磷酸/聚合物复合改善氯氧镁水泥耐水性能与机理的研究

在磷酸、聚合物单一改性的基础上,采用磷酸与苯丙乳液、硅丙乳液分别对氯氧镁水泥进行复合耐水性能改性实验。结果表明,磷酸能够提高氯氧镁水泥体系的耐水性能,但对水泥有明显的缓凝作用;苯丙、硅丙等高分子聚合物乳液对氯氧镁水泥的耐水性能没有明显的改性效果;磷酸能够促进聚合物膜在水化产物表面的粘附与覆盖,形成复合耐水保护层,适量的苯丙或硅丙乳液与磷酸复合,对氯氧镁水泥耐水性改性效果远好于单掺磷酸或聚合物,且克服了磷酸缓凝和早期强度大幅下降的缺陷。     

粉煤灰对氯氧镁水泥早期性能的影响

为了研究粉煤灰对氯氧镁水泥的改性作用以及拓展氯氧镁水泥在青海等地的应用,将粉煤灰掺入氯氧镁水泥中,分析了粉煤灰对氯氧镁水泥的凝结时间、强度、耐水性和耐硫酸盐的影响.结果表明:掺入粉煤灰会延长氯氧铁水泥的凝结时间,粉煤灰的掺量与初终凝时间呈线性相关;掺入20％粉煤灰能提高氯氧镁水泥的28天强度和耐水性;硫酸盐环境能够改善氯氧镁水泥的耐水性,虽然大掺量(40％)的氯氧铁水泥浸泡硫酸盐后强度降低幅度较大,但浸硫酸盐后氯氧镁水泥的剩余抗压强度依然是对照组普通硅酸盐水泥强度的1.5倍,适宜将其应用于干旱、少雨、硫酸盐侵蚀比较严重的西藏、青海等西部环境中.     

磷酸镁水泥的研究与应用进展

论述了磷酸镁水泥的一些研究进展,包括磷酸镁水泥的水化机理、水化产物、性能及其影响因素等,着重综述了磷酸镁水泥的耐久性问题和改性研究,在此基础上探讨了磷酸镁水泥的应用前景。     

磷酸镁水泥的研究进展

分析了磷酸镁水泥的原料制备、水化机理及主要水化产物,介绍了磷酸镁水泥凝结影响因素、强度影响因素研究现状,在此基础上对磷酸镁水泥的应用前景及亟需解决的问题进行了初步探讨.     

磷酸镁水泥性能的研究进展

磷酸镁水泥由过烧氧化镁和可溶性磷酸盐组成,是一种新型的水硬性胶凝材料.它早期强度高、收缩小、抗硫酸盐侵蚀能力强,能够与硅酸盐水泥基材料形成较强的粘结力,但其耐水性较差,原材料成本较高.因此,各类矿物掺合料如矿渣、粉煤灰、偏高岭土等被尝试用来取代部分原材料.在适当的掺量与取代方式下,矿物掺合料能够延缓凝结时间,提高抗压强度,并且能够改善耐水性.此外,氧化镁与磷酸盐的物质的量比、水胶比等也决定着磷酸镁水泥的性能.本文对磷酸镁水泥的水化机理、抗压强度、粘结强度、耐久性、体积稳定性进行了总结,指出了现有研究中的不足,并给出了建议与展望.     

石灰石粉对氯氧镁水泥性能的影响

为合理利用生产石灰石集料的副产品——石灰石粉,发展绿色建筑材料,研究了不同掺量石灰石粉对氯氧镁水泥初凝时间、终凝时间、强度、耐水性及耐硫酸盐腐蚀性能的影响,并观察了掺入石灰石粉后氯氧镁水泥微观形态的变化。试验结果表明:随着石灰石粉掺量的增加,镁水泥的初、终凝时间延长,强度逐渐降低,耐水性也逐渐降低,但硫酸盐侵蚀性能较好。在微观形态上表现为:石灰石粉的加入使胶凝相更为分散,生长出大量细长的晶体;清水浸泡时生成了大量大孔隙,硫酸盐腐蚀时生成片状晶体;但掺量即使达到40%,镁水泥的强度一样可以接近普通硅酸盐水泥的2倍。将石灰石粉大量取代轻烧粉加入氯氧镁水泥中作为建筑材料使用,是大量利用石灰石粉可供选择的良好途径。     

