超硫酸盐水泥的水化产物及孔结构特性

采用抗压强度试验、X射线衍射分析、电镜扫描及压汞仪法等测试技术,测试和分析了超硫酸盐水泥在不同龄期的强度、水化产物及孔结构,并将其与普通硅酸盐水泥、矿渣水泥对比,探讨超硫酸盐水泥的水化机理。研究结果表明,超硫酸盐水泥早期强度较低,但后期强度发展快,28d强度高于42.5普硅水泥;超硫酸盐水泥的主要水化产物为水化硅酸钙、钙矾石及少量石膏晶体,未见普硅水泥及矿渣水泥的主要水化产物氢氧化钙;90d时,超硫酸盐水泥硬化浆体的阈值孔径、最可几孔径、中孔孔径及平均孔径均小于普硅水泥和矿渣水泥,具有更小的孔隙率和更高的密实度,有效地促进了超硫酸盐水泥后期强度的增长。     

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.     

基于徐州矿区煅烧煤矸石细集料活性的砂浆孔结构研究

 采用X射线衍射法(XRD)、压汞法(MIP)以及环境扫描电镜(SEM)分析方法,研究煤矸石细集料在不同煅烧温度下的活性,并对不同活性的煤矸石细集料水泥硬化砂浆的孔结构进行探讨,并进一步分析孔结构与砂浆强度之间的关系。试验结果研究表明：不同活性的煤矸石细集料,在水化初期可以与水泥水化产物发生不同程度的二次水化反应,煤矸石细集料活性会对水泥硬化砂浆的孔径分布和孔隙率产生一定影响。采用较高活性的煅烧煤矸石细集料,可以降低水泥硬化砂浆的孔隙率和优化孔径分布,且大于200 nm的有害孔明显减少,100,20 nm以下的无害孔和少害孔相应增加,水泥硬化砂浆的水化产物相应增多。煅烧煤矸石细集料的活性由低到高,可以使砂浆的孔隙得到细化,更能有效地改善砂浆的孔结构,降低其孔隙率,能够提高砂浆的强度。     

硫酸钠对水泥硬化性能的影响

从孔结构、水化产物和强度等方面研究了硫酸钠掺量对水泥硬化性能的影响。结果表明,在足量石膏存在的情况下,Na2SO4对纯熟料水泥3 d、7 d水化都有加速作用;硫酸钠能够细化水泥石早期的毛细孔,且细小孔隙数量和硫酸钠掺量呈正相关关系;硫酸钠能够提高水泥石早期强度,但会降低后期强度;硫酸钠最佳掺量为1.5%,掺量小于1.5%时,水泥石早期强度提高较显著,后期强度降幅较小,在掺量超过1.5%后,水泥石早期强度提高不显著,且后期强度降低较多。     

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。     

聚羧酸系减水剂对水泥分散和水化产物的影响

合成了3种聚氧乙烯链长的聚羧酸系减水剂,表征了它们的相对分子质量,并研究了它们对水泥颗粒分散性能和水泥水化产物性质的影响.研究表明:长短支链交替组成的聚羧酸系减水剂对水泥颗粒具有较好的分散性能,聚羧酸系减水剂的分散机理主要是其支链产生的空间位阻作用;掺加聚羧酸系减水剂后,水泥浆体需水量减少,在水化28 d内,水泥熟料的水化速率减小,水化产物数量减少;水化产物的孔径范围变小,硬化水泥石密实程度提高.     

低水灰比下硅酸盐水泥的水化性能和微观结构

研究了硅酸盐水泥的水化程度随时间的变化规律,并利用XRD和SEM分析了水化产物的微观结构,结果表明在低水灰比条件下,由于自身的密实性增强和体系的低孔隙率,使水泥的水化反应受到很大的限制。     

加气混凝土水化产物组成及其形貌研究

本文通过采用XRD衍射方法和SEM扫描电镜方法对加气混凝土水化产物的种类、结构和形貌进行研究.结果发现：经蒸压后水化产物以托勃莫来石、硅酸钙和水化石榴子石为主,内部由连通状和封闭状的“蜂窝状”椭圆形小孔构成,孔壁中有许多的“褶皱状”的产物,尺寸在200～600um之间,孔壁的厚道在20um左右.在气孔内壁,产物多为一簇簇的柳叶状托勃莫来石及少量的水化石榴子石,托勃莫来石长约2～3μ m,宽约1 μ m,水化产物密集丛生,相互交插连接,形成致密的网络状微观结构.     

蔗糖和活性氧化镁对硫氧镁水泥水化进程的影响

为了缩短硫氧镁水泥(MOSC)的凝结时间,提高其早期力学性能,以蔗糖为分散剂,用不同水化活性的氧化镁(MgO)粉制备了MOSC,分析了蔗糖对MOSC凝结时间、水化性能、抗压强度、物相组成、微观形貌和孔结构的影响.结果表明：活性为75.0%的MgO粉较活性为65.5%的MgO粉制备的MOSC凝结时间更短,早期抗压强度更高;蔗糖作为分散剂更适用于活性为75.0%的MgO粉制备的MOSC体系,通过其空间位阻效应的发挥,改善新拌浆体的流动度,延长新拌浆体的初凝时间和终凝时间,还能抑制Mg(OH)₂的生长,降低硬化浆体的孔隙率,提高其28 d的抗压强度;蔗糖可促进MOSC吸收大气中的CO₂形成MgCO₃晶体.     

