膨胀剂在复合胶凝体系中的水化动力学特性研究

通过等温量热法测试了复合胶凝体系的水化放热,基于Krstulovic-Dabic模型,讨论了膨胀剂对复合胶凝体系水化动力学特性的影响,并分析了复合胶凝体系水化过程。结果表明：复合胶凝体系第三放热峰主要由矿渣粉火山灰反应所致。钙质膨胀剂的掺入会提高复合胶凝体系加速期水化速率及水化放热量,延缓矿渣粉火山灰反应进程;镁质膨胀剂亦延缓了火山灰反应,但程度要弱。各组复合胶凝体系均符合Krstulovic-Dabic模型提出的NG-I-D水化历程,但矿物掺合料的存在影响了Ⅰ阶段的模拟精度;膨胀剂的掺入降低了复合胶凝体系的反应级数n及反应速率常数K1′、K2′,同时缩短了NG阶段,延长了Ⅰ阶段。     

铜渣粉-水泥复合胶凝体系的水化热及动力学研究

采用等温量热法,分别测定了铜渣粉磨时间为30、60min,掺量为0%、20%、30%和40%的铜渣粉水泥复合胶凝体系的水化放热速率和放热量,分析了铜渣粉细度和掺量对复合胶凝体系水化反应历程的影响,并且基于Kstulovic Dabic模型计算得到了水化动力学参数.结果表明：铜渣粉推迟了复合胶凝体系的诱导期结束时间、加速期开始时间以及第2放热峰出现时间,降低了复合胶凝体系水化放热量及水化速率;水化12h前,铜渣粉对复合胶凝体系水化热呈抑制作用;水化12h后,铜渣粉活性逐渐被激发,水化速率加快;铜渣粉水泥复合胶凝体系的水化反应经历结晶成核与晶体生长相边界反应扩散作用（NG I D）过程,由Kstulovic Dabic水化动力学模型计算得到的铜渣粉水泥复合胶凝体系水化反应速率曲线,能够较好地分段模拟由量热试验得到的水化速率曲线;复合胶凝体系的结晶成核与晶体生长（NG）过程随铜渣粉掺量的增加和细度的降低而延长,相边界反应（I）过程随铜渣粉掺量的增加而缩短.     

绿色高密实低水化热海工专用胶凝体系设计研究

将最小用水量法和限定胶凝体系稠度条件相结合,使胶凝材料各组分之间达到物理紧密堆积的同时,保证水泥基材料所必需的流动性,研究了多元胶凝材料体系的力学性能、工作状态、孔隙率以及对水泥基材料抗氯离子渗透的影响,并进行了水化放热测试,最终优选出水泥占比小、更加密实、水化放热更低、抗氯离子渗透性优良的三元胶凝体系,配比为:42.2%水泥+22.8%粉煤灰+35.0%矿粉,胶砂28 d抗压强度在40 MPa以上,28 d孔隙率为5.2%、1 d水化放热小于150 J/g,7 d水化放热小于400 J/g,且较加入硅灰的胶凝体系性价比更高。     

污泥-稻壳-木屑混烧灰胶凝性能及重金属浸出特性研究

利用污泥-稻壳-木屑混烧灰、钢渣粉以及水泥等材料制备复合胶凝材料,研究了该胶凝材料胶砂的工作性能、物理力学性能、水化热、水化产物以及重金属毒性浸出特性。结果表明,混烧灰与钢渣粉的掺入改变了水泥胶砂的工作性能,与纯水泥试件相比,复合胶凝材料胶砂的抗压、抗折强度均有所降低,混烧灰掺量不宜超过50%。替代材料的掺入使得水化的诱导期延长,主放热峰向右偏移,推迟胶凝材料的水化过程。由于火山灰效应的存在,使复合胶凝材料体系的累积水化放热量增大。XRD分析表明,复合胶凝材料的水化产物主要为无定形相,复合胶凝材料的自胶凝固化作用抑制了混烧灰中主要重金属元素的迁移性,浸出浓度指标均符合GB 8978—1996《污水综合排放标准》要求。     

