氧化石墨烯纳米片层对水泥基复合材料微观结构和性能的影响

通过对石墨进行氧化和超声波分散制备了氧化石墨烯纳米片层(GON)分散液,研究了GON对水泥复合材料微观结构和性能的影响。结果表明,GON能够调控水泥水化产物形成规整多面体状晶体及促使水泥基复合材料形成具有花状形貌的规整结构,使水泥基复合材料的抗压强度及抗折强度有明显的提高。研究认为,GON对水泥水化产物的形成有模板效应,能够促使水泥水化产物成为规整的多面体状晶体,这些多面体状晶体通过交织形成了规整有序的微观结构,研究结果对于提高水泥基复合材料强度和耐久性具有积极意义。     

氧化石墨烯对水泥石微观结构及性能的影响

采用改进Hummers法和超声波分散方法制备纳米氧化石墨烯分散液(NGO),通过傅立叶红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)对其进行了结构表征。将NGO掺入到含有聚羧酸系减水剂(PC)的水泥浆体中,研究了NGO对水泥浆流动度及黏度、水泥石微观结构及力学性能的影响,结果表明NGO片层对水泥石中水泥水化产物晶体的形成有模板效应和调控作用,能够促进水泥水化产物形成整齐、规整的纳米级微晶体,对水泥石有显著的增强增韧作用。     

GO纳米片层对水泥水化晶体及胶砂力学性能的影响

通过控制氧化反应时间和超声波处理,制备了含氧量(质量分数,下同)分别为19.15％,25.43％和32.30％的氧化石墨烯(GO)纳米片层分散液,研究了不同含氧量GO纳米片层对水泥水化晶体和胶砂力学性能的影响.结果表明:含氧量为25.43％的GO纳米片层能够促使水泥水化反应形成规整的花状晶体,同时使得胶砂的拉伸强度和抗折强度显著提高.阐述了GO纳米片层调控水泥水化晶体的作用机理,认为GO纳米片层对水泥水化晶体的形成具有模板作用.     

掺氧化石墨烯水泥复合净浆的自收缩机理研究

氧化石墨烯(GO)基面含有丰富的含氧官能团,同时具有较大的比表面积,可以改变水泥产物的形状及聚集形态、密实水泥基材料的微观结构、进而改善其力学性能。研究了水灰比和GO掺量对氧化石墨烯/水泥复合净浆(GO/C)自收缩特性的影响。结果表明:GO/C的自收缩受水化龄期、水灰比和GO掺量的影响较大,当水灰比为0.42、GO掺量为0.03%时,对水泥净浆自收缩的抑制作用可以达到最优,此时GO/C的28 d自收缩为1.53 mL/100 g,较对照组减小了25%。     

海上风电超低水胶比水泥基灌浆料的水化过程研究

基于水泥-硅灰-矿粉三元胶凝体系,制备了海上风电超低水胶比水泥基灌浆料,通过XRD和SEM分析了灌浆料不同龄期的水化产物与微观结构,并研究了其水化过程。结果表明：硅灰和矿粉共同促进了水泥的水化反应,且随着龄期的增加,促进作用增强;90 d时,在硅灰和矿粉的协同效应下,Ca(OH)₂晶体大幅度减少,从而减少了Ca(OH)₂自身晶体取向性对灌浆料造成的缺陷;水化反应生成大量低钙型C-S-H凝胶,形成排列紧密的层状构造,灌浆料内部结构致密,使其具有较高的抗压强度和耐久性能。     

氧化石墨烯对水泥砂浆力学性能的影响

该文通过改进Hummers法制备氧化石墨烯(GO),研究了GO对水泥砂浆力学性能和微观结构的影响,结果表明GO的掺量为0.04%时水泥砂浆的28d抗折强度和抗压强度相比基准组分别提高了21.0%和15.9%。通过扫描电镜对水泥砂浆微观结构进行分析,发现GO能够细化水泥石微裂纹,促进水泥水化;对水泥砂浆表面进行元素分析可知,当GO掺量过高时容易因产生团聚而降低水泥水化硬化性能。     

水泥基材料水化产物的研究发展状况评述

详细介绍了水泥基材料水化产物的研究现状，分析了水化产物中存在的问题，讨论了其中研究相互矛盾之处，并在此基础上提出了水泥基材料水化产物的研究方向：适应于高性能混凝土发展的低水灰比、低碱度、多组分复合水泥基材料微观结构及性能的研究，藉以实现水泥混凝土材料质的飞跃。     

