MXene和纳米SiO2对粉煤灰水泥水化性能的影响

本文利用差热分析、X射线衍射、扫描电镜等手段研究了纳米Si O_2和MXene对粉煤灰水泥水化性能的影响。结果表明,单掺纳米Si O_2能够促进粉煤灰水泥早期水化,提高水化开始时的放热速率,并使粉煤灰水泥浆体更加密实;而单掺MXene、复掺纳米Si O_2和MXene对粉煤灰水泥后期水化的促进作用比较明显,能够促进水泥中期强度增长。     

矿渣对阿利特-硫铝酸钡钙水泥硬化浆体结构和性能的影响

通过对水泥浆体凝结性能、力学性能和孔结构的测定,结合扫描电镜分析和差热-热重分析,研究了矿渣掺量对阿利特-硫铝酸钡钙水泥浆体硬化浆体结构和性能的影响.结果表明:随着矿渣掺量的增加,水泥的凝结时间延长,水化热减少,早期抗压强度下降.但其后期抗压强度已接近或超过了纯水泥的抗压强度,掺入矿渣对水泥的后期抗压强度影响不大.硬化水泥浆体中的Ca(OH)2含量随水化龄期的延长而增加,并随矿渣掺量的增加而降低.矿渣的活性效应和填充效应有效地改善了硬化水泥浆体的微观结构和孔结构,从而使水泥的力学性能有所提高.     

粉煤灰对水泥浆体早期水化和孔结构的影响

通过硬化水泥浆体力学性能、交流阻抗和孔结构等性能的测试,以及扫描电镜分析,研究了不同掺量的粉煤灰对硬化水泥浆体早期水化和孔结构的影响。结果表明：随着粉煤灰掺量的增加,水泥的凝结时间增加,抗压强度降低,熟料矿物的水化速率提高,但水泥-粉煤灰体系的水化速率降低,水泥浆体中孔溶液电阻和阻抗相应降低,硬化水泥浆体中大孔数量减少,微孔数量增加。     

己二酸对掺石灰石粉水泥浆性能的影响

为探究掺加石灰石粉的水泥浆中加入己二酸的作用效果,对添加己二酸的掺石灰石粉水泥浆体流动性、强度、水化热及化学结合水的影响规律进行了研究.利用X射线衍射和扫描电镜技术手段对其机理进行分析.结果表明:己二酸的加入提高了掺石灰石粉水泥浆体的流动度、3 d强度、早期水化温升值和早期水化结合水量,掺入己二酸在3d时生成更多的水化碳铝酸钙,水化产物结构更加致密.     

SO3含量对含三异丙醇胺水泥水化的影响

通过水泥胶砂强度试验、水化热(hydration heat)测量、硬化水泥浆体的热分析(TGA)、X射线衍射分析(XRD)及定量X射线衍射分析(QXRD)、微观形貌扫描电镜(BSE)观察,研究了不同SO3含量对含三异丙醇胺(triisopropanolamine,TIPA)硅酸盐水泥胶砂强度、水化进程和水泥浆体微观结构的影响.结果表明:SO3含量提高有助于提高含三异丙醇胺水泥的早期强度;水化热分析结果表明在含TIPA水泥中额外加入SO3后,水泥水化反应速率增大,水化3 d累积放热量增加,水化程度更大,且AFt-AFm的转化过程受到抑制;与含TIPA水泥水化相比,额外SO3掺量为0.6％时,硫酸盐促进整个硅酸盐相(C3S+C2S)的早期水化生成更多的Ca(OH)2(CH)参与C4AF的水化,在一定程度上促进其反应生成更多的AFt;外掺SO3生成的水泥石更致密.     

磷渣对水泥浆体水化性能和孔结构的影响

通过对水泥浆体凝结性能、水化放热、力学性能和孔结构的测定,以及扫描电镜分析和差热-热重分析,研究了不同掺量磷渣对水泥浆体水化性能和微观结构的影响.结果表明:随着磷渣掺量的增加,浆体的凝结时间延长,水化热减少,早期抗压强度下降.但掺磷渣水泥浆体的后期抗压强度已接近或超过了纯水泥浆体的,磷渣掺量的增加对水泥浆体的后期抗压强度影响不显著.浆体中的Ca(OH)2量随龄期的延长而增加并随磷渣掺量的增加而降低.磷渣的活性效应和填充效应的发挥有效地改善了浆体水化后期的微观结构和孔结构,从而使浆体的力学性能有所提高.     

纳米二氧化硅对玻璃粉水泥体系水化硬化的影响

利用X射线衍射、扫描电镜及力学性能测试等手段研究了纳米SiO2对玻璃粉水泥体系水化硬化的影响,结果表明:纳米SiO2促进了水泥早期溶解,提高了复合体系碱度,有利于玻璃粉内部高能键(Si-O,Al-O)断裂,从而提高复合体系中玻璃粉早期水化程度;纳米SiO2对材料凝结硬化的促进作用较大程度上缓解了掺玻璃粉体系早期性能发展不足的缺陷;纳米SiO2的微集料效应,改善了玻璃粉水泥浆的微观结构,使得硬化浆体更为密实;纳米SiO2的促凝作用可显著缩短复合体系凝结时间,大幅度提高其早期强度,但掺纳米SiO2的复合胶凝材料强度存在一个极值,而5%纳米SiO2为其最佳掺入量.     