水泥-磷渣-膨胀剂复合胶凝材料灌浆砂浆性能研究

试验研究了磷渣、早强剂、膨胀剂对灌浆砂浆性能的影响,测试分析了水泥-磷渣-膨胀剂复合胶凝材料的水化热和孔结构。结果表明：以硅酸盐水泥为基材配制灌浆砂浆,磷渣掺量宜控制在20%~30%之间;水泥-磷渣-膨胀剂复合胶凝材料水化放热速率低且放热量小,平均孔径和最可几孔径较小,孔径分布合理,适用于配制灌浆砂浆。     

胶凝材料组成对高强混凝土早期温升的影响

分别在25、50℃条件下测定了水泥、水泥-矿渣、水泥-粉煤灰-硅灰三种不同胶凝材料的水化放热特性,并测定了分别用三种胶凝材料配制的相同强度等级的混凝土的绝热温升。试验结果表明:无论在常温还是高温条件下,水泥-粉煤灰-硅灰体系的水化放热速率始终低于纯水泥体系;水泥-矿渣体系的水化放热速率在水化减速期的后阶段超过纯水泥体系,使其与纯水泥体系的放热量差距缩小;提高水化温度对水泥-矿渣体系的水化促进作用非常明显。混凝土的初期绝热温升与其胶凝材料在常温条件下的水化放热特性相关性强,随着内部温度的增大,绝热温升与其胶凝材料在高温条件下的水化特性具有更好的相关性。     

沸石对丁苯共聚物/水泥凝结硬化及早期水化的影响

为了解决丁苯共聚物/水泥复合胶凝材料凝结硬化慢的问题,将沸石作为调凝材料,讨论其对复合胶凝材料凝结时间和早期强度的影响,并从水化放热速率和水化产物的角度分析沸石调节凝结硬化的机理.结果表明:沸石能够加速丁苯共聚物/水泥复合胶凝材料的水化,通过促进C_3A和C_3S的水化,缩短复合胶凝材料的水化诱导期,提高加速期最大放热速率,促进AFt和Ca(OH)_2的生成,从而加速复合胶凝材料的凝结硬化,缩短凝结时间,提高早期强度.     

矿渣-水泥复合胶凝材料体系水化反应特性的研究

研究矿渣掺量对矿渣-水泥复合胶凝材料体系水化反应动力学过程的影响.结果表明:复合胶凝材料体系的水化放热速率随矿渣掺量增加和水化温度的降低而下降;非蒸发水含量随矿渣掺量的增加呈现先增大后降低的趋势,当矿渣掺量为30％时,非蒸发水含量达到最大值;复合胶凝材料体系的抗压强度随矿渣掺量的增加而降低,且复合胶凝材料体系抗压强度在28 d前增幅较大,在28 d后增长趋于平缓.从SEM照片上可以看出,矿渣掺量不超过30％的复合胶凝材料体系中,部分凝胶与晶体紧密结合在一起,试样微观界面结构较为致密.     

水泥水化机理及其研究方法

介绍了水泥水化机理,包括液相水化论和固相水化论,并从动态和静态的角度详细介绍了水泥水化机理的研究方法,动态研究法包括水化热法、水化动力学法、电阻率法、环境扫描电镜法和电化学方法,静态研究法包括化学结合水法、CH定量测试法、X射线衍射法、扫描电镜法,以及先进的研究方法,包括图像分析法和计算机模拟,为进一步研究复合胶凝体系的水化过程及水化机理提供理论依据.     