电阻率法研究早期水泥净浆孔结构的演变过程

采用无电极电阻率法原位连续监测3种水灰比(0.23、0.35和0.53)水泥净浆早期水化过程中电阻率的变化全过程,同时结合等温量热仪测试的水化程度,建立水泥净浆随时间发展过程中浆体电阻率与孔结构发展的定量关系.结果表明:根据电阻率及其微分曲线的变化规律可以把水泥水化过程分为4个阶段:溶解期、诱导期、加速期和减速期.水灰比越低,毛细孔隙率和收缩因子变小,曲折因子变大,致使浆体电阻率升高,而孔溶液电阻率却下降.     

低场核磁共振低温测孔技术表征硬化水泥浆体孔结构

采用低场核磁共振低温测孔技术表征了硬化水泥浆体的孔结构,探讨了水灰比、龄期及掺和料对其孔结构的影响.结果 表明:随着水灰比的增大,硬化水泥浆体的毛细孔含量增大,凝胶孔占比逐渐降低,加权平均孔径逐渐增大;龄期延长使凝胶孔占比逐渐增大,加权平均孔径逐渐降低;纳米CaCO3主要增加40 nm左右毛细孔的量,粉煤灰则主要增加60 nm左右毛细孔的量,活性更强的硅灰则有更强的细化孔径的作用.     

聚羧酸系与萘系高效减水剂对水泥石孔结构的影响

利用氮吸附法测定了掺聚羧酸系减水剂、萘系减水剂的水泥石的孔结构,分析了减水剂对水泥石孔结构的影响;利用扫描电镜分析了聚羧酸系减水剂与萘系减水剂对硬化3天及28天水泥石微观形貌的影响.试验结果表明:聚羧酸减水剂能大幅度减小水泥石大孔的孔径,使孔更加细化和均匀化,从而增加了水泥石的致密性.     

碳化对粉煤灰水泥石比表面积和孔径的影响

用COULTER SA3100比表面积和孔径分析仪研究了碳化前后掺粉煤灰水泥石内比表面积和孔径的变化．结果表明,碳化使水泥石中孔径大于20nm的毛细孔体积减小,而孔径小于20nm的毛细孔体积增大,总孔体积减小,但内比表面积增大．水泥浆体的水灰（胶）比越大,碳化对掺粉煤灰水泥石内比表面积和孔径的影响越大．     

硬化水泥浆体孔隙溶液的制取与研究

介绍了硬化水泥浆体孔隙溶液的制取，实验测定了孔隙溶液的成分。讨论了内掺Cl^-离子对孔隙溶液OH^-离子溶液或pH值的影响，以及氯化物种类、养护方法和水泥品种对孔隙溶液成分的影响，探讨了这些因素对化水泥浆体孔隙溶液成分的影响机制。     

多外加剂对硬化水泥浆体强度及水化特征的影响

从微观孔结构角度探究以偏铝酸钠(SA)速凝剂、聚羧酸减水剂(Sp)、高吸水性树脂(SAP)保水剂为组分的外加剂体系对硬化水泥浆体强度及水化特征的影响机理,揭示其宏观性能与微观结构间的本质关联.结果表明:SA的溶解-沉淀、Sp的分散效应以及SAP的"水库"作用分别提高了水泥的早期水化速率、后期水化面积与水化程度;水泥水化加速期内最大放热峰峰值显著提高;28d龄期时改性水泥浆体抗压强度较7d时增长78%,多外加剂的协调效应改善了因单掺速凝剂所导致的水泥基注浆材料后期力学性能发展缓慢的缺陷;复合掺用SA,Sp及适量SAP可显著降低水泥浆体孔径尺寸,使其孔径分布趋于细化;SAP存在阈值掺量,其释水后大尺寸空孔的堆积导致水泥浆体孔结构及力学性能劣化;28d龄期时各体系平均孔径差异与强度试验结果一致,孔径分布规律可有效反映硬化水泥浆体力学性能的变化特征.     

氮吸附法研究早期磷铝酸盐浆体的孔结构

以吸附-凝聚理论为基础,利用氮吸附法(BET)对早期磷铝酸盐水泥(PAC)浆体的孔结构进行了测试研究,通过不同水灰比、不同龄期硬化PAC浆体的等温吸附曲线及吸附回线的线型,分析了其氮吸附特点,并根据孔比表面积和孔分布等孔结构参数,对其早期微观结构进行了分析.     

基于孔隙结构预测水泥基体的氯离子扩散系数

采用多尺度分形模型构建水泥基体的孔隙结构,在此基础上结合Maxwell公式,计算并预测了采用不同胶凝材料体系配制的水泥基体氯离子扩散系数.进一步采用压汞法(MIP)测试孔隙的结构参数,借助氯离子电迁移法(RCM)验证了所建立的氯离子扩散系数预测方法的有效性.该预测方法可广泛适用于采用不同胶凝材料体系配制的水泥基体氯离子扩散系数计算,为准确预测混凝土中的氯离子传输扩散过程提供了新的途径.     

基于水泥水化模拟的水泥石毛细孔结构分析

通过水泥水化模拟分析了水泥石毛细孔结构。基于水化动力学原理,模拟水泥水化全过程,将模拟所得的水化度与试验结果比较,验证了模拟方法的有效性。提出了水泥石毛细孔隙率和内表面积的数值方法,数值结果表明,孔隙率随着时间不断减小,内表面积先随着时间不断增大,到达峰值后随着时间逐渐减小,水灰比越小,出现峰值的时间越短。水化28d时,水灰比为0.3的水泥石毛细孔隙率和内表面积分别比水灰比为0.5的水泥石毛细孔隙率和内表面积小61%和11%。