两性接枝共聚物超塑化剂对水泥早期水化的影响

采用水化热测定仪及非接触式电阻率测定仪研究了两性羧酸类接枝共聚物超塑化剂(SSP)对硅酸盐水泥水化热性能及交变电场下电阻率的影响.结果表明:SSP在不延缓水泥正常凝结的前提下,能有效降低水泥早期水化放热量和水化放热速率,延缓水化放热峰值出现时间.SSP掺量为0.3%(质量分数)时,同空白水泥浆体相比,其1 d水化热降低了83%,水化热峰值出现时间延缓了20 h,最高水化放热速率降低了将近50%.SSP使水泥浆体的电阻率平衡期延长,且SSP掺量高的水泥浆体在凝结硬化阶段具有较大的电阻率增长斜率.     

火山灰渣对水泥水化放热的影响

研究了火山灰渣的种类、细度及掺量对水泥水化放热的影响。结果表明,火山灰渣水泥的水化放热速率及3 d累积放热量明显低于硅酸盐水泥,两种火山灰渣水泥的水化放热速率及3 d累积水化放热没有明显差异。随着火山灰渣细度的增加,火山灰渣水泥的最大水化放热速率略有增长,最大水化放热速率出现的时间略有提前,火山灰渣水泥的3 d累积水化放热差别不大。随着火山灰渣掺量的增加,火山灰渣水泥的最大水化放热速率呈下降趋势,最大水化放热速率出现的时间略有延迟。随着火山灰渣掺量的增加,火山灰渣水泥的3 d累积水化放热呈下降趋势。当火山灰渣掺量从20%增加到30%以及从40%增加到50%时,火山灰渣水泥的3 d累积水化放热量下降较快。     

丁苯乳液对合成单矿物石膏复合体系水化热的影响

利用等温量热法就丁苯乳液对合成单矿物-石膏复合体系(C3S-C2S-C3A-C4AF-CaSO4·2H2O)早期水化放热速率、水化放热量以及水化程度的影响进行了分析.结果表明:丁苯乳液的掺加会降低复合体系水化放热速率曲线的第1放热峰值(v1max),而当丁苯乳液掺量(质量比)≥10%后,v1max随丁苯乳液掺量的增加变化不大;丁苯乳液对复合体系水化初始期经历时间基本没有影响;丁苯乳液对复合体系水化诱导期、加速期以及减速期有显著的延缓作用,但当丁苯乳液掺量≥15%时,这种延缓作用不再随着丁苯乳液掺量的增加而增强;丁苯乳液的掺加降低了复合体系水化放热速率曲线的第2放热峰值(v2max);掺入丁苯乳液后,复合体系早期水化放热量减少,水化程度降低.     

烟气脱硫石膏和尾矿粉掺量对硫氧镁水泥性能的影响

研究了不同掺量烟气脱硫石膏、尾矿粉对硫氧镁水泥水化硬化热效应、抗折强度、抗压强度、耐水性能和体积稳定性能的影响.结果表明,烟气脱硫石膏能够提高硫氧镁水泥水化放热峰值温度,并缩短放热峰值温度出现的时间.尾矿粉的掺入能够延缓硫氧镁水泥水化硬化反应速率,提高硫氧镁水泥的抗压强度,降低其抗折强度和耐水性,对硫氧镁水泥的体积稳定性有所改善.     

改性氨基磺酸系高效减水剂的研究

氨基磺酸系高效减水剂ASP具有减水率高、坍落度损失小等特点，但其价格较高、混凝土易泌水离析，限制了其工程应用。将氨基磺酸的聚合物与木质素磺酸盐进行接枝共聚，研制出改性氨基磺酸秉高效减水剂ASM。可使生产成本降低20％。试验研究了ASM对水泥砂浆和混凝土性能的影响，结果表明，水灰比为0．26时，掺ASM的水泥净浆流动度达到248mm，120min后的净浆流动度损失率为12．1％，可满足低水灰比下配制混凝土的需要。掺0．5％ASM的水泥净浆凝结时问比同掺量ASP分别缩短100min～150min。可延缓水泥的初期水化。推迟水泥水化放热峰的出现约16h。掺0．5％ASM的砂浆泌水率由ASP的12．4％下降到1．4％，其保水性能有较大的提高，解决了氨基磺酸系减水剂离析泌水现象。ASM的减水串达到21．9％～26．3％。高于同掺量下ASP的减水率。掺ASM的混凝土2h后坍落度损失仅为13。4％～15．9％，28d混凝土的抗压强度均大于70MPa，达到了高强混凝土的要求。     