纳米二氧化硅对硅酸盐水泥水化硬化的影响

利用微量热分析、X射线衍射、差热分析、扫描电镜和氮气吸附等手段研究了纳米SiO2对硅酸盐水泥水化硬化的影响.结果表明:纳米SiO2掺量为5%(质量分数)时,其高火山灰反应能大量吸收Ca(OH)2,进而促进水泥水化,提高水化开始时的放热速率,并改善水泥浆体的微观结构,使得水泥石更加均一密实.同时,纳米SiO2的掺入使得标准稠度需水量急剧上升,凝结时间缩短,促进水泥石的中后期强度增长.     

粉煤灰对水泥水化与强度的影响

采用测定化学结合水含量的方法反映水泥浆体的水化程度,并通过对水泥硬化浆体强度的分析,评价粉煤灰对水泥水化和力学性能的影响。结果表明,粉煤灰加速了水泥熟料的水化反应,却减缓了水泥-粉煤灰体系的水化进程。掺加粉煤灰虽然降低了水泥浆体的早期强度,但对水泥浆体后期强度的发展有利。     

花岗岩石粉对水泥浆体力学性能的影响

以花岗岩石粉(GP)为矿物掺合料,通过X射线衍射仪、扫描电镜、综合热分析仪研究了GP对水泥浆体力学性能、物相组成、微观形貌的影响。结果表明：在标准养护条件下,掺加15%(质量分数,下同)GP的水泥浆体28 d抗压强度最高,为37.0 MPa;与未掺加GP的水泥浆体相比,掺加10%GP的水泥浆体56 d线收缩下降了18.3%,掺加20%GP的水泥浆体初凝时间和终凝时间分别缩短了20.7%、18.2%。在水养条件下,掺加20%GP的水泥浆体28 d抗折强度较标准养护条件下提高了48%。GP通过火山灰效应参与水泥浆体水化过程,形成更多的水化硅酸钙(C-S-H),掺加GP可以促进水泥浆体形成Ⅰ型C-S-H,有利于提高水泥浆体力学性能,缩短凝结时间。     

纳米氧化铝对硅酸盐水泥浆体流变、水化和硬化强度的影响

本文研究了纳米氧化铝(NA)对硅酸盐水泥浆体的早期流变性、中期水化特性和后期力学性能的影响,并且分析了三个阶段之间参数的相关性。结果表明,NA的掺入增大了新拌水泥浆体的屈服应力和塑性黏度,且当NA掺量范围为3%~5%时,屈服应力和塑性黏度最大增幅均超过110%。在水泥浆体中掺入NA明显改变了硅酸盐水泥早期的水化放热速率和放热量,并且使得浆体在各龄期的抗压强度和抗折强度有所增长。对于该复合胶凝体系,早期的水化放热量与流变参数呈指数增长的变化趋势,而放热峰值速率与抗压强度则存在近似线性的函数关系。     

矿物掺合料对蒸养水泥净浆性能的影响

研究了蒸养条件下粉煤灰、矿渣的掺量对水泥净浆化学结合水量和抗压强度的影响,揭示了矿物掺合料对蒸养水泥净浆水化性能和力学性能的影响。试验结果表明,与标准养护相比,蒸汽养护更有利于激发粉煤灰和矿渣的火山灰活性,促进水泥的早期水化,提高水泥浆体的早期强度;但无论是蒸汽养护还是标准养护,随着矿物掺合料掺量的增加,复合胶凝材料的水化性能和力学性能明显减弱,因此矿物掺合料掺量不宜太大。     

海水和矿物掺合料对硫铝酸盐水泥砂浆性能的影响

本文研究了不同拌和水以及海水拌和时粉煤灰和硅灰掺量对硫铝酸盐水泥(SAC)砂浆力学性能和表观孔隙率以及净浆凝结时间、化学收缩、孔溶液pH值和氯离子结合能力等的影响,并通过XRD、SEM和EDS分析水泥水化产物和微观结构。结果表明,海水能加快SAC早期水化并提高其早期强度,但后期强度和淡水拌和时无明显差别。粉煤灰和硅灰均会延长SAC凝结时间,对早期抗压强度不利,而掺加质量分数为5.0%和7.5%的硅灰能提高SAC砂浆28 d抗压强度。硅灰掺量增加时会提高用水量和表观孔隙率,降低流动性,使水泥化学收缩增大,降低净浆pH值且减少氯离子结合量;粉煤灰能够提高砂浆流动性,减少水泥化学收缩,但掺量越大对SAC砂浆抗压强度和抗折强度越不利,掺质量分数为10%的粉煤灰可小幅提高氯离子结合量且减小表观孔隙率。     

