阿利特-硫铝酸钡钙水泥抗硫酸盐侵蚀性能的研究

本文研究了石膏掺量对阿利特-硫铝酸钡钙水泥抗硫酸盐侵蚀性能的影响,并与硅酸盐水泥进行了比较;利用XRD,SEM-EDS等测试方法对侵蚀后水泥水化产物的物相组成和形貌进行了分析.研究结果表明:阿利特-硫铝酸钡钙水泥具有良好的抗硫酸盐侵蚀性能.当石膏掺量为5%时,阿利特-硫铝酸钡钙水泥的抗蚀系数达1.31,而硅酸盐水泥的抗蚀系数仅为0.94.石膏对阿利特-硫铝酸钡钙水泥硬化浆体的致密性有较大影响,进而影响水泥的抗硫酸盐侵蚀性能.同时,对阿利特-硫铝酸钡钙水泥的抗侵蚀机理进行了初步分析.     

阿利特-硫铝酸钡钙水泥的性能

研究了熟料矿物组成、石膏掺量和环境温度等对阿利特-硫铝酸钡钙水泥浆体的流变性和砂浆干缩性的影响.结果表明:阿利特-硫铝酸钡钙水泥的新拌浆体属于Bingham型流体,水泥浆体的屈服应力和黏度受熟料中硫铝酸钡钙矿物含量变化的影响较大,随石膏掺量的增加和环境温度的增高而减小;阿利特-硫铝酸钡钙水泥具有一定的微膨胀性能,其砂浆的干缩性能优于硅酸盐水泥砂浆.在水泥中掺入矿渣可以提高阿利特-硫铝酸钡钙水泥的致密度,改善其干缩性能.     

阿利特-硫铝酸钡钙水泥的合成与力学性能

用正交试验法选择熟料率值和煅烧温度为影响因素,研究了阿利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的合成条件与力学性能,并与相同组成的硅酸盐水泥的性能进行比较。结果表明：当硫铝酸钡钙矿物的质量分数为6．0％时,与其复合的硅酸盐水泥熟料的优选硅率、铝率和石灰饱和系数分别为2．5．1．5和0．92,适宜的煅烧温度为1380℃左右。在上述条件下制备的阿利特-硫铝酸钡钙水泥1d和3d的抗压强度分别达到20MPa和60MPa,比相同组成硅酸盐水泥的早期强度明显提高,其28d的抗压强度与硅酸盐水泥的持平。利用X射线衍射、扫描电镜与能谱分析等测试手段分析了阿利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的组成和结构。     

钡掺杂对高阿利特硅酸盐水泥熟料组成与性能的影响

采用正交试验方法研究了掺杂氧化钡及形成的新矿物硫铝酸钡钙(C_(2.75)B_(1.25)A_3(S))对高阿利特水泥熟料组成与性能的影响.借助于X射线衍射和扫描电镜-能谱仪及岩相等分析方法,研究了水泥熟料的组成、结构及性能.结果表明:阿利特和硫铝酸钡钙矿物可以在同一熟料体系中共存;氧化钡的掺入促进了硫铝酸钡钙矿物的形成,同时对在低温下形成阿利特及对贝利特矿物的活化起到了重要作用.从早期强度角度分析,BaO的适宜掺量为1.8%(质量分数,下同),硫铝酸钡钙矿物的最佳设计含量为4.0%.所制备的高阿利特硅酸盐水泥的3,7,28d抗压强度分别为52.3,78.4,102.5MPa,展现了良好的早期力学性能;从后期强度分析,BaO的适宜掺量为1.3%,硫铝酸钡钙矿物的最佳设计含量为2.0%,所制备的高阿利特硅酸盐水泥的3,7,28d抗压强度分别为42.9,77.8,108.8MPa,显示了较高的后期强度.     

贝利特-硫铝酸钡钙水泥的微观结构和力学性能

贝利特-硫铝酸钡钙水泥是一种新型的水泥材料,通过在贝利特熟料矿物体系中引入硫铝酸钡钙矿物,达到提高贝利特水泥早期强度的目的.研究了过量掺加SO3和BaO对贝利特-硫铝酸钡钙水泥性能的影响.研究结果表明:熟料中SO3和BaO最佳过掺量(质量分数)分别为50%和80%,制得的贝利特-硫铝酸钡钙水泥的3 d和28 d抗压强度分别达到27.0MPa和85.6MPa,展现了良好的力学性能.SO3和BaO的掺入促进了硫铝酸钡钙矿物的形成,同时对阿利特在低温下形成及对贝利特矿物的活化起到了重要作用.     

阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土耐火性能的研究

采用与普通硅酸盐水泥混凝土对比的方法,通过对阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土试件经受高温作用时表观现象的观察分析和力学性能测试,详细研究了阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土的耐火性能,探讨了该水泥混凝土在高温作用下的行为特征和性能变化规律。研究表明,高温作用下,阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土内部水分的逸出比普通硅酸盐水泥混凝土阻力大,逸出温度滞后,爆裂现象略微严重;相同配合比下,经受600℃高温作用后,该水泥混凝土的剩余强度约为62%～68%,耐火性能较普通水泥混凝土好。     

硫铝酸盐与硅酸盐矿物合成高性能水泥

主要阐述以硅酸盐矿物阿利特(C3S)或贝利特(C2S)与硫铝酸盐矿物硫铝酸钙(C4A3S↑-)或硫铝酸钡钙[C(B)1A3S↑-]为主导矿物的复合型水泥的组成设计、低温合成技术及其性能与应用,同时还阐述了具有突出快硬旱强特点的硫铝酸钡钙矿物的性能以及由该矿物复合成的新型水泥的研究进展,对以阿利特-硫铝酸钡钙为主导矿物的新型高胶凝性水泥的发展前景进行了展望。     

贝利特-硫铝酸钡钙水泥的煅烧及其性能

采用正交试验方法研究了贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的煅烧条件.实验表明:该水泥熟料的最佳煅烧温度为1 350℃,保温时间为90min,冷却方式是急冷.同时发现,水泥中石膏的最佳掺量为5%(质量分数).所制备的贝利特-硫铝酸钡钙水泥的3 d和28 d抗压强度分别为26A MPa和80.4MPa,显示有良好的早期力学性能;石膏能促进该水泥的水化硬化,增加钙矾石在水化早期的形成数量,这是水泥早期强度提高的主要原因.对水泥熟料及其水化产物的组成、结构和形貌进行了分析.该水泥熟料的主要矿物组成为贝利特、阿利特和硫铝酸钡钙,主要水化产物有水化硅酸钙凝胶、钙矾石和氢氧化钙等.     

阿利特-硫铝酸钡钙水泥材料制备技术的研究

通过正交试验研究制备阿利特-硫铝酸钡钙水泥材料。结果表明：阿利特和硫铝酸钡钙矿物能够共存于同一熟料体系,这为合成阿利特一硫铝酸钡钙水泥材料奠定了重要基础;对该熟料力学性能影响程度最大的因素是矿物设计比例,其次是煅烧温度,各因素的最佳水平分别为矿物设计比例C3S：C2S：C2.75,5B1.25A3S^-=15：15：65。煅烧温度为1350℃,Fe2O3掺加量为1％,CaF2掺加量为2％;同时,在最佳水平条件下制备的熟料1d,3d和28d抗压强度分别达到51．7MPa,77．0MPa和79．5MPa,展现出良好的早期力学性能。同时利用XRD和SEM-EDS对熟料矿物组成及结构进行了分析。     

贝利特-硫铝酸钡钙水泥的制备技术与力学性能

用正交试验法选择熟料率值和硫铝酸钡钙掺量为影响因素,研究了贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的制备技术和力学性能。研究结果表明,贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的最佳煅烧温度为1380℃,最佳组成为铝率为1.1,硅率为2.9,石灰饱和系数为0.81,硫铝酸钡钙掺量为9%。在最佳条件下制备的贝利特-硫铝酸钡钙水泥的3d和28d抗压强度分别达到20MPa和80MPa展现了良好的力学性能。利用XRD,SEM-EDS等测试手段分析了该水泥熟料的组成和结构。     

减水剂对硫铝酸盐水泥早期水化影响

研究了聚羧酸系高效减水剂(PCE)和萘系减水剂(FDN)对硫铝酸盐水泥净浆工作性能及力学性能影响,通过XRD和SEM检测手段对水化产物进行表征.结果表明:两种减水剂对硫铝酸盐水泥净浆流动度的影响存在饱和点;相比于FDN型减水剂,PCE型减水剂对硫铝酸盐水泥净浆具有更好的减水效率及分散能力.PCE型减水剂阻碍硫铝酸盐水泥净浆早期水化,并降低硫铝酸盐水泥净浆1 d抗压强度;FDN型减水剂能够加速硫铝酸盐水泥净浆早期水化,缩短初凝和终凝时间,提高硫铝酸盐水泥净浆1d抗压强度.两种减水剂对硫铝酸盐水泥净浆3d后抗压强度及水化产物种类均没有影响.     

陶瓷抛光砖粉作混合材对水泥性能的影响

研究了陶瓷抛光砖粉作水泥混合材对水泥相关性能的影响。研究结果表明：抛光砖粉作水泥混合材时，水泥的标准稠度用水量增加，初凝时间缩短、终凝时间略有延长；水泥28d胶砂强度活性指数可达82％；抛光砖粉掺量在30％以下，随其掺量增加，Marsh时间明显延长，水泥浆体的流动性变差；抛光砖粉的掺入基本不影响水泥与聚羧酸类减水剂MB—SR3的饱和点，但影响水泥与萘系减水剂FDN的相容性。     

精苯废酸制取减水剂的实验研究

对精苯废酸制取高效减水剂的工艺进行实验研究。通过水泥砂浆试块强度、减水率的测定,得出酸焦油与甲醛的缩合反应条件。在55~60℃,反应2.5h,通过氢氧化钠溶液调节pH至9~10,并加入少量的柠檬酸和FDN(α萘磺酸盐)改性,可制取高效减水剂。当该减水剂投入量为水泥的0.8%时,减水率达到22.36%,初凝时间可延长到6.5h。     

硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥复配性能研究

基于硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥各自的特点,研究了二者复配后的标准稠度用水量、凝结时间、水化热效应、胶砂强度、膨胀性、水化产物的物相及微观形貌。结果表明,复配水泥的标准稠度用水量因复配比例不同而变化,凝结时间相对于占主导地位的单组分水泥明显缩短;复配水泥的早期水化速率得到提高,1d、7d的水化放热量均低于占主导地位的单组分水泥;28d抗压、抗折强度低于任何单组分水泥;膨胀性的大小取决于两种水泥的复配比例;硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥的复配使二者的水化相互促进,随着硫铝酸盐水泥掺量的增加,Ca(OH)2相的衍射峰减弱,AFt相的衍射峰增强;纯硅酸盐水泥水化后的微观形貌是致密的,而与硫铝酸盐水泥复配后则出现微观裂纹。     

石膏对贝利特-硫铝酸钡钙水泥强度和硬化浆体结构的影响

研究了石膏对贝利特-硫铝酸钡钙水泥强度和硬化浆体结构的影响.结果表明:贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的矿物组成主要有C3S、C2S、C,A、C4AF和C2.7B1.25A3S;当水泥中石膏掺量为10%时,贝利特-硫铝酸钡钙水泥的3d、7 d、28 d和90 d抗压强度分别达到了45.0、61.9、82.1和85.6 MPa;贝利特.硫铝酸钡钙水泥的水化产物主要有AFt、Ca(OH)2、C-S-H凝胶等,随石膏掺量的增加,AFt的数量逐渐增加,水化后期的Ca(OH)2数量逐渐减少.用XRD和SEM来分析硬化水泥浆体组成和结构.     

氢氧化钙对硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料的水化影响

通过凝结时间、抗压强度和电阻率等分析手段,研究了Ca(OH)2对硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料水化过程的影响.结果表明,掺入Ca(OH)2明显缩短了硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料的凝结时间;当Ca(OH)2掺量为0.5%时,初凝时间最短,1 d、28 d强度均明显提高;当Ca(OH)2的掺量为2%时,28 d强度相比空白样提高了61.9%;掺入Ca(OH)2后,硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料的1 d电阻率减小,随着Ca(OH)2掺量增大,电阻率逐渐减小,电阻率变化率极大值提前,说明Ca(OH)2加快了该复合胶凝材料的早期水化进程.XRD分析表明,掺入Ca(OH)2后,水化1 d时钙矾石的生成量增多,消耗无水硫铝酸钙的量增多;水化28 d时钙矾石的生成量相对变化较小,但强度明显增大,粉煤灰对硫铝酸盐水泥强度的贡献较为明显.     

改善硫铝酸盐水泥性能的研究

本文通过大量的实验工作,探讨了细度和外加剂对硫铝酸盐水泥性能的影响。实验结果表明,烧石膏抑制了硫铝酸盐水泥28天抗压强度的倒缩,有机外加剂延长了水泥的凝结硬化时间。核水泥的抗渗性、抗化学侵蚀性及抗干缩性能较好。采用XRD、SEM和DTA测试方法对该水的水化产物和机理进行了分析与讨论。     

掺减水剂水泥浆体异常特性的研究

在较大水灰经,一定浓度ＦＤＮ高效减水剂及密封条件下,上导水泥交体会长时间下凝结。广东某斜拉桥拉索内水泥浆体离析,浆体中的水分、ＦＤＮ高效减水剂等富集于拉索上段。拉索上段的水泥浆体长时间为凝结。     

利用低品位铝矾土和铸造废砂制备高贝利特硫铝酸盐水泥的研究

采用正交试验研究利用低品位铝矾土、铸造废砂、石灰石、石膏等原料制备高贝利特硫铝酸盐水泥的煅烧条件.对生料热稳定性、水泥熟料组成及其水化产物形貌等进行测试表征.可初步确定熟料的煅烧温度范围在1250～1360℃,该水泥熟料的主要矿物组成为贝利特和无水硫铝酸钙,用X-射线K值法定量分析熟料物相组成与理论计算值基本接近.该水泥的主要水化产物有钙矾石、水化硅酸钙凝胶、单硫型水化硫铝酸钙等.实验研究表明:煅烧温度1300℃,保温时间90 min,急冷,制得的高贝利特硫铝酸盐水泥凝结时间短,初凝时间30 min,终凝仅40 min,28 d水泥净浆强度可达65.4 MPa,胶砂强度与市售42.5硫铝酸盐水泥相比,早期强度比较接近,后期强度高出10％.     

稻草纤维对硫铝酸盐水泥水化特性的影响

通过对凝结时间、电阻率和强度的测定,研究了稻草纤维对硫铝酸盐水泥水化特性和力学性能的影响。结果表明,(1)稻草纤维浸提液延长了硫铝酸盐水泥的凝结时间,但会降低硫铝酸盐水泥的强度,且随着浸提液浓度的增加,强度越低;对硫铝酸盐水泥水化产物的种类无影响。(2)用冷水、热水和氢氧化钠预处理稻草纤维,可降低稻草纤维对硫铝酸盐水泥水化的延缓作用和强度的不利影响。