MgO激发剂对碱矿渣抗压强度、水化产物及孔结构的影响

运用XRD、SEM、核磁共振等测试方法研究了MgO碱当量对碱矿渣材料的抗压强度、水化产物及孔结构的影响.结果表明,在试验给定碱当量范围内(3％～11％),碱矿渣砂浆的抗压强度与MgO碱当量近似呈现线性关系.MgO激发矿渣材料的水化产物主要是水滑石、托贝莫来石等C-S-H和方解石,随着龄期增长,水滑石、托贝莫来石型C-S-H结晶程度逐渐提高.随着MgO碱当量增大,碱矿渣砂浆28 d孔结构不断粗化,孔隙率不断降低,最小孔径均大于10 nm.研究结果可为MgO基碱矿渣材料的理论研究提供参考.     

无机激发剂对碱矿渣-钢渣胶凝材料抗压强度的影响

为研究几种常用无机激发剂对碱矿渣-钢渣胶凝材料抗压强度的影响,试验选取了水玻璃、NaOH、Na_2CO_3、Na_3PO_4、Na_2SO_4这5种激发剂,在改变激发剂种类和配合比的情况下,探讨其对碱激发矿渣-钢渣胶凝材料体系抗压强度的影响。并通过XRD和SEM作进一步表征。结果表明:在激发剂单掺体系中,水玻璃的效果最好,其所作用的强度最高,28 d强度达55.43 MPa;在以水玻璃为主要激发剂的碱激发剂复掺体系中,碱含量为4.5%的水玻璃与碱含量0.5%的Na_2CO_3的复掺效果相对较好,28 d强度为65.06 MPa,与单掺水玻璃相比,强度提高了约17%,引入的CO_3~(2-)有利于胶凝体系形成沸石类和方解石类水化产物。     

矿渣-稻壳灰基碱激发胶凝材料的制备

以工农业废料矿渣、稻壳灰为主要原料,制成一种新型胶凝材料,并对此胶凝材料的强度进行探讨,就不同种类的碱激发剂等因素进行探究。同时,用X射线衍射分析不同龄期此体系碱激发胶凝材料的矿物组成,并用扫描电镜观察不同龄期材料的微观形貌。结果表明,稻壳灰的活化可采用"两段煅烧法",碱组分含量为10%、激发剂为水玻璃时激发效果最好,胶凝材料水化产物为低钙硅比的C-S-H凝胶。     

碱激发矿渣胶凝材料高温力学性能研究进展

介绍了碱矿渣胶凝材料高温后残余力学性能变化规律，包括抗压强度、抗拉强度和抗折强度，并讨论了碱浓度、模数、集料、掺合料等材料参数，养护条件及高温作业机制对高温力学性能的影响。并通过碱矿渣胶凝材料微观结构及产物的高温变化进一步解释了宏观力学性能的高温变化。     

高温对碱粉煤灰矿渣水泥石微结构及力学性能的影响

对比研究了碱矿渣水泥石与不同粉煤灰掺量(质量分数,下同)的碱粉煤灰矿渣水泥石在室温至1000℃时的抗压强度和外观变化,应用X射线衍射和扫描电镜分析了常温及高温后上述水泥石的物相及微观结构.结果表明:常温下,碱矿渣水泥石抗压强度高于碱粉煤灰矿渣水泥石,且碱矿渣水泥石耐高温性能优于碱粉煤灰矿渣水泥石;600℃下,碱矿渣水泥石发生固相反应,产物为钙黄长石;粉煤灰掺量分别为50%和30%的碱粉煤灰矿渣水泥石在800,1000℃时的抗压强度降低为0,在1000℃下,其固相反应产物为钙黄长石和透辉石.     

不同养护条件对净浆微观结构与水化产物的影响

目前水泥制品基本都需要经过高温蒸汽养护和高温高压养护来提高早期强度,但是不同的养护条件对水泥制品的微观结构和水化产物会产生不同影响。本文通过XRD分析、SEM微观分析手段对复合胶凝材料的水化产物进行了研究。实验结果表明:在蒸压养护条件下,Ca(OH)2与硅质材料生成托勃莫来石,能很好地提高强度;在蒸汽养护和标准养护下胶凝材料的水化产物没有明显差别,主要还是无定形凝胶和Ca(OH)2;蒸压养护和蒸汽养护都会对净浆微结构产生不利影响,蒸压养护对净浆的破坏更大。     

碱矿渣水泥早期反应产物微观结构演化过程

利用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、²⁷Al和²⁹Si魔角旋转固体核磁共振（MAS NMR）以及¹H-²⁹Si魔角旋转交叉极化固体核磁共振（¹H-²⁹Si CPMAS NMR）研究了NaOH激发碱矿渣水泥早期反应产物的演变过程.结果表明：碱矿渣水泥在3~28 d龄期内均能观察到水化硅铝酸钙凝胶（C-A-S-H）、水滑石和单硫型水化硫铝酸钙（AFm）,凝胶产物由复杂的端链硅氧四面体（Q¹）、链状硅氧四面体（Q²）和Al取代的链状硅氧四面体（Q²（1Al））或层状硅氧四面体（Q³（1Al））构成,相对反应程度随龄期延长而增大;随着24 h内早期反应的进行,矿渣水化程度提高,铝硅比增大,铝氧四面体桥氧结构占比增大;矿渣铝氧多面体经历结构解聚、水滑石与AFm层状晶体的形成和Q²（1Al）的形成过程;反应早期24 h内Q²（1Al）迅速发展,水分子与硅氧四面体骨架交联,化学结合水形成,未发现聚合度更大的层状硅氧四面体（Q³）和Q³（1Al）结构,因此0~24 h为C-A-S-H低聚态凝胶形成阶段.     

