HEMC对水泥浆早期水化产物形成历程的影响

为了探讨纤维素醚与水泥浆之间在水化早期的相互作用,通过傅里叶变换红外光谱分析和热分析方法研究了HEMC(羟乙基甲基纤维素醚)对水泥浆前24 h主要水化产物形成历程的影响.结果表明:HEMC延迟了钙矾石、C-S-H凝胶和CH(氢氧化钙)的形成,延缓了水化产物中水分子由吸附态向结晶态的转化;HEMC对不同水化产物的延迟能力...     

羟乙基甲基纤维素对水泥水化产物形成的影响

利用步进扫描X射线衍射和环境扫描电子显微分析方法研究了掺1%(质量分数)羟乙基甲基纤维素对水泥水化72 h内钙钒石、氢氧化钙以及C-S-H凝胶等主要水化产物的影响.结果表明:羟乙基甲基纤维素对钙钒石、氢氧化钙和C-S-H凝胶的生成具有显著影响,使它们的生成时间延迟约3 h;羟乙基甲基纤维素对钙矾石最大生成量没有影响,但可延缓钙矾石转变;羟乙基甲基纤维素降低了氢氧化钙和C-S-H凝胶的生成量,增强了Ca(OH)2晶体的择优取向,改变了C-S-H凝胶的尺寸.     

羟乙基甲基纤维素影响水泥水化进程的交流阻抗研究

采用交流阻抗谱测试方法,研究了羟乙基甲基纤维素对水泥水化进程的影响规律.研究表明,交流阻抗谱图及其阻抗参数能在一定程度上反映掺羟乙基甲基纤维素水泥浆体的水化进程情况.羟乙基甲基纤维素能显著延缓阻抑水泥水化进程,降低水泥水化程度和水化产物CSH凝胶的生成速率,且能增大水泥浆体的孔溶液黏度,降低孔溶液离子迁移速率,从而导致水泥浆体的电化学反应显著滞后于其水化反应,还能使得水泥浆体孔结构更为简单、均匀;掺量越大,羟乙基甲基纤维素对水泥水化进程的影响程度越大.     

碱矿渣水泥早期反应产物微观结构演化过程

利用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、²⁷Al和²⁹Si魔角旋转固体核磁共振（MAS NMR）以及¹H-²⁹Si魔角旋转交叉极化固体核磁共振（¹H-²⁹Si CPMAS NMR）研究了NaOH激发碱矿渣水泥早期反应产物的演变过程.结果表明：碱矿渣水泥在3~28 d龄期内均能观察到水化硅铝酸钙凝胶（C-A-S-H）、水滑石和单硫型水化硫铝酸钙（AFm）,凝胶产物由复杂的端链硅氧四面体（Q¹）、链状硅氧四面体（Q²）和Al取代的链状硅氧四面体（Q²（1Al））或层状硅氧四面体（Q³（1Al））构成,相对反应程度随龄期延长而增大;随着24 h内早期反应的进行,矿渣水化程度提高,铝硅比增大,铝氧四面体桥氧结构占比增大;矿渣铝氧多面体经历结构解聚、水滑石与AFm层状晶体的形成和Q²（1Al）的形成过程;反应早期24 h内Q²（1Al）迅速发展,水分子与硅氧四面体骨架交联,化学结合水形成,未发现聚合度更大的层状硅氧四面体（Q³）和Q³（1Al）结构,因此0~24 h为C-A-S-H低聚态凝胶形成阶段.     

羟乙基甲基纤维素对水泥水化产物Ca(OH)_2形貌特征的影响

利用场发射扫描电子显微镜(ESEM)研究了羟乙基甲基纤维素(HEMC)对水泥水化产物Ca(OH)_2形貌特征的影响以及HEMC的成膜特性.结果表明:羟乙基甲基纤维素会对水泥水化产物Ca(OH)_2的形貌特征和生长取向性产生显著影响,并导致气孔中生成较多的Ca(OH)_2,使得水泥浆体及其气孔中Ca(OH)_2晶体的生长呈现出多向性,其形貌特征多呈X形状或花瓣状,这种影响在水化早期尤为显著;羟乙基甲基纤维素能在水泥浆体中形成细小的线状聚合物膜,也有少量的连续聚合物膜,并搭接在Ca(OH)_2晶体表面及其层隙之间,起到了一定的桥接作用,改善了Ca(OH)_2晶体之间的界面特性.     

