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.     

三乙醇胺对水化过程中水泥浆体液相离子浓度的影响

采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP–OES)测定水化过程中水泥浆体液相中元素组成,研究三乙醇胺(triethanolamine,TEA)对水泥浆体液相中离子浓度的影响。结果表明：TEA的加入明显提高了水化过程中水泥浆体液相中的Fe、Ca和 Al的浓度,同时提高了S、Si和OH–的浓度。另外,水化热测试表明：0.1%掺量的TEA提高了水泥第一个水化放热峰,延长了水泥水化诱导期。采用总有机碳测试法跟踪测试TEA加入到水泥浆体后,在浆体液相中的浓度变化,结果发现：TEA的消耗主要发生在水泥水化加速期,表明TEA通过化学反应或物理吸附进入了水泥水化产物中。将TEA加入到饱和Ca(OH)2溶液及含有Ca(OH)2沉淀的饱和Ca(OH)2溶液中,对溶液电导率的测试证实了TEA可以和钙离子形成络合物的推测。     

Na2SO4对煅烧煤矸石的激发效应

利用TG-DSC、XRD、等温量热计、SEM、Ca(OH)2含量测定等方法,比较研究了掺与不掺Na2SO4时煅烧煤矸石水泥早期水化过程中的Ca(OH)2含量、水化放热速率、水化产物及其形貌、浆体力学强度的差别,分析了Na2SO4对水泥早期水化过程中煅烧煤矸石的激发作用.结果表明,掺入Na2SO4后,水泥试样在水化减速期早期阶段的水化放热速率高,二次水化产物形成的时间早.这反映出Na2SO4对水泥中煅烧煤矸石有明显的激发效应.其外,水泥浆体试样中Ca(OH)2含量明显降低,水泥水化加速期延续的时间短,水化放热速率高;结果还表明,在水化早期,掺Na2SO4的煅烧煤矸石水泥有较多的CSH凝胶和AFt,较少的Ca(OH)2.     

采用电阻率法研究水泥水化过程

用无接触电阻率测定仪测定了不同水灰比水泥浆基体的电阻率随时间变化的特征曲线ρ(t)-t,研究了普通硅酸盐水泥的水化特性。研究表明：基体电阻率ρ(t)是液相电阻率ρ0(t)和孔隙率φ的函数。实验结果说明：根据基体电阻率曲线的特征点将水泥水化过程划分为溶解期、诱导形成期和诱导期、凝结硬化期3个阶段。钙矾石包裹层的形成导致水化进入诱导期,渗透压导致包裹层的破裂,使水化进入凝结硬化期。溶解期电阻率的下降主要与水泥浆体中液相离子浓度的增加相关。诱导形成期和诱导期电阻率变化小,此时液相离子浓度和孔隙率的变化都较小,凝结硬化期电阻率的上升主要与水泥浆体孔隙率的下降相关。     

氧化硼对铝酸钙水泥水化性能的影响（英文）

对比研究了含与不含氧化硼对铝酸钙水泥水化行为的影响。通过测试水泥净浆的水化放热曲线,对比分析了铝酸钙水泥中的氧化硼杂质含量对水泥水化速率的影响,以及水泥水化时的电导率随养护时间的变化,阐述了该杂质对水泥溶解沉淀速率的影响。通过冷冻真空干燥的方法中止水泥水化,继而用X射线衍射和热重分析研究了上述两种水泥净浆的水化产物组成。用维卡仪测定了水泥砂浆的凝结时间,用跳桌法测定了水泥结合浇注料的流动值衰减。结果表明:铝酸钙水泥中的氧化硼杂质缩短了水泥的水化诱导期,加速了水泥水化形成大量沉淀的进程,从而促进了水泥的水化,缩短了砂浆的凝结时间,并加快了水泥结合浇注料的流动值衰减速度。     

基于电阻率法研究铝酸盐水泥的早期水化过程

通过测定铝酸盐水泥在24 h内水化时的电阻率、浆体内部温度和水化产物的变化规律,研究铝酸盐水泥的早期水化过程。结果表明:根据电阻率变化规律可将铝酸盐水泥的水化过程分为4个阶段(溶解期、诱导期、晶相转变期和硬化期);溶解期的电阻率快速减小;诱导期的电阻率几乎保持不变;晶相转变期的电阻率急剧减小,水泥浆体温度升高,水化产物CAH_(10)发生转变,AH_3凝胶转变为AH_3晶体;硬化期的电阻率逐渐增大,水化产物增多,孔隙率减小;在相同龄期,高水灰比水泥浆体的电阻率比低水灰比水泥浆体的小。     

