含钛高炉渣的碳化产物对水泥砂浆强度及电阻率的影响

以攀枝花钢铁公司生产的高钛型高炉渣的碳化产物(碳化渣)取代标准砂为集料制备了水泥砂浆。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对高钛型碳化渣进行了成分、物相和形貌表征;测试了不同碳化渣含量下水泥砂浆的抗压强度和电阻率,探讨了不同碳化渣取代量对水泥砂浆电阻率的影响机制。研究结果表明,含有碳化渣的水泥砂浆的强度满足建筑水泥砂浆的要求;在潮湿状态下,碳化渣的引入无法降低28 d龄期水泥砂浆的电阻率;在干燥状态下,当碳化渣的取代量达到60%以上时,水泥砂浆的电阻率可低于标准水泥砂浆,且最低可下降87.5%。高钛型碳化渣可作为导电集料的候选材料用于制备面向建筑加热采暖用的水泥基复合导电材料。     

海泡石对砂浆抗氯离子和碳化侵蚀性能的影响

基于海泡石的基本特性,初步选用了A、B、C三类海泡石,研究了其对水泥砂浆基本性能的影响.首先采用SEM对三种海泡石进行了微观形貌表征;分析了海泡石种类及掺量对砂浆抗氯离子及抗碳化侵蚀性能的影响规律;同时调查了三种海泡石砂浆在不同掺量条件下的吸水特性;利用MIP分析了海泡石砂浆的孔隙特征;最后通过SEM进行了海泡石砂浆的微观形貌分析.结果 表明:三种海泡石均具有纤维结构,但尺度不同;在抗氯离子侵蚀性能方面,以B类海泡石效果较好,较基准砂浆的氯离子扩散系数降低了38.5％;在抗碳化方面,A类海泡石及C类海泡石掺量分别在10％ ～15％和20％以后能更好的改善砂浆的抗碳化性能;MIP表明海泡石可以改变砂浆的孔尺度,并发现海泡石对氯离子具有一定的吸附作用,吸水率测试表明海泡石使砂浆具有了较强的吸湿性.SEM发现海泡石与砂浆具有良好的结合能力,对提高砂浆性能有利.     

基于工业原料制备的γ-C2S碳化制度研究及其机理分析

在“双碳”背景下,碳化硬化型胶凝材料的研究为水泥行业实现碳中和提供了较好的思路。本文采用工业钙质和硅质原料制备γ-C₂S,探究CO₂浓度、CO₂压力、碳化湿度、碳化时间等因素对γ-C₂S碳化性能的影响,明确最佳碳化制度,并通过XRD和电子扫描探针等测试,对γ-C₂S碳化机理进行深入分析。结果表明,工业原材料制备的γ-C₂S的抗压强度和固碳量随碳化养护时间、碳化养护湿度、CO₂浓度的增大而增大,碳化养护8h抗压强度可达155.8MPa,固碳量达16.96wt.%。     

加压碳化体系对纳米碳酸钙粒度和分散性的影响

利用加压碳化体系制备粒径均一、高分散性纳米碳酸钙材料。考察氢氧化钙浓度、表面活性剂添加量、反应温度、CO2压力对制备纳米CaCO3粒子尺寸和分散程度的影响,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、Zeta电位和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)对制备的纳米碳酸钙粒子进行表征。结果表明,最优加压碳化反应条件是Ca(OH)2质量浓度为2%、表面活性剂添加量为3%(占碳酸钙理论产量的百分比)、反应温度为40℃、CO2压力为6 MPa,所得立方形碳酸钙平均粒径为117 nm,晶型为方解石型碳酸钙。碳化反应加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)使CaCO3表面形成的正电荷增大至+37.7 mV并高于标准值30 mV,表明制备的CaCO3产品具有良好的分散性且稳定。通过FT-IR和Zeta电位对CTAB改性前后CaCO3纳米粒子进行表征,探讨了CTAB对合成纳米CaCO3分散性的影响机理,为纳米碳酸钙制备提供了一种新的方法。     

