不同矿物掺合料在复合胶凝材料中水化特性的对比研究

通过强度、X射线衍射(XRD)、差热-热重(DTA-TG)及扫描电镜(SEM)测试,对比研究了玻璃粉、石灰石粉和钢渣粉在水泥基材料中的水化特性.结果表明:养护早期,钢渣粉、石灰石及玻璃粉在胶凝体系中主要作为惰性材料起到填充作用,单掺15％的石灰石粉和钢渣粉能促进胶凝体系早期强度增长.养护至90 d时,由于掺合料的二次水化作用,复合胶凝体系的强度增长率高于纯水泥样;石灰石粉能与熟料中的铝相发生水化反应生成单碳水化碳铝酸钙;钢渣粉胶凝体系内,除了水泥水化继续生成的氢氧化钙之外,钢渣粉中的活性物质如C2S和C3S后期水化也能生成氢氧化钙,使得体系内氢氧化钙含量随龄期增加而增加;玻璃粉在养护后期能与氢氧化钙发生火山灰反应,且玻璃粉火山灰反应消耗的氢氧化钙量大于水泥水化的氢氧化钙量,导致玻璃粉体系内氢氧化钙含量随龄期增加而降低.     

活性与惰性掺合料对复合胶凝材料水化性能的影响

采用ESEM、MIP、XRD及SEM等测试技术研究活性(粉煤灰)和惰性(石灰石粉)掺合料对复合胶凝材料强度、孔结构及水化产物等的影响,以此揭示水泥-粉煤灰-石灰石粉胶凝材料体系的水化特性。结果表明:石灰石粉和粉煤灰复掺具有比粉煤灰更好的减水效应,复合胶凝材料的强度也比单掺粉煤灰高;石灰石粉和粉煤灰复掺时,能够很好地填充熟料颗粒间的孔隙,显著改善孔结构,降低孔隙率,使孔隙结构得到细化;石灰石粉在复合胶凝材料中后期水化明显,生成水化碳铝酸钙;SEM照片也证实了石灰石粉水化活性以及对孔结构的改善作用。石灰石粉和粉煤灰复掺能优化复合胶凝材料体系,提高材料的水化性能。     

熟料-硅锰渣-石灰石复合胶凝材料水化特性研究

发展低熟料高标号胶凝材料是水泥工业碳达峰目标达成的有效途径之一,但对水泥混合材特性利用及多种混合材协同作用也提出了更高要求。本文以四川地区工业固废硅锰渣和地域资源丰富的石灰石为主要混合材,配制了熟料-硅锰渣-石灰石复合胶凝材料,研究了复合胶凝材料性能及水化特性。研究结果表明,熟料-硅锰渣-石灰石复合胶凝材料工作性良好,后期力学性能增强,且石灰石粉的成核诱导水化效应可有效改善单独使用硅锰渣胶凝材料体系凝结时间延长和早期强度过低问题。复合胶凝材料体系中,石灰石粉的早期成核诱导水化效应和硅锰渣后期水化活性均能得到充分发挥。此外,硅锰渣和石灰石粉能够协同参与胶凝材料体系水化,消耗铝相生成水化碳铝酸盐相,增加水化产物总量,同时也能阻止AFt向AFm转变,有利于体系力学性能稳定提升。     

大掺量石灰石粉-水泥复合体系水化机理的研究

通过XRD、综合热分析、水化放热等测试手段对大掺量石灰石粉-水泥复合体系的水化机理进行分析,分析结果表明：石灰石粉对水泥早期水化有显著的促进作用,石灰石粉比表面积越大,效果越明显,在水化后期,部分石灰石粉参与水化反应生成少量水化碳铝酸钙,掺有石灰石粉的水化浆体中凝胶数量较纯水泥系统少。     

石灰石粉在超高性能水泥基材料中的作用机理

采用扫描电镜、X射线衍射以及差热-热重分析技术研究了石灰石粉在超高性能水泥基材料中的作用机理.研究表明,在高温蒸养的条件下,石灰石粉的水化活性及加速水化效应比较明显,水化生成单碳水化碳铝酸钙和三碳水化碳铝酸钙;在配制超高性能水泥基材料时,掺量为10％的石灰石粉对强度的影响较小,可以降低材料成本.     

