WHⅡ型超缓凝剂对硅酸盐水泥水化过程的影响

研究了WHⅡ型超缓凝剂对硅酸盐水泥水化、水化热、凝结时间、强度等的影响,运用XRD以及SEM对硅酸盐水泥的水化过程进行跟踪测试,结果表明适量使用WHⅡ型超缓凝剂可以得到合适的缓凝效果和增强作用。     

超缓凝剂对硅酸盐水泥砂浆性能的影响

目的为配制一种新型有机复合超缓凝剂，研究不同掺量及养护条件下其缓凝效果和硬化机理．使之可有效地应用于大体积混凝土及缓黏接预应力混凝土工程中．方法利用XRD和SEM等微观手段，对掺入超缓凝剂水泥砂浆的缓凝性能进行了测试和表征．结果超缓凝剂在不同养护条件下，可使水泥水化“休眠”20～40d，“休眠”结束后能迅速水化而结构不发生变化．XRD图谱表明并未发现异常水化物产生；SEM图像表明，掺超缓凝剂的水泥硬化结构更加致密．结论在标准养护条件下，掺量0．035％的超缓凝剂可使水泥水化“休眠”34d，“休眠”结束后59d可达空白试件28d强度．随养护温度增加和超缓凝剂掺量的降低，水化“休眠”期降低．超缓凝剂并未使水化产物发生本质变化，其耐久性应是可靠的．     

缓凝剂对改性磷铝酸盐水泥水化的作用机理

与传统硅酸盐基油井水泥相比,改性磷铝酸盐水泥具有优秀的耐腐蚀特性,但其稠化时间不易控制,难以用于实际工程。以自制木质素磺酸钠接枝聚合物为试验用改性磷铝酸盐水泥缓凝剂,测试水泥浆掺入一定量缓凝剂的稠化时间,考察缓凝剂对水化放热的影响,借助XRD分析不同龄期的水化产物,并以此分析缓凝剂对水泥水化的作用机理。结果表明:自制木质素磺酸钠接枝聚合物缓凝剂能显著延长改性磷铝酸盐水泥浆的稠化时间,且使浆体具有"直角稠化"特性;缓凝剂大幅降低早期水化放热量,进而抑制水泥的快速水化;基于各龄期的水化热分析,将缓凝剂的作用过程分为从起始作用到作用失效的六个阶段;缓凝剂的作用机制是其对浆体中Ca2+的"键合作用"及对熟料矿物和水化产物吸附作用的协同。     

超缓凝混凝土在长螺旋咬合桩中的应用

结合南昌某工程，以白糖和葡萄糖酸钠作为复合缓凝剂，采用一次搅拌和二次搅拌2种制备工艺，配制超缓凝混凝土。通过对流动性、凝结时间、抗压强度等方面的测试分析，确定C35超缓凝混凝土的最佳配合比；通过对微观形貌的测试分析，探究缓凝剂对水泥水化产物的影响。结果表明，掺入缓凝剂可以改变水泥早期水化产物钙矾石(AFt)的晶体结构，减缓水化速率，延长凝结时间。缓凝剂掺量为0.38%时，混凝土有较长的凝结时间，较好的流动性，以及较高的力学性能，满足实际工程的施工要求。相较于一次搅拌工艺，采用二次搅拌工艺制备的超缓凝混凝土，流动性更好，凝结时间更长，更有利于长螺旋咬合桩的施工应用。     

掺P2O5水泥基材料水化动力学研究

基于水化动力学模型,采用SEM、XRD和C-80Ⅱ型导热式微量热仪研究了硅酸盐水泥和掺P2O5硅酸盐水泥胶凝体系的水化特性和水化动力学,分析了P2O5对硅酸盐水泥水化机制的影响规律。研究结果表明,掺入P2O5后硅酸盐水泥的水化产物数量和尺寸显著减小。P2O5掺量为3．5％时,硅酸盐水泥熟料水化热总量降低32．6%,硅酸盐水泥的初凝和终凝分别被延缓1．10h和12．54h。掺入P2O5复合体系的水化机制与硅酸盐水泥类似,加速期由自动催化反应控制,减速期由自动催化和扩散反应双重反应控制,稳定期扩散反应占据主导。P2O5会增加硅酸盐水泥在加速期和减速期的水化反应阻力,减小稳定期的水化反应阻力。掺入P2O5后,水泥在加速期和减速期的表观活化能增加,稳定期表观活化能略有降低P2O5溶液环境有利于水泥熟料C3A的水化,延缓C3S和C2S的水化。     