碳纳米管对硅灰/水泥砂浆力学和2D-3D微结构性能的影响(英文)

为了研究碳纳米管对硅灰/水泥砂浆力学性能及2D和3D微结构的影响。采用扫描电子显微镜测试了砂浆的2D空间形貌,并首次运用X射线计算机断层扫描技术对碳纳米管增强硅灰/水泥砂浆体系的3D缺陷进行了表征,同时探讨了砂浆28d龄期的断裂韧性和耐磨性等力学性能的变化规律。结果表明,碳纳米管显著提高了砂浆的断裂韧性和耐磨性,改善了基体的微观结构,硅灰的加入有利于碳纳米管在基体中的分散和增强效应的发挥。     

氢氧化钠标准溶液中碳酸钠含量对碳化转化率分析的影响

通过对分析碳化转化率所用的0.1011mol/L氢氧化钠标准溶液的检查和分析,讨论了标准溶液中的碳酸钠含量及标准溶液的标定浓度高低对分析结果的影响,提出了减少碳化转化率分析误差的方法。     

基于显微硬度分析的粉煤灰混凝土碳化性能研究

本文基于显微硬度分析研究了粉煤灰混凝土的碳化性能.粉煤灰混凝土在加速碳化环境中碳化7 d和28 d后,将混凝土试样破型为50 mm的薄片后在新鲜断面上喷涂酚酞溶液测试混凝土碳化深度.从混凝土试样的边缘切取70 mm×50 mm×5 mm的切面进行抛光,以300 μm为步长在切面上沿着碳化深度的方向测试显微硬度值.通过压汞试验分析碳化前后混凝土的孔结构变化.研究表明显微硬度分析是一种客观精确地研究混凝土碳化的方法,它从一个新的角度定量化研究加速碳化过程中混凝土内部微观孔结构的变化规律.     

青瓷釉的缺陷分析和克服措施

青釉缺陷的产生,原因很多,牵涉面很广,几乎每一个工序操作不当都易产生缺陷,其常见的缺陷有以下几种,并逐项列举了缺陷产生的原因和克服办法,供提高配制青釉质量时参考。     

基于有限元分析的储罐凹坑缺陷风险评估

以某石化企业因碰撞产生凹坑缺陷的储罐为研究对象,应用有限元分析方法建立其有限元模型。基于第三强度理论,参考JB4732—1995(2005年确认)《钢制压力容器——分析设计标准》中应力分类方法对罐体不同部位进行强度校核,并对该储罐进行风险评估,判断该凹坑的存在是否影响储罐的正常使用。     

基于三维模型的凹凸性立体分析

本文研究并构建的是基于计算机模拟技术的三维立体模型的凹凸性分析系统,将其中的数据与激光测绘数据综合对比分析,最后生成所需要的数据文件。本文研究重点在数字三维模型的构建,包括立体三维模型凹凸性分析以及通过旋转矢量法实现三维剖面两个方面。在立体三维模型分析中,数字立体模型以整体内插、逐步内插、逐点内插为主要内插法;旋转矢量法以球面模型为基础,实现立体的三维交互。研究结果表明,基于计算机模拟技术的三维立体凹凸性分析技术对数字三维模型的分析具有很好的可行性。     

硅灰改性水泥/石灰砂浆微观结构的研究

以水泥和石灰为胶凝材料,中细砂为集料,再掺加有机聚合物流化剂制成水泥/石灰砂浆,水泥/石灰砂浆中添加外加剂的文献资料很少,通常是有关水泥砂浆的研究.本实验用硅灰取代10%(质量分数)的普通硅酸盐水泥,水泥、石灰和砂子的质量比为3:1:12,外加有机聚合物对砂浆改性,利用扫描电子显微镜、能谱仪和压汞仪对浆体进行微观分析.分析结果显示,由于硅灰的加入,浆体内部水化产物在早期先以Ⅲ型C-S-H凝胶的形式出现,随后,Ⅲ型和I型的C-S-H凝胶以并存的形式在水化后期出现;正如预期的那样,试样的总的孔隙率也比没加硅灰前有了大幅度的下降,而抗压强度的提高在水化后期才表现出来.     