铅离子对复合磷酸盐磷酸镁水泥水化硬化特性的影响

研究了铅离子对复合磷酸盐磷酸镁水泥水化硬化特性的影响及其在复合磷酸盐磷酸镁水泥中的稳定性。实验结果表明,复合磷酸盐磷酸镁水泥抗压强度随着铅离子掺量的增加而降低,其中硝酸铅掺量达到10%时,复合磷酸盐磷酸镁水泥的各个龄期的抗压强度发生明显下降。铅离子对复合磷酸盐磷酸镁水泥凝结时间没有明显影响。在复合磷酸盐磷酸镁水泥水化过程中,铅离子对水泥体系的pH值影响不大,但能够造成水泥水化放热峰出现的时间延迟,水化放热的总量减少并影响主要水化产物的结晶程度。在复合磷酸盐磷酸镁水泥水化反应后期,当硝酸铅掺量达到10%以上时,在水化产物中出现了较为明显的Pb2P2O7的衍射峰。复合磷酸盐磷酸镁水泥固化铅离子的浸出毒性试验结果(43μg/L)远低于国家标准要求(5mg/L)。     

磷酸镁水泥的研究与发展前景

磷酸镁水泥是一种新型无机胶凝材料,兼有水泥、陶瓷和耐火材料的优点。综述了国内外磷酸镁水泥的制备、性能及水化硬化机理的研究进展,并分析了磷酸镁水泥推广应用中存在的一些问题,展望了磷酸镁水泥今后的发展前景。     

达克罗涂层对氯氧镁水泥混凝土中钢筋防护试验

为了解决盐渍土对普通钢筋混凝土抗盐卤性能较差的问题,结合西部地区基础工程受盐卤腐蚀情况,利用电化学方法,在模拟西部盐卤环境条件下,测试了氯氧镁水泥混凝土中达克罗(DKL)涂层钢筋在氯盐和硫酸盐溶液浸泡环境下的极化曲线,氯氧镁水泥混凝土中的裸露钢筋作为对照组。研究表明,氯氧镁水泥混凝土中的DKL涂层钢筋在氯盐和硫酸盐溶液的腐蚀速率明显小于裸露钢筋,分别可达到裸露钢筋的1/61和1/35,即DKL涂层具有较好的抵抗氯盐和硫酸盐腐蚀的能力,从而可以很好的解决氯氧镁水泥混凝土在西部盐渍土的应用问题。     

缓凝剂对磷酸镁水泥性能及其水化机制影响研究进展

磷酸镁水泥(MPC)作为一种新型无机胶凝材料,具有早期强度高、干缩小、耐久性好等优良性能,在土木结构工程的快速修补和危废快速固化处理等领域有着极大优势.但磷酸镁水泥因强烈的放热反应,凝结速度过快,可施工操作性较低,所以其缓凝技术研究成为了该类材料规模化应用需解决的关键技术之一.缓凝剂的添加,可有效延缓磷酸镁水泥的凝结速度,改善其可施工操作性.本文基于国内外磷酸镁水泥缓凝剂研究,综述了几种常用的缓凝剂(硼砂(B)、硼酸(BA)和三聚磷酸钠(STP))对磷酸镁水泥性能(水化热、抗压强度、凝结特性)及其水化机制的影响,对其缓凝机理进行了分析讨论.就当前缓凝剂改性MPC研究中的优势及不足,并结合实际应用需求展望其今后研究和发展方向,为MPC后续缓凝研究提供文献支撑.     

水泥水化过程计算机模拟研究——CEMHYD3D系统分析与模拟实现

分析了水泥水化过程计算机模拟这一领域最有代表性的模拟系统--CEMHYD3D的建模过程,以CCRL Cement 133水泥为例,对不同水灰比条件下的水泥水化过程进行了实际模拟计算,对水化热、水化程度、水化过程中主要反应物和产物的变化情况进行了预测.研究表明,CEMHYD3D的模拟结果与实验所揭示的规律一致性较好,尤其是该软件在物相成分变化规律方面的预测对于水化机理的研究很有意义.     

Investigating entrained air voids and Portland cement hydration with low-temperature scanning electron microscopy

This paper describes the application of low temperature scanning electron microscopy to the materials science of Portland cement. The details of low-temperature scanning electron microscopy are described, along with a number of specimen preparation techniques. There are three main research topics presented in this paper: (1) ice morphology in entrained air voids, (2) development of air voids during early hydration and (3) progression of hydration in Portland cement. The first research focus examines ice in air voids at freezing temperatures, and various cement paste ages. The second research focus tracks the development of the air voids during the first hour of hydration. In the third research focus, the progression of hydration with and without accelerating and retarding admixtures is described. Each of these research programs demonstrates how low-temperature scanning electron microscopy can be an effective tool in Portland cement research.     