混凝土温升抑制抗裂技术在镇江西津湾地下停车场工程中的应用

侧墙混凝土结构温度控制是降低其温降收缩开裂风险的重要措施之一。试验研究了粉煤灰、矿粉和水泥水化热调控材料掺入对水泥水化放热进程和混凝土绝热温升历程的影响。试验结果表明:粉煤灰显著降低水泥水化加速期放热速率、放热速率峰值和放热总量,同等掺量下矿粉对这些参数影响则相对较小,抑制温升效果较差,水泥水化热调控材料显著降低水泥水化加速期放热速率、放热速率峰值,但不影响最终放热总量,绝热温升早期温度上升速率也明显延缓。将基于这些试验结果形成的混凝土配合比和配套施工措施应用于镇江西津湾地下停车场超长结构一次性浇筑过程中,取得了良好的抗裂效果。     

氨基三亚甲基膦酸对水泥水化的影响

测试了掺氨基三亚甲基膦酸(ATMP)水泥净浆的凝结时间及抗压强度.利用水化热测试、X射线衍射分析、热重分析、扫描电镜分析、Zeta电位测试等手段研究了ATMP对水泥水化的影响,探讨了ATMP对水泥净浆的缓凝机理.结果表明:随着ATMP掺量(以占水泥质量分数计)的增加,水泥净浆凝结时间逐渐延长;掺ATMP水泥净浆3d抗压强度仅在ATMP掺量大于等于0.08%时低于空白样,而28d抗压强度在ATMP掺量0.10%范围内均高于空白样;在水化初期,ATMP促进了水泥中C_3A矿物的水化.ATMP与水泥净浆中的Ca~(2+)结合形成微溶性的Ca3.5(C_3H_7O_(10)NP_3)螯合物并包裹在未水化的水泥颗粒表面,抑制了C_3S矿物的水化和Ca(OH)_2的形成,导致水泥水化放热量和水化放热速率随ATMP的掺入而明显降低.     

相变物质对水泥水化放热和混凝土性能的影响

对掺加相变物质的水泥水化放热速率及放热总量分析的结果表明,相变物质显著影响水泥水化过程并有效改变水泥放热总量。直接加入相变物质对水泥净浆流动度和混凝土的抗压强度也会产生一定的负面影响。     

激发剂对氟石膏适应性的研究

氟石膏在自然环境中水化进程缓慢,历时2年结晶水含量为17.25％,水化率为82％.KAl (SO4)2·12H2O和K2S(4能加快氟石膏的水化进程,随添加量增加和水化时间延长,试样的水化率均出现不同程度增大.早强快硬硫铝酸盐水泥能有效提高氟石膏基材料的绝干抗压强度,随着水泥掺量增加,绝干抗压强度增大:当掺量为20％时,绝干抗压强度为14.5 MPa; KAl (SO4)2·12H2O对氟石膏基材料有良好的适应性,当掺2.78％KAl (SO4)2·12H2O和20％硫铝酸盐水泥时,其绝干抗压强度为22.4 MPa.     

氯化锌在水泥颗粒表面的吸附行为及缓凝机理

通过测定氯化锌在水泥颗粒表面的吸附行为和ζ电位,结合水化热、水化产物分析等研究氯化锌对普通硅酸盐水泥的缓凝机理。结果表明:ZnCl2在水泥颗粒表面的吸附量随掺量增加而增加,吸附率随掺量增加而减小;5min时ζ电位随掺量增加而明显增大,30min后掺量对ζ电位的影响变小;ZnCl2能与OH-离子结合生成不溶性化合物,提高早期浆体中的Ca2+浓度;掺入ZnCl2后第二温峰出现的时间推后,并且水化产物减少;掺ZnCl2对早期强度影响较小,但能较好的提高后期强度,掺量为0.2%时,胶砂的抗压强度最好。     