涂层对速凝3D打印水泥砂浆力学性能的影响

3D打印砂浆普遍存在层间界面粘结较弱、抗折强度较低的问题,而膨胀水泥浆涂层涂覆于砂浆表面可产生表层压应力,进而提升其抗折强度,作为界面剂涂覆于层间可同时增强其界面粘结强度。本文通过将硫铝酸盐水泥与膨胀剂混合而成的涂层涂覆于速凝3D打印砂浆的表面与层间,研究了该涂层对不掺纤维及掺0.5%(体积分数)玄武岩纤维3D打印砂浆试件力学性能的影响规律。结果表明,涂覆层间涂层对无纤维与掺纤维速凝3D打印砂浆的层间界面粘结强度提升率分别为21.4%、12.2%,同时对其抗压强度也有一定提升作用。仅涂覆表面涂层与仅涂覆层间涂层对3D打印砂浆的抗折强度提升效果相当;同时涂覆表面及层间涂层对3D打印砂浆的抗折强度提升效果最显著,与无纤维、掺纤维的无涂层试件相比,提升率最高分别可达44.2%、23.2%。涂层对于无纤维3D打印试件层间粘结强度及抗折强度的提升效果优于掺纤维试件。     

微观表征法研究煤矸石改性水泥砂浆水化机理

在水泥胶砂中掺入适当配比的煤矸石可以增加水泥砂浆的强度,尤其是早期强度.与不添加煤矸石的基准砂浆相比,煤矸石的掺量为9%时,砂浆3 d抗压强度提高1.0 MPa,28 d抗压强度提高2.0 MPa.XRD、TGA-DTA和SEM分析证实:加入煤矸石促进了水泥砂浆7 d早期水化反应,生成水化产物钙矾石、C-S-H凝胶、AFm和氢氧化钙,且水化产物的数量亦不同,各产物的晶型结构也不相同,改性后水化产物增多,水化速率加快,因而影响砂浆的宏观力学强度.     

普通硅酸盐水泥对石膏基自流平砂浆性能的影响

通过向高强石膏基自流平砂浆和脱硫石膏基自流平砂浆中掺入5％的普通硅酸盐水泥,研究普通硅酸盐水泥对两种石膏基自流平砂浆工作性能、力学性能、耐水性能、收缩性能和微观性能的影响.结果表明掺入5％的普通硅酸盐水泥能够显著提高石膏基自流平砂浆的流动度,同时普通硅酸盐水泥缩短了高强石膏基自流平砂浆的凝结时间,延长了脱硫石膏基自流平砂浆的凝结时间.掺入5％的普通硅酸盐水泥能够提高石膏基自流平砂浆的抗折强度、抗压强度、拉伸粘结强度和耐水性能,但是普通硅酸盐水泥会降低石膏基自流平砂浆的膨胀率.最后通过SEM、XRD、TG/DTA微观测试手段发现普通硅酸盐水泥的掺入使得石膏基自流平砂浆形成以二水石膏为主体,并伴有水化硅酸钙及细集料的硬化体.     

风积沙掺量对水泥砂浆力学性能和微观结构的影响

以普通砂作为细骨料,通过内掺风积沙替代同等质量的普通砂配制水泥砂浆,研究不同掺量风积沙对水泥砂浆各龄期抗压强度的影响,并借助电镜扫描仪细致观察水泥砂浆微观形态结构.结果表明:风积沙掺量为15％时,风积沙水泥砂浆各龄期力学性能较优;风积沙可加速水泥早期水化,提高水泥石基体密实度.     