水泥增效剂对水泥基材料性能的影响

研究了水泥增效剂对水泥及混凝土相关性能的影响。试验结果表明:水泥增效剂的掺入,显著提高了水泥基材料的力学性能:水泥胶砂试块1 d时的抗压强度和抗折强度分别增加149%和176%,28 d时分别增加29%和44%;混凝土材料28 d时的抗压强度和抗折强度分别提高34%和42%,折压比达到12.8%。水泥增效剂在水化早期快速水化形成钙矾石,具有促凝作用,针状钙矾石交叉连接形成网络状结构,有利于胶凝材料力学性能的改善。增效剂对水泥后期水化过程的影响作用甚微。     

二水石膏和普通水泥复掺对铝酸盐水泥基砂浆性能的影响

以铝酸盐水泥为主要胶凝材料,复掺二水石膏(11%、13%、15%、17%)和普通水泥(2%、4%、6%、8%),制备出铝酸盐水泥基砂浆。通过测试宏观抗压强度,同时采用物相分析(XRD)和微观结构(SEM)两种表征手段,探究了二水石膏和普通水泥复掺对铝酸盐水泥基砂浆性能的影响。研究结果表明:改性铝酸盐水泥基砂浆试件抗压强度随着养护龄期的增长而逐渐增加,且二水石膏掺量在11%~13%,普通水泥掺量在2%~4%时,铝酸盐水泥基砂浆力学性能较好;各铝酸盐水泥基砂浆28d龄期试件内部主要含有AFt和铝胶,AFt、CAH_(10)及C_3AH_6等水化产物相互交叉、搭接,铝胶和C-S-H凝胶将各水化产物胶结在一起,且各水化产物数量的分布差异,造成其力学性能差异。     

工艺参数对石墨尾矿透水材料性能影响的研究

以石墨尾矿为主要原料,水泥、石灰、粉煤灰、矿渣粉、脱硫石膏等固废物为胶凝材料制备低温陶瓷透水材料。考察了胶凝材料、水、成型压力、养护条件等对材料性能的影响。利用XRD和SEM对材料进行微观分析,表明材料水化产物呈针状分布在未水化的石墨尾矿周围,水化产物之间及水化产物与石墨尾矿颗粒之间结合较好。     

不同形貌水化硅酸钙的制备及其对水泥水化性能的影响

采用沉淀法制备形貌分别为类纤维状、类球形堆叠状及团聚锡箔状的水化硅酸钙(C-S-H),并探究了不同形貌C-S-H对水泥水化产物形貌及水泥性能的影响。结果表明:不同形貌的C-S-H对水泥浆体的微观形貌有调控作用;C-S-H能有效缩短凝结时间,加快水泥水化速度,并提高水泥浆体的早期强度,其中纤维状的C-S-H分散性最好,对水泥性能的提高效果最为显著。     

碱镍渣混凝土的制备及性能研究

以碱镍渣混凝土材料为研究对象,研究了碱镍渣混凝土的坍落度和强度,结合场发射扫描电镜(SEM-EDS)和压汞仪微观测试仪器,分析了碱镍渣水泥水化产物的形貌和孔结构。研究结果表明,碱镍渣混凝土的抗压强度发展规律与普通混凝土相似;碱镍渣水泥的主要水化产物是水化硅酸钙(C-S-H)和方解石;随着养护龄期的延长,孔结构被方解石填充,提高了密实度,有助于强度的提高。     

矿渣-脱硫石膏-水泥复合胶凝材料的性能研究

制备了矿渣-脱硫石膏-水泥复合胶凝材料,通过抗压强度试验确定了其最佳配合比,并进行了微观机理分析。抗压强度结果表明：相同水泥掺量(10%)下,随着脱硫石膏掺量的增加,试件的28 d抗压强度先增大后减小;相同m_矿渣∶m_脱硫石膏(8.0∶1.0)下,随着水泥掺量的增加,试件的28 d抗压强度先增大后减小;最佳m_矿渣∶m_脱硫石膏∶m_水泥为75.5∶9.5∶15.0。28 d微观结果表明：随着脱硫石膏掺量的增加,水化产物生成量增多,AFt由针状变为粗棒状,但同时CaSO₄·2H₂O量也较多;随着水泥掺量的增加,CaSO₄·2H₂O和矿渣颗粒减少,无胶结性的SiO₂增多,AFt由针状先变为粗棒状再变为针状和粗棒状共同存在。     

激发剂对钢渣胶凝材料性能的影响

以钢渣、矿渣、水泥熟料为主要原料,并掺入少量激发剂,成功制备了高强、高钢渣掺量的钢渣胶凝材料.探讨了激发剂、熟料掺量、钢渣掺量对钢渣胶凝材料性能的影响,并通过SEM,XRD分析了激发剂对钢渣胶凝材料浆体水化产物及水泥石微观结构的作用.结果表明:激发剂显著提高了钢渣的活性,从而大幅度提高了钢渣胶凝材料的早期性能;掺加激发剂后,钢渣胶凝材料3 d抗压强度可增加119.7%;激发荆对钢渣胶凝材料浆体水化产物种类的影响不大;与硅酸盐水泥浆体相比,钢渣胶凝材料浆体中C-S-H凝胶和Aft晶体含量明显增多,Ca(OH)2晶体含量显著降低.     