石灰石粉-粉煤灰细度变化对水泥基胶凝材料体系水化动力学的影响

为研究混磨不同细度石灰石粉-粉煤灰对水泥基胶凝材料水化进程和早期力学性能的影响规律,本文采用等温量热法测定了不同细度复合胶凝体系在水化温度为20 ℃时的水化放热速率和放热量,根据Krstulovic-Dabic提出的水化动力学模型计算了复合胶凝体系水化反应各阶段的动力学参数。结果表明:增加石灰石粉和粉煤灰的细度可促进复合胶凝体系水化产物的结晶成核与晶体生长,缩短水化诱导期结束时间和达到最大放热速率时间,加速水泥的水化反应速率。石灰石粉和粉煤灰细化会缩短相边界反应过程时间,使复合胶凝体系在水化程度更高时发生反应控制机制转变。抗压强度试验表明增加细度可明显提高胶砂试件的早期强度,其后期强度保持稳定。     

陶瓷抛光砖粉与水泥熟料的相互作用

通过化学结合水量和水化热的测定,研究陶瓷抛光砖粉与水泥熟料的相互作用,并将之与粉煤灰对比.结果表明:陶瓷抛光砖粉的掺入降低了复合胶凝材料的总水化程度,但促进了复合胶凝材料中水泥熟料的水化;以相同掺量取代水泥熟料,掺抛光砖粉可明显促进水化样早期水化,降低水化热,至水化后期这种促进作用有所降低.在最佳掺量约30％的条件下,抛光砖粉对水泥熟料水化反应的促进作用明显,此时熟料水化程度最高,表现为等效结合水量值最大.掺粉煤灰对水化样的早期水化促进作用不明显,但至水化后期会加速水化.粉煤灰掺量越大,粉煤灰自身的反应程度越低,水泥水化的程度越高.     

大掺量超细矿渣粉水泥基胶凝材料的性能与结构及磷石膏的影响

研究了用50%～80%(质量分数,下同)超细矿渣粉和20%～50%的P·Ⅱ42.5水泥配合的胶凝材料的性能及添加磷石膏对其性能的影响.结果表明:用50%～80%超细矿渣粉等量取代水泥,对水泥的凝结时间影响不大,但会较大幅度降低其3 d和7 d的抗压强度和抗折强度:而超细矿渣粉的取代量为50%～60%时,胶凝材料的28d强度与硅酸盐水泥持平甚至超过后者,并可减小胶凝材料的早期收缩:掺加超细矿渣粉量的2%～3%的磷石膏可以较大幅度提高大掺量超细矿渣粉胶凝材料的早期强度,而对其后期强度和干缩性能无不利影响,对大掺量超细矿渣粉胶凝材料硬化后期浆体水化产物和结构也无显著影响.     

水泥的碳酸化工艺研究

通过设计正交实验,测定碳酸化水泥复合胶凝材料与纯水泥的水化产物及观察硬化浆体的微观形貌,研究了水泥的碳酸化工艺条件。结果表明：碳酸化水泥复合胶凝材料3d、28d的抗压强度普遍高于纯水泥,且强度等级由42．5提高至52．5;水量、碳酸化温度对碳酸化复合胶凝材料3d抗压强度有显著影响,且水量的影响作用较大;水泥的碳酸化最佳工艺条件为水量：0．2％、CO2压力：0．2MPa、碳酸化温度：25℃、碳酸化时间：30min;复合胶凝材料3d水化产物中有CaCO3微晶析出,28d水化产物中有较多的碳铝酸钙生成。     

减水剂与石灰石粉复合胶凝材料的适应性研究

针对石灰石粉在掺合料混凝土中的应用所产生的外加剂与胶凝体系的适应性问题,采用饱和点和流动度的方法比较了减水剂与不同复合胶凝材料(石灰石粉-粉煤灰、石灰石粉-矿渣、石灰石粉-硅灰)的适应性影响规律.试验结果表明:不同复合胶凝材料组成的适应性存在显著差异,石灰石粉的掺入能够降低聚羧酸高效减水剂的饱和点;粉煤灰和矿渣的掺入对改善聚羧酸高效减水剂与石灰石粉-水泥胶凝体系的适应性有利;硅灰的掺入使得聚羧酸高效减水剂与石灰石粉-水泥胶凝体系的适应性变差;石灰石粉-粉煤灰的掺入,混凝土的早期强度降低,但是混凝土的后期强度得到提高.