关于碱-集料反应的几个理论问题

本文详细评述了碱-集料反应的分类、膨胀机理、Ca(OH)_2的作用和混合材的抑制机理。认为所谓的碱-硅酸盐反应实质上很可能是传统的碱-硅酸反应。碱-硅酸反应主要是吸水引起膨胀。碱-碳酸盐反应是由原地化学反应和结晶压引起膨胀。目前比较一致的意见认为Ca(OH)_2对促进碱-集料反应起着重要作用。最后本文从水泥的碱度和界面化学反应的角度分析了混合材的抑制机理。     

含碱集料对碱-硅酸反应的影响

采用80℃蒸汽养护快速实验方法,研究了2种不同类型含碱集料--霞石正长岩和白岗岩对碱-硅酸反应的影响,并通过在150℃不同的碱溶液中压蒸集料的方法,对含碱集料的析碱机理进行了分析.结果表明:霞石正长岩和白岗岩对碱-硅酸反应膨胀的影响与使用水泥的碱含量有关.在使用低碱水泥时,霞石正长岩和白岗岩使碱罐酸反应膨胀显著增大,而在使用高碱水泥时,霞石正长岩和白岗岩对碱-硅酸反应膨胀促进作用均减弱;在饱和Ca(OH)2溶液中的霞石矿物能稳定存在,随着碱含量的增加,霞石矿物发生分解,而长石矿物均能稳定存在,与碱溶液的反应仅在长石矿物表面区域进行.长石矿物与混凝土孔溶液中Ca2 之间的离子交换反应是混凝土中长石矿物析碱的主要原因.     

硅酸盐水泥混凝土的碳化分析

介绍了硅酸盐水泥混凝土的碳化反应和碳化过程,分析了Ca(OH)_2与水化硅酸钙(C-S-H)的碳化作用.Ca(OH)_2发生碳化反应的同时,C-S-H也会发生碳化反应;Ca(OH)_2的碳化产物是方解石,而C-S-H碳化后会转变成无定形硅胶,可能形成稳定性差、结晶度差的球霰石、文石,其分解温度低于方解石的分解温度;C/S低、结晶度差的C-S-H凝胶易于碳化;水泥浆体孔隙溶液中的碱含量越高,碳化速度越快,深度越大.     

高掺量混合材复合水泥的水化性能

通过水化微量热、化学结合水测定和X射线衍射、热重-差热分析、扫描电镜等测试方法研究了3种高掺量矿渣、粉煤灰、石灰石复合水泥的水化性能,并与硅酸盐水泥的水化进行了对比。结果表明：高掺混合材复合水泥的水化放热特征与硅酸盐水泥有明显不同,早期水化反应速度低于硅酸盐水泥,但后期由于矿渣、粉煤灰的二次水化反应使其水化速度增长较快。主要的水化产物亦为水化硅酸钙凝胶、钙钒石和Ca(OH)2晶体,但Ca(OH)2含量明显低于硅酸盐水泥浆体中的Ca(OH)2含量。     

硬化水泥浆体孔隙中液相的分离和研究

用压滤法分离了龄期分别为半年和一年的硅酸盐水泥和低碱度水泥硬化浆体孔隙中的液相。溶液中钙的可能存在形态为Ca~(2 )、Ca(OH)~ 和Ca(OH)_2,它们之间的含量比例取决于溶液的OH~-浓度。对玻璃起侵蚀作用的主要为Ca(OH)~ ,而Ca~(2 )和Ca(OH)_2不起明显的侵蚀作用。28d后,中碱玻璃中钠的溶出百分率为抗碱玻璃的3～4倍;而在低碱度水泥浆体中,两种玻璃中钠的溶出量都不大,中碱玻璃中钠在180d内的溶出百分率也只有在硅酸盐水泥浆体中同龄期溶出率的1/12。对硅酸盐水泥浆体孔隙溶液中钙的饱和状况作了进一步的讨论,所得的结论与Diamond的不同,孔隙溶液一直为Ca(OH)_2所饱和,而不是在60～90d后钙从溶液中消失。     