磷酸镁水泥基材料复合减水剂的应用研究

在研究适用于普通硅酸盐水泥的减水剂对磷酸镁水泥(MPC)基材料流动性影响的基础上,根据MPC基材料的水化特点,采用复合方法配制减水剂,研究了复合减水剂对MPC基材料流动性、凝结时间、强度、水化产物及结构的影响.结果表明,适合于普通硅酸盐水泥的减水剂,对MPC砂浆流动性没有明显改善作用;复合减水剂对MPC基材料流动性及强度均有明显改善作用,而且还能提高MPC水化产物生成量和水化产物密实度.     

不同矿物掺合料透水混凝土体系的硬化性能及微观结构

研究了不同矿物掺合料掺量对透水混凝土力学性能的影响,并对透水混凝土的物相组成和微观形貌进行了分析。结果表明:随矿粉和硅灰掺量的增加,透水混凝土的抗压强度先降低后提高;随粉煤灰掺量的增加,透水混凝土的抗压强度逐渐提高。矿粉和粉煤灰对透水混凝土的早期抗压强度有明显降低作用。微观分析表明:矿粉、粉煤灰或硅灰掺量较少时,水化产物微观形貌的改变是透水混凝土抗压强度降低或提高不明显的主要原因;矿粉、粉煤灰和硅灰掺量较多时,C-S-H凝胶和AFt晶体含量的增多和水化产物微观形貌的改善是透水混凝土抗压强度提高的主要原因。矿粉和粉煤灰不同程度上对透水混凝土具有缓凝作用。     

石膏与硅灰对钢渣水泥基胶凝材料复合改性效应

以钢渣和水泥为主要原料,加入少量石膏(CaSO4·2H2O)与硅灰,制备钢渣水泥基胶凝材料。探讨了CaSO4·2H2O与硅灰掺量对钢渣水泥基胶凝材料强度的影响,并通过XRD、SEM表征,研究钢渣水泥基胶凝材料的水化性能。结果表明：复掺1% CaSO4·2H2O和4% 硅灰的钢渣水泥基胶凝材料3 d抗压强度较未掺CaSO4·2H2O与硅灰提高了59.0%,28 d抗压强度提高了32.4%;CaSO4·2H2O与硅灰的加入不会影响钢渣水泥基胶凝材料水化产物种类;相同龄期内,加入CaSO4·2H2O与硅灰的钢渣水泥基胶凝材料中水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和钙矾石(AFt)含量增多,Ca(OH)2晶体含量、晶体尺寸有所减小。     

蒸汽养护对水泥基材料性能影响的研究进展

蒸汽养护能够加快水泥基材料水化速率,提高混凝土的早期强度,但水泥基材料水化性能在蒸汽养护及普通养护下存在显著差异,其高温养护条件下产生微结构缺陷、损伤和脆性的内在机理仍需要系统深入研究。为了更好的研究和应用蒸汽养护技术,综述了蒸汽养护对水泥基材料水化性能、孔结构、抗压强度、体积稳定性能和耐久性能等方面的研究进展,认为蒸汽养护制度与胶凝材料体系在水泥基材料水化性能、孔结构与强度之间的平衡点是评价其总体作用效果的关键,并指出蒸汽养护条件下掺合料间的相互作用机制、复合激发效果;多元胶凝体系水化热力学、动力学及其微观结构的演变规律。     

利用脱硫石膏制备石膏-粉煤灰-水泥胶凝体系砌块的研究

以利用轮窑及烧结制品余热煅烧脱硫石膏制备的建筑石膏为主要原料,水泥和粉煤灰为掺和料,石灰为激发剂,通过设计安排正交试验,分析了各掺和料对石膏基胶凝材料试件强度的影响,确定了最佳配合比;采用了优化配合比进行了验证试验,并通过XRD和SEM分析了此石膏基胶凝材料的水化产物和微观形貌,探讨了石膏-粉煤灰-水泥胶凝体系的水化机理及对石膏制品性能改善的机理,最终制备了满足标准要求的空心石膏砌块。     

硅灰对磷酸镁水泥基注浆材料早期力学性能及微观结构的影响

利用硅灰作为矿物掺合料,研究硅灰对磷酸镁水泥基注浆材料(MPCG)早期力学性能及微观结构的影响。结果表明,MPCG的主要水化产物为K型鸟粪石(KMgPO₄·6H₂O),掺6%硅灰能减少基体内微裂纹的产生,使MPCG基体更致密,从而提高MPCG的早期抗压强度和耐水性,此时,在空气中养护7 d的抗压强度达到11.7 MPa。