聚合铝改性磷石膏基超硫矿渣胶凝材料制备与性能研究

以硫酸盐为主要激发剂,辅以少量硅酸盐水泥激发矿渣,破坏矿渣玻璃体的空间结构,促进矿渣水化,研制出一种低污染环境友好型胶凝材料——磷石膏基超硫水泥。使用新型活性聚合铝为添加剂解决超硫水泥早期强度较低、凝结时间长的问题。对活性聚合铝改性超硫水泥的凝结时间、长期力学性能作了研究;使用水化热、XRD、SEM等测试技术分析其改性提升机理。研究结果表明:掺入活性聚合铝可显著加快超硫水泥早期水化速率,促进胶凝材料水化,提高硬化胶凝材料密实度。     

多元复合缓凝剂制备及其对磷酸镁水泥性能的影响

以硼砂、十二水合磷酸氢二钠、氯化钙为原料制备了复合缓凝剂,利用水化热、XRD、SEM等手段,对比研究了复合缓凝剂与硼砂对磷酸镁水泥主要性能的影响。结果表明:对于掺复合缓凝剂的磷酸镁水泥,其流动性降低,水化放热更迟,放热速率更低,凝结时间更长;其水化产物中除了鸟粪石(KMgPO4·6H2O),还存在少量氯化钾,且水化产物的结晶度和微裂纹也得到了一定改善;复合缓凝剂掺量在一定范围内(≤8%)时,其凝结时间显著延长,且后期强度优于掺10%(常规掺量)硼砂的磷酸镁水泥。因此,在满足凝结时间的条件下,多元复合缓凝剂更有利于改善磷酸镁水泥的整体性能。     

外加剂对水泥净浆水化热的影响

采用直接测定法测试了矿物、化学外加剂对水泥净浆的水化热的影响，并对外加剂降低或提高水化物的原理作了一些探讨。结果表明，粉煤灰和矿渣等矿物外加剂能明显在降低水泥净浆的水化热和温升。FDN-5型减水剂、糖密缓凝剂等化学外加剂能不同程度地降低水泥净浆的水化热和温升，推迟热峰出现时间。Na2SO4早强剂会提高水化热和温升，且使热峰出现时间提前。松香引气剂对水化热和温升影响不明显。     

超硫酸盐水泥的水化产物及孔结构特性

采用抗压强度试验、X射线衍射分析、电镜扫描及压汞仪法等测试技术,测试和分析了超硫酸盐水泥在不同龄期的强度、水化产物及孔结构,并将其与普通硅酸盐水泥、矿渣水泥对比,探讨超硫酸盐水泥的水化机理.研究结果表明,超硫酸盐水泥早期强度较低,但后期强度发展快,28 d强度高于42.5普硅水泥;超硫酸盐水泥的主要水化产物为水化硅酸钙、钙矾石及少量石膏晶体,未见普硅水泥及矿渣水泥的主要水化产物氢氧化钙;90 d时,超硫酸盐水泥硬化浆体的阈值孔径、最可几孔径、中孔孔径及平均孔径均小于普硅水泥和矿渣水泥,具有更小的孔隙率和更高的密实度,有效地促进了超硫酸盐水泥后期强度的增长.     

利用污水厂污泥配料煅烧水泥熟料研究

通过生料易烧性试验、水泥熟料矿物岩相分析、XRD、SEM、水泥胶砂强度试验等，对利用污水厂污泥代替部分粘土配料煅烧硅酸盐水泥熟料的过程，并对制备熟料的微观特征进行了研究。结果表明：污水厂污泥代替部分粘土烧制的水泥熟料，其矿物结构与常规的硅酸盐水泥熟料完全相同，且由污泥配料煅烧的熟料烧成温度有降低的趋势；其水泥水化和凝结、硬化过程与常规硅酸盐水泥完全相同；其水化产物结构与常规硅酸盐水泥完全相同；水泥胶砂强度达到50．0MPa。     

水泥强度诱导提高方法研究

利用物理性能检测、水化放热测定和孔结构测定方法研究了通过掺加微细矿渣、高铝组分和水化硬化浆体诱导提高硅酸盐水泥强度的方法，并对其作用机理进行了探讨，试验表明，适量的微细高铝组分、矿渣组分及水化硬化浆体能够明显提高硅酸盐水泥强度。     

纳米C—S—H/PCE对硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥凝结硬化的影响

研究了纳米C—S—H/PCE对硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥凝结时间、早期水化历程及抗压强度的影响,采用XRD、TG、pH计和SEM等分析测试手段对早龄期水化产物和液相碱度等进行表征,探讨了纳米C—S—H/PCE对硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥的增强机理。结果表明：掺加纳米C—S—H/PCE能有效缩短硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥浆体初凝及终凝时间,当C—S—H掺量≥1.0%时,硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥的初、终凝时间差明显缩短。纳米C—S—H/PCE加快了硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥水化放热速率,提高了总的水化放热量,早期水化产物生成数量多,但对水泥水化产物类型没有影响,硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥体系8、12、16 h的抗压强度显著提高。     