大掺量矿渣水泥砂浆碳化过程研究

矿物掺合料的引入会减少水泥砂浆内部碱性物质含量,同时其中的活性成分与氢氧化钙发生二次水化反应,进一步地减少了砂浆的碱性,从而降低了砂浆的抗碳化能力.本文通过热重-差示扫描量热试验研究了不同掺量粒化高炉矿渣引入对碳化产物和微观结构的影响.研究结果表明:喷洒酚酞指示剂显示为无色的碳化表层仍然存在少量的Ca (OH)2,这说明砂浆碳化存在部分碳化区;碳化反应物不仅包含Ca(OH)2,也包含水化硅酸钙凝胶(CSH gel),钙矾石(AFt),低硫型水化硫铝酸钙(AFm),硅酸二钙(C2S),硅酸三钙(C3S)等物质;此外,随着矿渣含量的提高,碳化速率增大,同时由于矿渣可以改善水泥浆体的孔结构,矿渣掺量在50％时,碳化速率最小.     

Progressive Changes in the Structure of Hardened C3S Cement Pastes due to Carbonation

The structures of partially carbonated hardened C₃S cement pastes have been investigated by a combination of ²⁹Si magic angle spinning nuclear magnetic resonance spectroscopy and analytical transmission electron microscopy, supported by X-ray diffraction and thermogravimetric analysis. Progressive changes in structure are reported for thin slices for a paste carbonated in pure CO₂ for times from 1 to 16 h, and the results are compared with those for a paste carbonated for 2 months in air. C-S-H gel of reduced Ca:Si ratio and increased silicate polymerization was formed during the early stages of carbonation. The morphology of the original C-S-H was, in the main, retained. A cross-linked silica-rich gel formed at later times in paste carbonated in CO₂ but not up to the time of 2 months in air. Calcium carbonate took the form of microcrystals of vaterite and calcite which formed dense masses between gel fibrils and around partially reacted CH crystals, possibly accounting for the observed slowing in the rate of reaction of CH with time.     

煤矸石掺合料对水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性的影响

在10%Na2SO4溶液中分别进行干湿循环和长期侵蚀试验,以研究煤矸石掺合料对水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性的影响,并与矿粉掺合料和粉煤灰掺合料进行了比较。     

絮凝剂对硅酸盐水泥砂浆性能的影响

机制砂残留的不同浓度的絮凝剂会对混凝土相关性能产生不利影响。本文研究了三种絮凝剂(阴离子聚丙烯酰胺(APAM)、非离子聚丙烯酰胺(NPAM)和聚合氯化铝(PAC)),四种掺量(0%、0.015%、0.030%、0.050%,质量分数)对硅酸盐水泥流动度、凝结时间及力学性能的影响,并使用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)技术分析絮凝剂对硅酸盐水泥性能的影响机理,研究了减水剂、缓凝剂和分散剂在改善絮凝剂对砂浆流动度和力学性能产生的不利影响方面的作用。结果表明:APAM对净浆流动度的影响较大,NAPM的影响次之,PAC的影响不明显;APAM和NPAM均能小幅缩短净浆凝结时间,而PAC会小幅延长净浆凝结时间;三种絮凝剂均能小幅降低砂浆强度,且整体上掺量越高,下降幅度越大;三种絮凝剂基本不改变硅酸盐水泥水化产物,但APAM和PAC能促进水泥的水化,而NPAM抑制水泥的水化。共同使用减水剂和缓凝剂能显著提高掺有絮凝剂砂浆的流动度和抗压强度。     

新型复合早强剂对水泥砂浆力学性能的影响

本文试验研究了两种新型复合早强剂(甲酸钙-晶胚、甲基丙烯酸-晶胚)对水泥砂浆新拌性能和力学性能的影响,并通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)进行了微观分析。结果表明,随着早强剂掺量增加,新拌水泥砂浆的流动度略有降低,凝结时间提前。两种复合早强剂均能够加速水泥早期水化,显著提高水泥砂浆的早期强度。甲酸钙-晶胚、甲基丙烯酸-晶胚两种复合早强剂可使水泥砂浆的12 h抗压强度分别提高96.7%和89.3%,抗折强度分别提高192.2%和211.1%;同时,对水泥砂浆28 d抗压强度的提高幅度仍高达50.0%左右,说明两类早强剂对水泥砂浆后期强度发展无负面影响。XRD和SEM分析均证实,掺两类复合早强剂使水泥水化程度提高,水化产物增多,结构密实度提高。