Ca(OH)_2碱激发剂对水泥胶砂强度影响的试验研究

选用Ca(OH)_2作碱激发剂,采取物理激发的方式,研究了碱激发剂对水泥力学性能变化的影响。研究了不同浓度、不同龄期下水泥胶砂强度变化。试验结果表明,不同浓度的Ca(OH)_2溶液作为碱激发剂后,对水泥的早期、中后期强度均有提升,抗折强度明显提升,抗压强度提升不明显,0.1mol/L溶液较其他浓度溶液,在提升水泥胶砂抗折强度方面作用显著。     

合成脲醛树脂胶粘剂用碱性催化剂的研究

以一元碱Na OH(氢氧化钠)、二元碱Ca(OH)_2(氢氧化钙)、有机碱(HO—CH_2—CH_2)_3—N(三乙醇胺)和强碱弱酸盐Na_2SO_3(亚硫酸钠)作为不同的催化剂,采用碱-酸-碱法合成了UF(脲醛树脂)胶粘剂,并着重探讨了不同催化剂对UF胶粘剂游离甲醛含量、粘接强度、固化时间及固含量等影响。研究结果表明:以Ca(OH)_2为催化剂、M(三聚氰胺)为改性剂,所得UF胶粘剂的游离甲醛含量和粘接强度均达到了国家标准要求,而胶合板的甲醛释放量达到E_2级指标、耐水性明显改善。     

抑制碱-骨料膨胀反应的探讨

引言 碱-骨料反应间题,自1940年T.E.Stanton报导过之后,二十年来,一直吸引着学者们的注意。经验指出:硅酸盐水泥中合碱量(以Na_2O计)超过0.6％时就有可能引起混凝土骨料中活性部分发生体积不安定现象。这一现象的原因是什么?引起了学者们的热烈时论。但是迄今未得出公认的解释。 在Ca(OH)_2对碱-骨料反应的作用问题上,     

钢渣对硅酸盐水泥水化硬化的影响研究

研究了钢渣的掺量对硅酸盐水泥强度的影响,采用SEM和EDXA分析了水泥水化产物的形貌和微区化学成分,并用XRD对水泥水化产物的矿物组成进行了分析。结果表明,钢渣经细磨后活性有很大提高,当钢渣试样的比表面积为444.5m~2/kg时,其28d强度活性指标可达82.4％;钢渣的掺入会降低水泥的抗压强度,但随钢渣-硅酸盐水泥混合体系水化的全面进行,7d以后龄期的强度增长较快,至120d时混合水泥的净浆抗压强度已与纯硅酸盐水泥相差甚小;掺入钢渣后混合水泥水化产物的形貌与纯硅酸盐水泥的水化产物无明显差别,都有六方片状的Ca(OH)_2,CSH凝胶的形貌也与纯硅酸盐水泥的水化产物类似,所不同的是此种凝胶合有较多的含铁相;掺钢渣的混合水泥的水化产物主要有C_2SH(C)、AFt和Ca(OH)_2,但C_2SH(C)性质的确定还需要继续深入研究。     

水泥水化系统中Ca(OH)_2的热重定量测定研究及应用

一、前言Ca(OH)_2是水泥水化的主要产物之一,对硬化水泥的一系列物化特性有重要影响。在研究水泥及其矿物的水化时,也常以不同令期的Ca(OH)_2含量描述其动力学过程。多年以来,人们对Ca(OH)_2的定量测定作了很多研究,应用最多的是化学萃取法,还有X-射线定量分析法、差热分析法等。实践证明,这些方法都存在一些明显的缺点。化学萃取法易受许多试验条件的影响,特别是萃取时间的影响。萃取剂对其他水化产物也有一定的侵蚀作用,而且也甚费时,这是大家所公认的。X-射线定量法的主要缺点是,它只能测定结晶的Ca(OH)_2,     