5℃时掺低温早强剂水泥的早期水化及微观结构

以溴化钙(CaBr2)、溴化锂(LiBr)和三异丙醇胺(TIPA)三组分制备低温早强剂,研究低温下,早强剂对净浆强度、凝结时间、流动度的影响,并从水化热、产物微观结构等角度出发,探讨其作用机理。结果表明:5℃低温时,低温早强剂的掺入使净浆初、终凝时间均略有所缩短,可明显加快试件的强度发展,掺低温早强剂净浆1、3、7、28 d抗压强度较对比样分别提高291%、78%、62%和40%,3 d后各龄期强度已超对比样20℃时强度。低温下,低温早强剂使水泥水化诱导期缩短、加速期提前,最大放热速率较对比样增大78%,12 h、7 d累计放热量则分别增大227%和52%。低温早强剂可促进水泥初期水化反应,使试样中Ca(OH)2含量增加、水化程度增大,水化12 h产物中即有大量Ca(OH)2生成,且生成了含溴C-S-H凝胶和水化溴氧铝酸钙[Ca4Al2O6Br2·10H2O]产物。水化产物相互堆积,细化了水化初期(7 d前)试件的孔径,大孔数量明显减少,净浆1、7 d总孔隙率较对比样分别减小16%、31%,试样微观结构更加致密。     

机械活化煅烧煤矸石水泥的早期水化过程

用差热-热重分析和X射线衍射、等温量热计、扫描电子显微镜研究了机械活化煅烧煤矸石比表面积的变化对其水泥早期水化过程的影响,同时,用甘油-乙醇法测定了整个水化过程中Ca(OH)2含量.结果表明:机械活化煅烧煤矸石的比表面积越大,其水泥水化加速期延续的时间越长,水化放热速率越低;在水化减速期早期阶段的水化放热速率越高,二次水化产物形成的时间越早,在整个水化期间内水化产物中的Ca(OH)2含量越低.煅烧煤矸石水泥开始水化后,共产生4个水化放热峰,依次为初始放热峰、生成水化硅酸钙和Ca(OH)2放热峰、熟料水化生成钙矾石的放热峰及煤矸石被大量激发所形成的放热峰.     

钢渣沸石水泥的研究

以53%的钢渣,25%沸石,15%硅酸盐水泥熟料和7%的天然二水石膏为原料,研制成一种钢渣沸石水泥,其性能可达32.5号普通硅酸盐水泥的标准.沸石在钢渣沸石水泥中能加速钢渣和熟料的水化,并可消除钢渣固溶体中CaO、MgO及f-CaO的影响,熟料则为该水泥早期水化提供了水化产物的晶核和Ca(OH)2 .该水泥的水化产物是C-S-H、水化硫铝酸钙和水化铝酸钙等.     

低热硅酸盐水泥高温强度特性及其机理研究

低热硅酸盐水泥具有高温下强度稳定增长的特性，本文以硅酸盐水泥和低热硅酸盐水泥互为对比，研究了在水泥砂浆成型之后直接进行热养护(50～80℃)和标准养护1 d后再进行热养护两种情况下的强度发展和水泥浆体的物相组成、孔隙发展、微观形貌特征。结果表明：高温条件下水泥强度损伤行为源于水化后期的微结构劣化，但这一行为与水化初期受热密切相关，低热硅酸盐水泥在高温下较低的水化速率使其水化产物更均匀、密实，浆体的孔结构不随温度的升高以及受热方式的改变出现明显劣化，因此其强度在高温下仍能保持稳定增长；硅酸盐水泥后期由高温引发的钙矾石分解并没有直接导致强度倒缩，但水化初期过高的水化速率使水泥浆体出现更多的孔洞和缺陷，加速了后期由高温引起的单硫型水化硫铝酸钙(AFm)、Ca(OH)₂析出与生长，且诱发浆体孔隙率增大。