硅酸盐水泥水化历程与初始结构形成的研究

采用自动高效水化热测定仪及无电极电阻率测定仪研究硅酸盐水泥水化的热学效应及交变电场下电阻率变化，讨论水泥品种、拌和水量对水泥水化初始结构形成及发展的影响，建立硅酸盐水泥水化初始结构形成及发展的结构形成模型。研究表明：初始结构形成模型分为3个阶段：溶解-溶解平衡期、结构形成期及结构稳定期。随着水量的增大，水化热效应表现为促进作用，但是结构形成过程表现为结构弱化；电阻率曲线的特征值及时间数值随水泥品种不同而变化。水化热模型与结构形成模型相结合，可以准确描述水泥初始水化历程及结构瞬时形成状态。     

Zn~(2+)对硫铝酸盐和硅酸盐水泥水化性能的影响

研究了Zn2+对硫铝酸盐及普通硅酸盐水泥的水化和物理力学性能的影响,采用XRD和SEM分析2种含Zn2+水泥水化产物相组成、形貌,采用ICP-AES测定水化产物浸出液中Zn2+的浓度。结果表明:Zn2+可促进硫铝酸盐水泥的早期水化,阻碍普通硅酸盐水泥的水化;掺入Zn2+后,两者的强度都降低,但是降幅有所差别;Zn掺量为1%时,2种水泥水化产物中Zn的浸出浓度均低于国家浸出毒性标准,但是硫铝酸水泥对Zn2+的固化率约为普通硅酸盐水泥的4倍。     

硅酸盐-硫铝酸盐水泥混合体系的试验研究

研究了不同比例的硅酸盐、硫铝酸盐水泥混合体系的凝结时间、水泥砂浆的强度性能,并对一定混合比例的OPC-SAC水泥进行了XRD、SEM和水化量热测试。结果表明,硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥混合,SAC中的C4A3-S矿物与OPC中的C3S矿物在共同水化过程中有相互促进的作用,会使混合水泥水化和凝结加速;混合水泥的强度性能与两种水泥的混合比例有关。本研究可对硅酸盐-硫铝酸盐水泥混合体系的应用提供借鉴。     

矿渣高钙灰复合水泥的水化程度研究

根据水化热、化学收缩、CH生成量和强度等实验结果，分析了由30％矿渣＋25％改性高钙灰＋45％52．5PⅡ水泥制备的42．5矿渣高钙灰复合水泥在不同龄期的水化程度。与普通硅酸盐水泥相比，由于高掺量的矿渣及改性高钙灰大幅度减少了熟料量，同时其火山灰反应消耗熟料的水化产物CH，水化产物组成和结构改变，水化热显著降低，早期化学收缩降低而后期化学收缩基本一致，不同龄期的CH生成量均显著降低，7d和28d的龄期强度接近，该复合水泥能够有效控制集中放热期的水化程度和优化水化产物组成，有利于改善耐久性。降低水胶比减少水化热、化学收缩和CH生成量，使水化度降低，但有利于水泥石结构的优化。     

磷石膏作水泥缓凝剂使用研究

通过对水泥凝结时间等物理性能的实验研究,确定用磷石膏代替天然石膏作水泥缓凝剂在普通硅酸盐水泥中应用的可行性。结果表明,磷石膏掺入普通硅酸盐水泥中后,能有效调节水泥的凝结时间,具有良好的缓凝效果,同时水泥各项物理性能指标均能达到水泥国家标准要求。     

粉煤灰矿渣复合水泥强度超叠效应的研究

通过由粉煤灰、水淬粒化高炉矿渣、硅酸盐水泥熟料及适量石膏组成的复合水泥强度试验，系统地研究了其强度叠加效应．在大量试验的基础上，优化了混合材料掺量及比例，选择了较为适宜的激发剂．从理论上分析了复合水泥产生强度超叠效应的原因及早期水化作用机理     

水泥高强化的选择性水化理论及其应用研究

本文综合前人的研究结果,提出了硅酸盐水泥高强化的选择性水化理论。即通过调整硅酸盐水泥中各矿物的水化速率,延缓C_3S水化,增加C_3A、C_4AF形成钙矾石的速率,就可达到高强化的目的。同时提出了实现选择性水化的具体措施,并通过实验确定了最佳参数值,使硅酸盐水泥强度得到了大幅度的提高。     

电导法测定G级油井水泥水化速度

本文采用电导法和酸度法研究了嘉华G级油井水泥浆及加有缓凝剂酒石酸时水泥的水化历程,并对酒石酸的缓凝机理进行了分析。实验结果表明:电导法较酸度法能更全面、真实地反映水泥的水化过程。