸鈣溶解較快,可以使溶液中的Ca2+和SO42?離子快速飽和,從而抑制二水石膏的溶解[圖2(a)]。

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  4.與二水石膏相比,高溶解度的硬石膏能提高溶液中Ca2+和SO42?濃度,促進(jìn)C4A3$的水化。因此,硬石膏對sulfate-rich BSAC的早期性能的提高更為明顯[圖1(d)]。 本+文+內.容.來(lái).自:中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com

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圖1 硬石膏(A)/石膏(G)對熟料早期水化放熱與抗壓強度的影響。

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圖2 硬石膏(A)/石膏(G)對熟料水化產(chǎn)物的影響 本`文-內.容.來(lái).自:中`國^碳`排*放*交^易^網(wǎng) ta np ai fan g.com

  主要創(chuàng )新點(diǎn):

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  通過(guò)對比研究游離硫酸鈣sulfate-rich BSAC與BSA熟料早期水化,以及游離硫酸鈣與硬石膏/二水石膏協(xié)同作用下sulfate-rich BSAC的早期水化特征。發(fā)現,sulfate-rich BSAC較BSA水泥具有更好的小時(shí)級強度,其6h強度超過(guò)15MPa。此外,sulfate-rich BSAC中摻加硬石膏能進(jìn)一步提高早期水化速度,使6h強度達到20MPa。研究闡明了硬石膏和二水石膏影響sulfate-rich BSAC早期水化的機制,為sulfate-rich BSAC熟料制備水泥時(shí),選擇石膏種類(lèi)和摻量提供了理論支撐。

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