MgO/硅酸钠复合对碱矿渣水化和力学特性的影响

为促进MgO基单组分碱激发矿渣胶凝材料(AASM)的发展和应用,采用MgO和硅酸钠作为激发剂,通过单独及复合激发的方式,研究了MgO和硅酸钠组合形式对单组分AASM水化微结构和力学特性的影响,并采用纳米压痕分析了其微观力学性能.结果表明：加入MgO后,会形成Mg(OH)₂,可提供碱性环境,促使矿渣溶解;硅酸钠溶解后,会进一步提升溶液pH值,加速矿渣Al—O、Si—O键断裂以及Ca²⁺等溶出,形成双重强化效应,促进矿渣水化;MgO/硅酸钠复合激发时,体系产生了相对单独激发时更丰富的水化产物;孔结构分析发现,复合激发时AASM具有最小的孔隙率,且有害孔隙最少;两者复合激发时会产生更多的高弹性模量水化产物,较强的微观力学性能则促使宏观力学强度的提高.     

水玻璃种类对聚合物改性碱激发矿渣性能的影响

从水化过程、力学性能、收缩性能等方面系统研究了2种水玻璃对苯丙乳液（SA乳液）改性碱激发矿渣（AAS）性能的影响及其作用机理,以期指导SA乳液在AAS中的应用.结果表明：钾水玻璃（PWG）加速矿渣水化进程的能力强于钠水玻璃（SWG）;SA乳液不影响AAS的水化进程,不会阻碍水化硅酸钙/水化硅铝酸钙的生成,但会抑制水滑石的生成;SA乳液显著降低了AAS的抗压强度,并且对PWG激发AAS的影响强于SWG激发AAS;AAS的抗折强度随着SA乳液掺量的增加呈先增大后减小的趋势,在SWG与PWG激发AAS中,SA乳液的最佳掺量分别为2.5%与5.0%;PWG激发AAS在14 d内的总变形量高于SWG激发AAS,SA乳液可显著降低硬化浆体的总收缩量.     

碱矿渣水泥的研究与发展

本文综述了近年来关于矿渣的结构新观点,碱激发矿渣的机理,碱矿渣水泥的水化,制备高强碱矿渣水泥及混凝土的方法与途径等方面的研究成果,指出了碱矿渣水泥的研究与应用的热点问题。     

海洋环境碱激发矿渣-石灰石粉净浆的微结构特性

采用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、热重分析（TG-DTG）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）,研究了不同石灰石粉掺量碱激发矿渣-石灰石粉（AAS-LS）低碳胶凝复合体系在海洋环境大气区与水下区的水化产物相组成、官能团以及微结构特性.结果表明：在海洋大气区自然碳化过程中,AAS-LS净浆新增的碳化产物主要为CaCO₃的多晶型物相——亚稳态球霰石和文石;在持续的海水浸泡环境中,有Mg（OH）₂和微量Ca（OH）₂生成,且在浸泡12个月后,类水滑石相显著出现;石灰石粉在碱激发体系中具有潜在的化学效应.     

碱矿渣胶结材低温水化行为与早期微观结构

研究了NaOH、水玻璃激发矿渣砂浆在5℃环境下抗压强度的发展,采用电阻率、选择性溶解法、压汞法（MIP）和扫描电子显微镜（SEM）分析了碱矿渣胶结材(AAS)低温水化过程及其早期微观结构.结果表明：碱矿渣胶结材在5℃环境下能持续水化,但其水化速度和抗压强度发展速度低于标准养护试件;在相同条件下,水玻璃激发AAS砂浆抗压强度较高,但其电阻率和水化程度低于NaOH激发AAS砂浆.另外,碱矿渣胶结材在5℃环境下养护1d时,硬化浆体孔隙率和大孔增加,其内部存在大量未反应微小矿渣颗粒,水化产物层薄弱、结构不密实,导致其早期强度发展缓慢.     