纤维素醚对加气混凝土用抹灰砂浆性能的影响研究

主要研究了羟乙基甲基纤维素醚（HEMC）和羧甲基纤维素醚（CMC）对加气混凝土用抹灰砂浆性能的影响.研究表明,由于CMC是阴离子纤维素,在有钙离子存在的情况下很不稳定,对砂浆的保水性能改善甚少.而HEMC是非离子纤维素,性能稳定,掺量很少,仅为CMC掺量的十分之一就可以大幅度提高砂浆的保水性能,可以很好地解决普通砂浆的保水性能与加气混凝土吸水性能不相适应的问题.     

HEMC对硫铝酸盐水泥砂浆性能的影响

研究了固定流动度下高、低2种取代度的羟乙基甲基纤维素(HEMC)对硫铝酸盐水泥砂浆性能的影响.结果表明:随着HEMC掺量的增加,硫铝酸盐水泥砂浆的需水量和凝结时间大幅增加,湿密度和强度大幅降低;HEMC掺量对硫铝酸盐水泥砂浆抗折强度的影响显著小于其抗压强度;相对于低取代度HEMC,高取代度HEMC改性硫铝酸盐水泥砂浆具有稍低的需水量、湿密度和强度以及相近的凝结时间;HEMC的加入延缓了初期声波传播速度的增长,显著延长了新拌砂浆的可使用时间,降低了最终声波在砂浆内部的传播速度,且其声波传播速度同时受HEMC掺量和取代度的影响;HEMC改性硫铝酸盐水泥砂浆强度与湿密度以及声波的传播速度均具有良好的线性相关性.     

纳米TiO2分散性对水泥水化和性能的影响

采用磁力搅拌+超声波分散+聚羧酸高效减水剂方法来提高纳米TiO₂（NT）在水泥净浆中的分散性与稳定性,研究了不同掺量NT对水泥净浆力学性能的影响,通过水化热、热重-差示扫描量热（TG-DSC）分析、压汞（MIP）等测试方法,研究NT对水泥水化性能的影响机理.结果表明：采取磁力搅拌20 min、超声波分散15 min、再磁力搅拌15 min,并辅以聚羧酸高效减水剂,可制得分散稳定的NT悬浮液;当NT掺量为2.0%时,水泥净浆的抗压强度最大,且在相同掺量下,使用悬浮液法制备的水泥净浆力学性能高于干混法;NT可显著缩短水泥水化的诱导期,提高水泥早期水化放热速率,改变CH的结晶度及取向,并优化硬化水泥净浆内部的孔隙结构,提高其力学性能.     

掺矿渣粉和减水剂的HEMC水泥砂浆物理性能

研究了掺矿渣粉和高效减水剂的羟乙基甲基纤维素（HEMC）改性水泥砂浆的物理性能,其中包括新拌砂浆含气率、保水率、体积密度,硬化砂浆体积密度、孔隙率、毛细孔吸水率等,结果表明：矿渣粉和减水剂这两者对砂浆保水性和毛细孔吸水率的作用与羟乙基甲基纤维素的相同,而对含气率、体积密度和孔隙率的作用则与之相反,矿渣粉、减水剂和羟乙基甲基纤维素共同掺加时,可使砂浆体积密度和孔隙率保持在一定的范围内。     

非离子纤维素醚改性水泥浆的孔结构

通过表现密度测试及宏观、微观孔结构观察,研究不同分子结构非离子纤维素醚对水泥浆孔结构的影响.结果表明,非离子纤维素醚会导致水泥浆孔隙率增加;非离子纤维素醚改性水泥浆黏度相近时,羟乙基纤维素醚(HEC)改性水泥浆的孔隙率比羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)和甲基纤维素醚(MC)改性水泥浆小;基团含量相似的HPMC纤维素醚,黏度/相对分子质量越低,其改性水泥浆孔隙率越小.非离子纤维素醚掺入水泥浆后,降低了液相表面张力,使得水泥浆容易形成气泡;非离子纤维素醚分子定向吸附在气泡气-液界面,同时还增加了水泥浆液相黏度,使得水泥浆稳定气泡的能力增强.     