自然养护条件下水泥-粉煤灰复合胶凝材料体系早期水化的研究

在自然变温条件下,采用水化热,XRD,TG-DSC手段研究了水泥-粉煤灰复合胶凝材料体系在水灰比一定的条件,粉煤灰掺量和亚硝酸钠掺量对早期水化的影响规律。研究结果表明:在水化热测试中,温度对胶凝材料的早期放热速率影响较大,粉煤灰掺量和亚硝酸钠掺量对其放热速率影响较小,但三者都会影响胶凝材料早期水化放热量;在XRD分析中,随着粉煤灰的掺量增加,水化产物CH在晶体产物中的比例是逐渐下降的,随着亚硝酸钠的增加,水化产物CH在晶体产物中的比例逐渐增加的;在TG-DSC产物分析中,水化产物CH随着粉煤灰掺量和亚硝酸钠掺量的逐渐增大,水化产物CH的含量是逐渐减少的。这表明:亚硝酸钠一方面促进的胶凝材料的水化,生成较多的CH,另一方面激发了粉煤灰的火山灰效应,消耗了部分的CH,生成了不易形成晶体的水化硅酸钙。     

转炉钢渣胶凝细集料试验研究和应用

本文介绍了粒化转炉钢渣直接用作胶凝细集料的研究及工程应用,试验证实了转炉钢渣胶凝细集料试体的水化结构密实、力学性能稳定、水化放热慢,瞬时放热量小,持续时间长,热流起伏小,后期强度持续增长。     

磷渣粉水泥基复合胶凝体系的水化特性

结合扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),差热-热重分析(DSC-TG)以及微量热仪等微观测试手段,研究了磷渣粉水泥基复合胶凝体系的水化特性.结果表明:磷渣粉的掺入只会影响水泥基材料的水化产物类型和数量,但不会改变水化产物的种类,水化产物中没有观察到羟基磷灰石的存在.磷渣粉的掺入不会影响C3A的水化,但会延缓水泥熟料中C3S和C2S的水化,磷渣粉主要通过延缓水化诱导期来实现水泥胶凝体系的缓凝.掺磷渣粉复合胶凝体系诱导期后各阶段的水化反应阻力减小、水化反应速率增加,但整个复合胶凝体系的总体水化程度降低,降低幅度随着龄期增长不断减小.     

掺合料对胶凝体系早期水化放热和力学特性的影响

胶凝材料水化热是水工大体积混凝土的关键热学参数,直接影响水工混凝土的温控设计。本文采用热导式等温量热仪试验研究水泥基胶凝材料体系中各种掺合料对水泥水化放热过程的影响,结合其早期强度发展,探讨不同掺合料对水泥基胶凝材料体系早期放热过程和强度的影响规律,为大体积混凝土中掺合料的应用提供技术支撑。研究结果表明,选用的掺合料方案其早龄期水化放热量与对应的早期抗压强度有较好的线性相关,根据早期强度设计要求和水化热控制需要,优先考虑粉煤灰、矿渣粉单掺或者复掺方案。     

大掺量矿渣-水泥复合胶凝材料体系的性能研究

研究了不同细度矿渣对水泥基复合胶凝材料性能的影响,分析了复合胶凝材料体系的力学性能,并采用扫描电子显微镜(SEM)、压汞法(MIP)、热分析(TG-DTG)测试了矿渣-水泥复合胶凝材料体系的微观结构及水化产物,结果显示:矿渣的掺量对复合胶凝材料体系性能具有较大影响,具体表现为50%～70%矿渣掺量范围内,随掺量的增大,硬化浆体孔渗流程度增大,力学性能降低,且该趋势与细度无关;矿渣细度降低,可细化硬化浆体孔结构,降低孔的渗流程度,水化产物显著增多,微观结构更加密实,从而对力学性能起到正效应。     

碱激发再生黏土砖粉泡沫混凝土性能研究

研究了在碱激发方式下再生黏土砖粉的活性激发效果和机理,探究了活性激发后的再生黏土砖粉用于制备泡沫混凝土的可行性。结果表明：复合碱激发剂可以提高再生黏土砖粉-水泥胶凝材料的28 d抗压强度和活性指数,当复合碱激发剂掺量为3%时,试件的28 d抗压强度和活性指数分别为22.42 MPa和73.3%,激发效果最好;当采用复合碱激发剂时,胶凝材料体系的水化放热速率和水化放热总量低,水化反应时间长,试件的后期强度高;当复合碱激发剂掺量为3%、再生黏土砖粉掺量为40%、水胶比为0.50时,再生黏土砖粉泡沫混凝土的性能满足JG/T266—2011《泡沫混凝土》的要求。     