碱赤泥矿渣胶凝材料性能的研究

本文用水玻璃激发赤泥和矿渣而得到了高强的无机胶凝材料———碱赤泥矿渣胶凝材料。研究了赤泥掺量、水玻璃品种和掺量以及磷酸钠的掺量对这种胶凝材料强度的影响。通过正交试验确定了其最佳的质量配比。使用XRD分析了碱赤泥矿渣胶凝材料水化过程中的水化产物     

高温对矿渣混凝土抗压强度与微观结构的影响

通过抗压强度、X射线衍射和扫描电镜观测试验,研究了高温影响矿渣混凝土抗压强度与微观结构的规律和机理。结果表明,20℃升温至400℃时,矿渣混凝土抗压强度缓慢降低,超过400℃时,矿渣混凝土抗压强度随着温度的升高急剧减小;高温后矿渣混凝土抗压强度残余率高于普通混凝土,掺入适量矿渣微粉有利于改善高温环境下混凝土的力学性能。200℃时矿渣水泥浆体中的钙矾石全部分解;600℃时矿渣水泥浆体中大部分Ca(OH)_2已经分解;超过600℃时,矿渣水泥浆体中水化硅酸钙和CaCO_3开始分解,800℃时CaCO_3衍射峰消失。低于400℃时,矿渣水泥浆体由层状的Ca(OH)_2和网络状的水化硅酸钙胶体等构成,微观形态致密;高于400℃时,随着温度升高,矿渣水泥浆体的微观形貌逐渐变为疏松多孔的蜂窝状。高温导致矿渣水泥水化产物分解、浆体与骨料界面开裂是高温下矿渣混凝土力学性能劣化的主要因素。     

微波场下微珠对碱激发粉煤灰早期力学性能的影响

基于多级微波养护制度,在经浮选、磁选后的焙烧粉煤灰中掺入炭粒、漂珠和磁珠等微珠,研究微珠在微波场下的水化行为及其对碱激发粉煤灰基胶凝材料早期力学性能的影响,并采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)分析其微观结构.结果表明:掺加5%炭粒对微波养护碱激发粉煤灰基胶凝材料的早期抗压强度没有影响,5%漂珠和磁珠能够显著提升其早期抗压强度;微波养护试样中都生成了羟基方钠石和钠系菱沸石,炭粒、漂珠和磁珠均不会改变水化产物的类型;碱激发反应能够在结构中空的漂珠内外同时进行,因此可以适当缩短富含漂珠的碱激发粉煤灰试样的微波养护时间.     

碱矿渣加气砼适宜的养护方式及养护制度研究

通过考察不同养护方式及养护制度对碱矿渣加气砼强度的影响，利用ＸＲＤ和ＳＥＭ扫描电镜对水热处理过程中的水化产物进行观察２和分析，选出适宜的养护方式和合适的养护制度。     

养护制度对碱激发碳酸盐矿-矿渣胶凝灌浆材料性能的影响

本文研究了养护制度对碱激发碳酸盐矿-矿渣胶凝灌浆材料性能有着明显的影响。结果表明：升高养护温度能使碱激发碳酸盐矿-矿渣胶凝灌浆材料的早期抗压强度得到很大幅度的提高,但对材料后期强度的提高作用有限;水中养护会降低材料各龄期的强度,当矿渣掺量较低和养护较高时,强度降低尤为明显,90d龄期时材料强度甚至发生倒缩;养护温度升高时,材料微观形貌更为多样化。     

废水玻璃型砂掺量对碱矿渣材料抗压强度的影响

为解决废水玻璃型砂(spent waterglass foundry sand,SWFS)的资源化利用难题,运用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和低场磁共振仪(NMR)研究了SWFS掺量对碱激发矿渣胶凝材料(alkali-activated slag materials,AASM)力学性能与微结构的影响。研究结果表明,SWFS与AASM兼容性好,随着SWFS掺量的增大,AASM各龄期抗压强度逐渐提高,28 d提高幅度为59.1%～126.3%。SWFS水玻璃硬化壳通过溶释SiO₃^2-和少量KOH,促使界面区形成了大量水化产物,提高了界面密实性,对AASM抗压强度发展起到积极作用。研究结果可为SWFS的资源化利用提供理论基础。     

高钛矿渣对水泥基复合材料性能的影响

采用宏观、微观测试方法,研究了高钛矿渣作为矿物掺合料对水泥基材料性能的影响及其水化机理.结果表明,高钛矿渣属于CaO-Al2O3-SiO2-TiO2四元体系,活性较低;增加高钛矿渣的掺量,水泥净浆的标准稠度减小、凝结时间稍延长;掺入高钛矿渣的砂浆早期强度低、后期强度发展较快但仍不高;高钛矿渣与纯水泥的水化产物及生成量稍有差别,且水泥石孔隙增多、孔尺寸增大;高钛矿渣在高碱环境下能被激发,从而使后期强度增长.     

碱激发剂对碱矿渣混凝土高温后抗压强度的影响研究

研究了激发剂碱浓度和模数对碱矿渣混凝土经高温作用后抗压强度的影响.结果表明,对于水胶比为0.45的碱矿渣混凝土,当水玻璃模数低于1.5时,随着碱浓度的增加,碱矿渣混凝土高温后的残余抗压强度先提高后降低,碱浓度为6％时最高;而当模数为2.0时,碱浓度为8％的残余抗压强度最高.当碱浓度低于6％时,水玻璃模数与碱矿渣混凝土高...