不同pH值碱性电解水对砂浆工作性能和强度的影响

碱性电解水具有强碱性、高活性、离子性和吸附性等优点,本文利用不同pH值(9.5、10.5、11.5)的碱性电解水制备粉煤灰砂浆,并在粉煤灰取代率为0%、15%及30%(质量分数)的条件下,系统研究了不同pH值碱性电解水对粉煤灰砂浆的工作性能、力学性能以及Ca(OH)₂等水泥水化产物含量的影响规律,并利用XRD、SEM等微观试验对比分析了不同pH值的粉煤灰净浆的结构组成和微观形貌特征。试验结果表明:随着pH值的提高,相较于普通自来水粉煤灰砂浆,碱性电解水粉煤灰砂浆的流动度、抗压强度和抗折强度逐渐提高,水化产物Ca(OH)₂含量逐渐降低。当碱性电解水pH值为10.5,粉煤灰取代率为15%时,碱性电解水粉煤灰砂浆的早期强度和流动度的改善效果达到最佳,28 d的抗压强度和抗折强度较普通水砂浆分别提高了8.4%和12.5%。同时,相较于普通自来水净浆,不同pH值的碱性电解水净浆的团簇化和颗粒化均表现得更加明显,这对于促进水泥水化进程,提高砂浆流动性,激发粉煤灰早期活性起到了积极作用,除了生成更多的C-S-H凝胶体和Ca(OH)₂等水化产物以外,还生成了钾长石等其他水化产物。     

低温烧成熟料生产的硅酸盐水泥的水化、硬化及其长期稳定性

应用X射线衍射仪、扫描电镜、热分析仪、高压水银测孔仪等测试手段测定了低温烧成熟枓的矿物组成及其配制的硅酸盐水泥的水化产物、液相的pH值和水泥石结构等。 低温烧成熟料的矿物组成是C_3S,C_2S、C_3A、C_4AF和少量的C_(11)A_7·CaF_2相。 低温烧成熟料生产的硅酸盐水泥的水化产物、水泥石结构、液相的pH值和普通硅酸盐水泥一致。水化产物主要是C-S-H凝胶、Ca(OH)_2和C_3A·3CaSO_4·32H_2O。 阐明了低温烧成熟料生产的硅酸盐水泥的强度发展和普通硅酸盐水泥一致,不锈蚀钢筋,长期稳定性可靠。     

纳米CaCO3对硅酸盐水泥水化特性的影响

为研究纳米CaCO3对硅酸盐水泥水化特性的影响,利用微量热仪法测试了不同掺量纳米CaCO3对硅酸盐水泥水化放热影响,利用差示扫描热分析-热重(DSC-TG)法分析了其水化产物中Ca(OH)2含量与结合水量,并研究不同掺量纳米CaCO3对水泥基材料力学性能的影响.结果表明,在本试验条件下,纳米CaCO3的掺入促进了水泥的水化放热速率,水化放热亦随之增加;随着纳米CaCO3掺量增大,硅酸盐水泥水化生成的Ca(OH)2含量与化学结合水量皆增加;掺入纳米CaCO3水泥基材料的抗折和抗压强度提高,掺量为1.5％(质量分数)时对水泥基材料的力学性能提高最为显著.研究结果显示纳米CaCO3加速了硅酸盐水泥的水化.     

纳米SiO_2对硅酸三钙基骨水泥性能的影响

研究纳米SiO2对硅酸三钙(Ca3SiO5,简称C3S)基骨水泥性能的影响。结果表明:纳米SiO2的掺入,可以加快C3S的水化进程,但延缓了浆体的凝结。纳米SiO2与Ca(OH)2反应生成较低n(Ca)/n(Si)的CSH凝胶,降低了固化体中Ca(OH)2的含量。纳米SiO2与Ca(OH)2反应生成的CSH凝胶呈网络交织状结构,既可对固化体起到密实填充作用,又可增强固化体的胶凝性能,从而提高固化体的力学性能。固化体中Ca(OH)2的含量随纳米SiO2掺入量增加而降低;当SiO2掺入量达到6%时,固化体中CSH凝胶的平均n(Ca)/n(Si)开始降低。     

Ca（OH）2悬浮体系中总碱量的自动电位滴定分析

Ca(OH)_2悬浮体系总碱量的自动测定是制碱行业急需解决的问题。由于有固体颗粒存在,只能采用滴定法,但溶液中还含有多种缓冲组分,如Ca(OH)_3-CaCl_2,NH_3·H_2O-NH_4Cl,CO_3~(2-)-HCO_3~-等,使得滴定突跃变小,影响了滴定分析的准确性。一般电极灵敏度不够,并且易结垢。本分析方法利用非线性响应型pH 电极——大的恒电流下的钨电极做为终点指示电极,实现了Ca(OH)_2悬浮体系的自动电位滴定,而且精密度和准确度都较高,使得Ca(OH)_2悬浮体系总碱量的在线分析成为可能。     