外加剂对硫铝酸盐水泥基材料水化的影响研究

研究了Na2SO4和Li2CO3对硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料的凝结时间、电阻率、水化产物和抗压强度的影响规律。结果表明,Na2SO4和Li2CO3均能促进复合胶凝材料的凝结硬化,加速复合体系1 d龄期内的水化进程,降低硬化水泥浆体1 d龄期时的电阻率,且Li2CO3的水化促进效果更明显。掺入Na2SO4和Li2CO3后,复合体系的主要水化产物仍是钙矾石,在水化产物中并未发现Ca(OH)2晶体;Na2SO4的掺入会增大复合体系的1 d抗压强度,但3 d龄期后抗压强度略有降低,而Li2CO3的掺入会增大复合体系在28 d龄期内的抗压强度。     

高碱度水泥基材料早期开裂敏感性研究

选用粉煤灰、减缩剂和减水剂，采用五路裂缝测定仪和非接触式电阻率测定仪，分别测试了相同水灰比、不同碱类型的水泥砂浆在干燥条件下约束收缩开裂的初始时间与水泥浆体早期水化24h内的电阻率变化，并测定了水泥砂浆在干燥环境下的抗压、抗折强度．结果表明：碱度增加会加速水泥的早期水化硬化以及微结构的形成与发展；Na^ 提高水泥砂浆早期强度、增加约束收缩开裂敏感性的作用要比K^ 的明显，尤其在低水灰比、掺减水剂时其影响更为明显；粉煤灰和减缩荆可延缓水泥(尤其是高碱度的水泥基材料)的早期水化硬化，降低水泥砂浆强度的发展，推迟初始开裂时间．     

矿物掺合料对硫铝酸盐水泥-普通硅酸盐水泥复合体系性能的影响

研究了矿粉、硅灰和粉煤灰3种矿物掺合料对硫铝酸盐水泥-普通硅酸盐水泥复合体系的标准稠度用水量、凝结时间、水化放热、胶砂抗折及抗压强度、砂浆干缩率、抗硫酸盐侵蚀性能和水化产物的影响。结果表明:随矿物掺合料掺量的增加,复合体系的标准稠度用水量增大,凝结时间延长;掺加矿物掺合料后水化放热峰出现时间延后,总水化放热量减少,其中掺加矿粉和硅灰的试件初期水化速率减慢程度较掺加粉煤灰试件更明显;3种矿物掺合料对复合体系强度的影响差别较大,掺加3%硅灰的试件3 d抗压强度增长较快;硅灰的掺加会使砂浆干缩率增大,矿粉、粉煤灰的掺加可以减小砂浆试件的干缩;矿物掺合料的掺加会提高胶砂试件抗硫酸盐侵蚀性能,掺粉煤灰的试件抗硫酸盐侵蚀性能最好。     

石灰石粉对高铝水泥性能的影响

研究了石灰石粉对高铝水泥胶砂试件强度及孔结构的影响,分析了石灰石粉在高铝水泥水化过程中的作用.结果表明:高铝水泥胶砂试件抗折强度和抗压强度均随石灰石粉掺量(质量分数,下同)的增加呈现先升高后降低的趋势,各龄期(1,3,7,28d)胶砂试件的抗折强度与抗压强度均在石灰石粉掺量为3%时达到最大值;适量石灰石粉掺入高铝水泥中可生成单碳型水化碳铝酸钙和氢氧化铝,提高胶砂试件的密实度和强度;高铝水泥胶砂试件28d总孔隙率、大孔孔隙率和小孔孔隙率均随石灰石粉掺量的增加呈现先减小后增大的趋势,当石灰石粉掺量为3%时,胶砂试件各孔隙率均最小.     