粉煤灰-脱硫石膏水泥基材料水化活性及微结构

采用DTA-TG、XRD、SEM以及宏观水化收缩和强度试验等手段研究了粉煤灰-脱硫石膏-水泥三元复合胶凝体系的水化过程、活性效应及微观结构等,根据试验结果总结了复合胶凝材料的水化动力学过程.结果表明,粉煤灰-脱硫石膏水泥石的钙矾石吸热峰强于基准样;在各组分相互活性激发和外掺激发剂作用下,粉煤灰-脱硫石膏水泥石中2次水化...     

高掺量粉煤灰矿渣水泥水化进程及水化热的研究

掺加适当比例的自制复合活性激发剂，配制了高掺量粉煤灰矿渣水泥胶凝材料，运用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和差热分析（DTA）等手段研究了胶凝材料不同龄期的水化物相，测量了水化物早期水化热，结果表明，高掺量粉煤灰矿渣水泥具有较好的胶凝性，早期水化放热较低。     

纳米SiO2对掺污泥焚烧灰水泥胶砂性能的影响

研究了纳米SiO₂对污泥焚烧灰-水泥复合胶凝体系性能的影响,并对其水化程度进行了分析。结果表明:随着污泥焚烧灰掺量的增加,复合胶凝体系的标准稠度用水量增加、凝结时间延长,水泥胶砂流动度降低、抗压和抗折强度降低;纳米SiO₂的掺入在一定程度上缩短了复合胶凝体系的凝结时间,提高了水泥胶砂的强度,但对工作性不利;掺入纳米SiO₂后,复合胶凝体系7 d内的化学结合水生成量和生成速率较高,纳米SiO₂对复合胶凝体系早期水化影响较大。     

聚羧酸减水剂对普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系性能的研究

研究了聚羧酸减水剂对普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系性能影响。测试了不同掺量的聚羧酸减水剂对于标准稠度用水量及凝结时间、胶砂强度、水泥胶砂干缩率、水化放热的影响,并利用XRD(X射线衍射仪)和SEM(扫描电子显微镜)进行微观结构的观察和分析。随着聚羧酸减水剂掺量的增加准稠度用水量逐渐减降低,凝结时间先减小后增大;胶砂强度胶砂的1、3、28 d抗折、抗压强度均先增大再减小;水泥胶砂干缩率随着聚羧酸减水剂的掺入,很大幅度的减小了水泥胶砂试件的干缩率;聚羧酸减水剂的掺入使普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的水化放热峰出现时间延后,且使初期的水化放热峰值提高。掺入减水剂会使水化产物增多,钙矾石结晶变粗壮,结构更加密实。     

冶金渣制备生态型人工鱼礁混凝土的试验研究

通过正交试验研究了矿渣钢渣熟料石膏体系胶凝材料的强度。胶凝材料正交试验表明：矿渣：钢渣的复合比为7∶1,矿渣和钢渣的比表面积分别为480 m 2·kg -1和550 m 2·kg -1,并与10%的水泥熟料和10%的脱硫石膏复合的胶凝材料具有较高的强度。以优化后的胶凝材料代替水泥,并以热闷法稳定化的钢渣颗粒为骨料,可以制备出抗压强度达到65 MPa以上的人工鱼礁混凝土。利用XRD和SEM方法分析胶凝材料的水化过程,结果表明,水化反应主要生成AFt相和C-S-H凝胶,钢渣、水泥熟料和脱硫石膏的协同作用对矿渣的火山灰活性反应具有重要促进作用。