β-硅酸二钙骨水泥的水化改性及其生物活性的研究

成功地合成了含球霰石β-硅酸二钙生物骨水泥,目的是为了降低β-硅酸二钙骨水泥水化产物Ca(OH)_2的碱性对生物材料的不利影响,并提高β-硅酸二钙骨水泥的生物活性。将含球霰石与不含球霰石的β-硅酸二钙骨水泥浸泡到人体模拟液(SBF)中3天,使用XRD、SEM、EDS和FT-IR对其表面形成的羟基磷灰石进行分析与研究,发现含球霰石的β-硅酸二钙骨水泥的体外生物活性明显提高了;对水化改性后的β-硅酸二钙的凝结时间也进行了评价。结果表明,含球霰石的β-硅酸二钙骨水泥的羟基磷灰石形成能力更好,凝结时间(12±2 min)适合于临床操作的使用,是极具应用前景的骨修复替代材料。     

硅酸盐水泥-矿渣复合浆体的水化反应进程研究

为考察矿渣对水泥水化进程的影响,系统研究了在不同的养护龄期、水胶比、矿渣掺量条件下,水泥-矿渣复合浆体的矿渣反应程度、非蒸发水含量、Ca(OH)2含量、孔隙率和力学性能.根据实验结果,研究了复合浆体中矿渣反应程度和非蒸发水含量的变化规律,探讨了矿渣的掺入对Ca(OH)2含量的影响,提出了水化反应进程中水泥与矿渣对Ca(OH)2的供求模式,分析了矿渣与水泥的叠加与互补效应,确定了矿渣的最佳掺量范围和最大掺量范围.上述结果可为矿渣在水泥基材料中合理有效地利用提供一定的科学依据.     

熟料氧化镁含量对水泥浆水化与收缩的影响

探讨了熟料中MgO含量对水泥收缩和水化的影响。通过X射线衍射和热重分析分别对不同氧化镁含量的熟料A矿晶型、方镁石相对含量和水泥水化产物进行了表征,并测试了3种养护条件下水泥的收缩特性。结果表明:熟料中的方镁石含量随着MgO含量增加而增加,方镁石早期水化速率较快,提高养护温度可以加速方镁石早期水化,方镁石水化膨胀能够降低水泥在干燥环境中的收缩,增加水浴环境中的膨胀。Mg(OH)_2以无定型、六方片状等形态存在于水化后的水泥中,且富集于Ca(OH)_2附近,并与Ca(OH)_2共同碳化生成CaMg(CO_3)_2等晶体。     

碱–磷渣–粉煤灰混凝土力学性能和耐久性(英文)

研究了用碱激发磷渣_粉煤灰胶凝材料(atkali activated phosphor slag fly ash cement,AAPFC)制各的混凝土的力学性能和耐久性,并用扫描电子显微镜观察了形成的水泥石与骨料的界面结构.结果表明:相对于硅酸盐水泥混凝土,AAPFC混凝土具有强度高,弹性模量较低的特点;其抗冻性和抗氯离子渗透性显著优于硅酸盐水泥混凝土,但抗碳化性不及后者.硅酸盐水泥混凝土中水泥石与骨料界面上存在大量定向排列的Ca(OH)2,造成弱结合,而AAPFC混凝土中水泥石与骨料问结合紧密.     

新疆大石峡水利枢纽混凝土碱-硅酸反应抑制研究

新疆大石峡水利枢纽混凝土选用的骨料存在碱活性,可能导致工程产生碱骨料破坏问题,本文研究了当地粉煤灰和矿粉对碱-硅酸反应(ASR)的影响,并采用XRD和SEM-EDS测试分析了水化产物和界面过渡区的形态。结果表明：粉煤灰掺量≥20%(质量分数)或矿粉掺量≥40%(质量分数)都能显著抑制碱-硅酸反应;在纯水泥样品界面过渡区可以观察到无定形相,在含有粉煤灰或矿粉的样品中未观察到无定形相,这意味着碱-硅酸反应发生在纯水泥样品中;添加粉煤灰或矿粉降低了界面过渡区物相的Ca/Si摩尔比,抑制了碱-硅酸反应。