用于高性能混凝土的胶结材浆体水化热研究

研究了水胶比、高效减水剂、矿物掺合料对高性能混凝土中胶结材浆体水化热的影响。结果表明：当水胶比降低时,胶结材浆体的水化热也随之下降;缓凝高效减水剂并不降低总水化热,但它推迟水化放热进程,加快后期的水化放热速率;矿物掺合料的加入可明显降低水化热、水化放热速率,推迟达到最高温度的时间,尤其是双掺、三掺时降低效果更为显著,利用这三个因素的作用－减小水化热或延迟水化放热进程,可以降低因高性能混凝土水泥用量     

硅灰对硫铝酸盐水泥水化行为的影响机理

通过抗压强度、凝结时间、电阻率测定以及X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和孔溶液分析,研究了掺硅灰硫铝酸盐水泥浆体的水化行为.结果表明:5%掺量(质量分数,下同)的硅灰可以很好地改善水泥浆体的抗压强度,10%硅灰掺量的试样抗压强度只在1,28d时稍高于空白试样;掺入硅灰明显缩短了硫铝酸盐水泥的凝结时间;硫铝酸盐水泥的主要晶体水化产物是钙矾石,28d时的钙矾石量稍高于3d时,掺硅灰试样的钙矾石量要高于空白试样;掺硅灰试样的电阻率变化曲线高于空白试样,表明硅灰的掺入能够加快水泥的水化速率;硬化水泥浆体的孔溶液碱度随着硅灰掺量的增加而降低,掺硅灰试样的Ca2+浓度高于空白试样,表明硅灰促进了熟料的溶解,5%硅灰掺量试样的Al 3+浓度最低,表明其促进水化的效果更明显.     

CaF2对硫铝酸锶钙水泥矿物形成及水化过程的影响

测试了掺CaF2硫铝酸锶钙水泥的抗压强度.通过热分析、X射线衍射分析和扫描电子显微镜观察,研究了CaF2对硫铝酸锶钙水泥熟料矿物形成和水化过程的影响.结果表明,当CaF2掺量为0.2%(质量分数)时,硫铝酸锶钙水泥抗压强度最高,3,28d抗压强度分别达到65.0,86.2MPa.在水泥煅烧过程中,CaF2能加速CaCO3的分解及C1.50Sr2.50A3珔S矿物的形成.此外,CaF2可以加快硫铝酸锶钙水泥的水化速率并促使水化产物CAH10转化为C3AH6.     

硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥水化动力学的研究

研究了石膏掺量为3.5%(以SO3计,质量分数,下同)、磷铝酸盐水泥熟料掺量为10%的硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥的力学性能和水化动力学,测定了该复合水泥在不同水化时间下的Ca2 和[SiO4]4-溶出浓度、相应的电导率及pH值.研究结果表明,磷铝酸盐水泥的掺入不仅可以提高硅酸盐水泥的水化硬化速率,而且能使硅酸盐水泥的早期以及后期强度有不同程度的提高.该复合水泥水化硬化浆体的Ca2 和[SiO4]4-的相对溶出浓度、电导率及pH值均较同龄期的硅酸盐水泥低,说明该复合水泥的水化产物较为稳定,不易溶解,而且碱性较低.硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥的水化历程与硅酸盐水泥相同,经历5个阶段,即初始期或预诱导期、诱导期、加速反应期、减速反应期和稳定期.加速反应期的水化主要由成核反应控制,而稳定期的水化主要由扩散过程控制.     

有机膦酸对水泥早期水化特征的影响

采用离子螯合反应、水化热测试及电阻率测试等,研究了2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)、羟基亚乙基叉二膦酸(HEDP)和二乙烯三胺五亚甲基叉膦酸(DTPMPA)这3种有机膦酸对水泥浆水化硬化特征的影响,并探讨了其影响机理.结果表明:有机膦酸对Ca2+具有很强的螯合作用,其中的单分子膦酸基团数量越多,对金属离子的螯合值越大,由强到弱依次为DTPMPA、HEDP、PBTCA;相同掺量条件下,有机膦酸的缓凝效力远大于葡萄糖酸钠,其对水泥浆的水化抑制能力随着膦羧基团数量的增大而增大;有机膦酸优先与Ca^2+、Mg^2+等形成稳定的螯合物,限制了Ca^2+、Mg^2+等参与水化产物的形成,延长了水化溶解期与诱导期;与空白样不同,有机膦酸的掺入使得水泥水化加速期的电阻率微分曲线上未出现1对波峰波谷,另外,电阻率微分曲线拐点与水泥浆凝结时间密切相关;适当掺量的有机膦酸对水泥28d抗压强度和抗折强度具有增强作用,但过量有机膦酸会导致水泥强度显著下降.