超细矿渣粉和偏高岭土对硫铝酸盐水泥水化和强度的影响

掺入矿物掺合料是改善硫铝酸盐水泥(CSA)混凝土凝结硬化性能和降低生产成本的主要技术途径之一。研究了水胶比为0.4时,单掺超细矿渣粉(UFS)、偏高岭土(MK)与复掺超细矿渣粉、偏高岭土对硫铝酸盐水泥凝结时间、流动度、电阻率、抗压强度的影响,并对其1 d、28 d龄期时的水化产物进行XRD半定量分析。结果表明,单掺和复掺缩短了水泥浆体的凝结时间,但单掺偏高岭土时的缩短效果更明显,且水泥浆体的流动度随着超细矿渣粉和偏高岭土掺量的增加而减小。掺入超细矿渣粉、偏高岭土缩短了水泥浆体电阻率变化速率曲线峰值出现的时间,峰值大小与掺量成递减关系。当掺量从0%(质量分数,下同)增大到20%时,单掺超细矿渣粉试样的28 d抗压强度减小了24.7%,单掺偏高岭土试样的28 d抗压强度减小了17.7%,两者复掺试样的28 d抗压强度减小了17.3%。超细矿渣粉和偏高岭土对水泥水化产物没有明显影响,但促进了硅酸二钙(β-C₂S)的早期水化。     

不同pH值碱性电解水对砂浆工作性能和强度的影响

碱性电解水具有强碱性、高活性、离子性和吸附性等优点,本文利用不同pH值(9.5、10.5、11.5)的碱性电解水制备粉煤灰砂浆,并在粉煤灰取代率为0%、15%及30%(质量分数)的条件下,系统研究了不同pH值碱性电解水对粉煤灰砂浆的工作性能、力学性能以及Ca(OH)₂等水泥水化产物含量的影响规律,并利用XRD、SEM等微观试验对比分析了不同pH值的粉煤灰净浆的结构组成和微观形貌特征。试验结果表明:随着pH值的提高,相较于普通自来水粉煤灰砂浆,碱性电解水粉煤灰砂浆的流动度、抗压强度和抗折强度逐渐提高,水化产物Ca(OH)₂含量逐渐降低。当碱性电解水pH值为10.5,粉煤灰取代率为15%时,碱性电解水粉煤灰砂浆的早期强度和流动度的改善效果达到最佳,28 d的抗压强度和抗折强度较普通水砂浆分别提高了8.4%和12.5%。同时,相较于普通自来水净浆,不同pH值的碱性电解水净浆的团簇化和颗粒化均表现得更加明显,这对于促进水泥水化进程,提高砂浆流动性,激发粉煤灰早期活性起到了积极作用,除了生成更多的C-S-H凝胶体和Ca(OH)₂等水化产物以外,还生成了钾长石等其他水化产物。     

碱-矿渣水泥性能研究及应用

研究了碱-矿渣水泥水化产物组成、水泥石孔结构和孔液成分、力学性能、水化热、抗化学腐蚀性能和对钢筋的钝化作用等;并对混凝土的力学性能、干缩变形、耐久性和对外加剂的适应性等进行了研究。结果表明,碱-矿渣水泥具有早强、高強、低水化热和高耐久性等优良性能,但是干缩较大;选择适当的外加剂可以改善部分性能。介绍了利用该水泥的特性在多种工程中的应用情况。     

新型复合早强剂对水泥砂浆力学性能的影响

本文试验研究了两种新型复合早强剂(甲酸钙-晶胚、甲基丙烯酸-晶胚)对水泥砂浆新拌性能和力学性能的影响,并通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)进行了微观分析。结果表明,随着早强剂掺量增加,新拌水泥砂浆的流动度略有降低,凝结时间提前。两种复合早强剂均能够加速水泥早期水化,显著提高水泥砂浆的早期强度。甲酸钙-晶胚、甲基丙烯酸-晶胚两种复合早强剂可使水泥砂浆的12 h抗压强度分别提高96.7%和89.3%,抗折强度分别提高192.2%和211.1%;同时,对水泥砂浆28 d抗压强度的提高幅度仍高达50.0%左右,说明两类早强剂对水泥砂浆后期强度发展无负面影响。XRD和SEM分析均证实,掺两类复合早强剂使水泥水化程度提高,水化产物增多,结构密实度提高。     

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.     

聚合铝改性再生胶凝材料力学性质与微结构

采用800℃脱水净浆模拟废弃混凝土中的胶质组分,与矿渣粉复合制成再生胶凝材料,以聚合氯化铝为添加剂,采用抗压强度测试、XRD分析、TG-DSC分析、扫描电镜等方法研究了再生胶凝材料的水化产物微结构和砂浆力学性能,对再生胶凝材料的水化过程及聚合氯化铝的作用机理进行了分析研究.结果表明掺加2%聚合氯化铝后,生成新的水化产物Friedel盐,胶凝材料水化产物数量增加,水泥浆与砂的粘结界面密实程度提高.