基于微观信息的水泥水化动力学模型研究

为了精确预测水泥水化过程,分析水泥水化过程中微观结构的时变发展规律,提出了水化单元的概念;基于水泥水化的微观信息,采用Krstulovi(c)-Dabi(c)水化反应动力学方程式,构建了水泥水化度与微观结构之间的联系,考虑了水灰比、水泥化学组分、孔隙水分、温度、水泥颗粒与水的接触面积、水泥颗粒粒径分布等因素对水泥水化过程的影响,建立了改进的水泥水化动力学模型.通过热重分析、压汞试验等一系列试验方法,分析了水泥净浆的水化度、孔隙率等特征参数随时间的发展变化规律.试验结果与模型预测结果吻合良好,表明所建立的模型可以较准确地模拟水泥水化过程的时变发展规律.     

羟基羧酸盐对水泥水化历程的影响

通过对柠檬酸钠、苹果酸钠、酒石酸钠、葡萄糖酸钠及腐植酸钠与聚羧酸减水剂共同作用下水泥净浆流动度、凝结时间及强度的研究及XRD,探讨了羟基羧酸盐对水泥水泥历程的影响规律。结果表明,羟基羧酸盐的引入可提高聚羧酸减水剂的分散性能,延长凝结时间,但不影响3d、7d、28d强度的发展;而水化初期,羟基羧酸盐促进C3A的溶解及AFt的生长,而对C3s有较强的抑制作用,当掺量为0．20％时,浆体CH衍射峰消失;与其他羟基羧酸盐相比,腐植酸钠由于分子量较大,分子结构复杂,其缓凝效果较差。     

氟、磷对铝酸三钙水化过程的影响

利用XRD、SEM及化学结合水测定等方法,探讨了磷渣中可溶性氟、磷对C3A的水化作用机理。研究结果表明磷渣中可溶性的氟和磷可以明显延缓C3A的早期水化反应。     

考虑持续低温影响的水泥水化放热计算模型

为完成青藏铁路多年冻土区桥梁钻孔灌注桩混凝土水化放热量的定量分析以及进一步确定持续低温环境下的混凝土水化放热计算模型,需要探究在持续低温环境下的混凝土水化放热情况.依照试验测定的数据计算出持续低温环境((3±1)℃,(8±1)℃,(13±1)℃)下水泥净浆的水化放热量随龄期增长的变化规律,结果发现:持续低温环境下水泥水化在各个龄期放出的热量以及水化程度都较水泥水化温度不受限制时有所减少,且持续低温环境的温度越低时,这一趋势越是明显;通过对试验数据的分析和拟合,得出了考虑不同持续低温环境对水泥水化放热计算模型影响的水化热计算模型,模型的计算结果不仅与实测数据吻合得较好,而且能较准确地预测在不同持续低温环境下水泥水化放热量随龄期的变化规律.该模型中各项参数物理意义明确,计算结果可靠实用,具有一定的推广应用价值.     

掺玻璃粉水泥净浆水化性能

以废弃啤酒瓶制成玻璃粉,配制掺玻璃粉水泥净浆.测试掺玻璃粉水泥净浆抗压强度;采用X射线衍射分析、热重-差热分析、扫描电子显微镜分析及能谱分析技术研究掺玻璃粉水泥净浆水化产物的种类、含量、微观形貌及元素组成.结果表明:随着玻璃粉掺量(质量分数)的增加,水泥净浆抗压强度减小.掺玻璃粉水泥净浆水化产物主要有C-S-H凝胶、Ca(OH)2及少量钙矾石、水化铝酸钙等.由于玻璃粉的火山灰反应消耗Ca(OH)2,随着玻璃粉掺量的增加和龄期的延长,水泥净浆水化产物中Ca(OH)2含量(质量分数)逐渐减少.掺玻璃粉水泥净浆微观结构较为致密,其水化产物C-S-H凝胶形态与纯水泥净浆有所不同,多由不规则的短柱状及薄片状凝胶粒子交叉结合在一起形成网络结构,为低钙硅比(质量比)C-S-H凝胶.玻璃粉具有火山灰活性.     