土聚水泥的聚合反应与研究现状

分析了土聚水泥的化学成分以及矿物组成;讨论了其水化产物的形态以及结构特点;概述了土聚水泥具备的性能特点;介绍了土壤聚合反应的机理,指出土聚反应产生的过程是介稳状态的偏高岭土等无定型硅铝化合物在碱性激活剂及促硬剂的作用下经历一个由解聚到再聚合的过程,从而形成类似地壳中一些天然矿物的铝硅酸盐网络状结构;将土壤聚合反应的过程分为5个部分.     

A comparison study of Portland cement hydration kinetics as measured by chemical shrinkage and isothermal calorimetry

Two different methods of evaluating cement hydration kinetics, namely chemical shrinkage and isothermal calorimetry tests, are used to investigate the early stage hydration of different classes of oilwell cement at various temperatures. For a given cement paste, the hydration kinetics curves measured by the two methods are proportional to each other at the same curing temperature. The ratio of heat of hydration to chemical shrinkage for different cements used in this study ranges from 7500 J/mL to 8000 J/mL at 25 °C and increases almost linearly with increasing curing temperature at a rate that varies only slightly with cement composition (approximately 58 J/mL per °C). A previously proposed scale factor model for simulating the effect of curing temperature and pressure on cement hydration kinetics is further validated in this study for its temperature aspect. The model is shown to be particularly helpful in correcting for slight temperature errors in the experiments.     

Rietveld全谱拟合方法对磷酸镁水泥水化产物的定量分析研究

在X射线衍射定性分析的基础上,结合Rietveld全谱拟合方法对不同龄期磷酸镁水泥样品的水化产物晶相含量进行了定量研究。结果表明,龄期为10 min、1 h及1 d的磷酸镁水泥样品中水化产物MgKPO4·6H2O的相对含量分别为12.39%、15.77%和18.38%,拟合的Rwp因子为9.73%～12. 8%,说明该方法能准确、直观、快速的确定不同龄期样品中各晶相的组成及相对含量,并获得各相的相关晶体学结构参数,同时结合相关理论对磷酸镁水泥的水化及性能作出客观分析,为加深对水泥材料的认识提供了一种可行的研究方法。     

碱式硫酸镁水泥耐酸腐蚀性能研究

为了研究碱式硫酸镁水泥耐酸腐蚀性能,将不同配比的水泥试样分别在柠檬酸溶液及水中浸泡不同龄期,再进行质量变化测定及抗折强度和抗压强度试验。采用XRD与SEM技术分析不同配比水泥试样浸泡于两种溶液后的物相组成和显微形貌。结果表明,掺入的矿渣和粉煤灰对碱式硫酸镁水泥具有良好的密实填充作用,降低了水泥的孔隙率,有效阻止了侵蚀介质的进入,其耐酸腐蚀性能与未掺矿渣和粉煤灰的碱式硫酸镁水泥相比有明显提升,其中,掺矿渣的碱式硫酸镁水泥耐酸腐蚀性能更优。     

基于中心粒子水化模型的水泥水化动力学研究

在K.B.Park提出的中心粒子水化模型的基础上,考虑内、外部水化产物的具体特征以及自由水与水化产物接触相界面积的减小导致水泥水化速率减小这2个因素,建立硅酸盐水泥的微观水化模型,并用于预测水化速率随水化程度的变化关系。结果表明,在水泥的整个水化过程中,修正的微观水化模型都能够更真实地反应水泥水化速率与水化程度变化的关系。     

掺梳形减水剂水泥浆体早期水化产物形貌研究

为揭示梳形减水剂对水泥早期水化的影响规律,指导工程应用,通过SEM分析,研究了掺用3种典型结构的梳形减水剂的水泥浆体早期水化产物形貌及其电子特征数据。结果表明,梳形减水剂加速了水泥早期水化反应,且丙烯酸类、马来酸类共聚物分别促进了AFt、AFm的形成。因此,梳形减水剂品种对水泥早期水化和混凝土工程性能具有较大影响,应根据使用要求合理选用,必要时与缓凝剂、引气剂或消泡剂复合使用。