水化热抑制剂与缓凝剂对水泥单矿及水泥水化历程的影响

研究了水化热抑制剂与不同缓凝剂对水泥凝结时间、砂浆强度的影响,及水化热抑制剂与柠檬酸缓凝剂对水泥单矿(C3A、C3S、C2S)与水泥体系水化历程的影响.结果表明:水化热抑制剂与缓凝剂对水泥的凝结时间均有一定的延缓,并使砂浆强度有所提高,其中柠檬酸与水化热抑制剂使28 d抗压强度分别提高了15.4％、12.9％;水化热抑...     

钠盐激发钢渣水泥的早期水化特性及动力学

采用钠盐作为激发剂,通过水化热测定、扫描电镜(SEM)分析和水化动力学模拟,研究了不同钠盐激发钢渣水泥的早期水化进程、水化特性及其水化动力学.结果 表明:钠盐掺入不影响钢渣水泥的水化进程,掺与不掺钠盐的钢渣水泥水化进程均分为起始快速放热期、诱导期、加速期、减速期和衰减期5个阶段;加速期水化反应由成核反应控制,属自催化反应;减速期水化反应由相边界反应与扩散机制共同控制;衰减期水化反应由扩散机制控制;由于反应机理的不同,加速期反应速率常数是衰减期的6～8倍,掺入钠盐的钢渣水泥反应速率常数大于未掺钠盐的,钠盐的掺入有助于钢渣水泥水化反应的进行,不同钠盐对水化的促进作用表现不同,加速期前铝酸钠对水化的促进效果较好,而到减速期后硅酸钠表现更佳.     

高强混凝土水化放热规律研究

本文以试验为基础,选取高强混凝土水化放热规律,建立有限元模型进行水泥水化热计算,分析比较给出水化系数的取值范围,为相类似的工程提供借鉴。     

铜渣粉-水泥复合胶凝体系的水化热及动力学研究

采用等温量热法,分别测定了铜渣粉磨时间为30、60min,掺量为0%、20%、30%和40%的铜渣粉水泥复合胶凝体系的水化放热速率和放热量,分析了铜渣粉细度和掺量对复合胶凝体系水化反应历程的影响,并且基于Kstulovic Dabic模型计算得到了水化动力学参数.结果表明：铜渣粉推迟了复合胶凝体系的诱导期结束时间、加速期开始时间以及第2放热峰出现时间,降低了复合胶凝体系水化放热量及水化速率;水化12h前,铜渣粉对复合胶凝体系水化热呈抑制作用;水化12h后,铜渣粉活性逐渐被激发,水化速率加快;铜渣粉水泥复合胶凝体系的水化反应经历结晶成核与晶体生长相边界反应扩散作用（NG I D）过程,由Kstulovic Dabic水化动力学模型计算得到的铜渣粉水泥复合胶凝体系水化反应速率曲线,能够较好地分段模拟由量热试验得到的水化速率曲线;复合胶凝体系的结晶成核与晶体生长（NG）过程随铜渣粉掺量的增加和细度的降低而延长,相边界反应（I）过程随铜渣粉掺量的增加而缩短.     

SJP注浆浆液水化进程与流变特性研究

针对陡倾宽缝、松散架空等复杂地层灌浆,普通水泥浆存在"灌不住"、"顺缝跑"等问题,研制开发的SJP水泥基灌浆材料具有初始流动度大、可灌性好,接近可泵期时表现为黏度突增、流动度突降的流变特性。SJP浆材是水泥基浆材掺加改性纤维、硅钙早强剂与稳定剂配制而成,助剂加量为2%~2.5%。掺入水泥浆中的助剂首先在水泥颗粒表面形成溶剂膜,起到调节水泥水化离子与助剂硅钙阳离子浓度变化的作用,实现水化加速期控制成核的速度,最后掺入的稳定剂可以调整水泥水化衰减期的成核和扩散,调节水泥浆的流动时间。SJP浆材由于水化速度快,流动时间可控,水化产物凝结胶连紧密,结石体后期强度较普通水泥浆平均提高15%~25%,解决了水泥基速凝浆材早期强度高后期强度低的问题,得到了较大范围的推广应用。