矿渣掺量对水泥浆体水化放热性能及微观形貌的影响研究

采用等温微量热技术和场发射扫描电子显微镜(FESEM),研究了矿渣掺量对水泥浆体水化放热性能及微观形貌的影响规律。以直观的数据反映了矿渣-水泥浆体随矿渣掺量变化,水化放热速率以及放热量变化规律,以直观的图形描述了矿渣-水泥浆体水化产物C-S-H凝聚形态的多样化,以及随着矿渣掺量变化C-S-H凝胶含量的变化规律。     

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。     

单因素法分析钻井液处理剂对水泥浆性能的影响

钻井液与水泥浆相容性差,混浆后易产生接触污染,即混浆段流体出现流动性恶化、水泥浆稠化时间缩短、水泥环强度降低等问题。实践表明,钻井液处理剂是造成接触污染的主要原因之一。为此,采用单因素法考察了13种钻井液处理剂对水泥浆性能的影响规律,利用红外光谱对处理剂进行了结构表征,用环境扫描电子显微镜对污染后的水泥石结构进行微观形貌分析。结果表明,生物增黏剂、聚丙烯酰胺钾盐能使水泥浆急剧变稠;SMT、SMP-1、JN-A能够缩短水泥浆稠化时间,但加量在1%(w)以内影响较小;其余钻井液处理剂加量在一定范围内对水泥浆性能影响较小。生物增黏剂和聚丙烯酰胺钾盐参与水泥水化、影响水泥浆结构形成过程是造成污染的重要原因;同时,高聚物大分子链发生卷曲、吸附架桥和电中和作用使水泥浆产生絮凝现象。污染机理的提出为钻井液合理选材、钻井液性能调整、减少钻井液与水泥浆的污染提供了理论依据。     

掺矿渣水泥水化反应特性的试验研究

通过抗压强度、非蒸发水量、矿渣反应度的试验测定及XRD分析,研究了掺矿渣水泥浆体的水化反应进程.结果表明,在相同龄期下,抗压强度随矿渣掺量与水胶比的增加呈减小趋势,矿渣的化学活性在28d前比较显著;掺矿渣水泥浆体的非蒸发水量高于纯水泥浆体非蒸发水量;矿渣的反应度则随其掺量的增加而减小,随水胶比的增加而增大.     

过硫磷石膏矿渣水泥浆活性钙检测方法研究

研究了过硫磷石膏矿渣水泥浆活性钙含量的变化规律,通过盐酸滴定法和EDTA滴定法对比、试验条件敏感性分析、检测方法重复性和复验性研究,确立了过硫磷石膏矿渣水泥浆活性钙含量的检测方法.结果表明:活性钙含量比pH值指标更能表征过硫磷石膏矿渣水泥浆的水化活性,与水化产物宏观性能相关性更好;由于过硫磷石膏矿渣水泥浆属于贫钙体系,活性钙含量较低,盐酸滴定法较EDTA滴定法更适用.盐酸滴定法的重复性和复验性良好,但对搅拌时间和搅拌温度敏感,最终确定搅拌时间为2h,搅拌温度为20℃.     

矿渣水泥粉磨技术研究

研究了矿渣水泥的粉磨工艺原理以及不同粉磨工艺对矿渣水泥浆体强度的影响。结果表明：矿渣和熟料在混合粉磨过程中将产生“微介质效应”,该效应对偻磨过程的影响程度与混合料组成及粉磨细度有关;矿渣掺量低量,宜采用混合粉磨工艺,而当矿渣掺量高时,采用矿渣预挤压后的混合粉磨工艺或单独粉磨工艺,对于提高矿渣水泥浆体强度具有显著效果。     

过硫磷石膏矿渣水泥混凝土中PSC浆磷石膏含量测定方法研究

通过分离过硫磷石膏矿渣水泥混凝土中的过硫磷石膏矿渣水泥浆,并测定各原料的SO3含量,然后根据各原料SO3的平衡关系,计算出了过硫磷石膏矿渣水泥混凝土中的过硫磷石膏矿渣水泥浆的磷石膏含量。经实验反复验证,显示磷石膏含量的测定误差均可在1.0%范围之内,可作为过硫磷石膏矿渣水泥混凝土生产过程中磷石膏配合比的日常控制和测定方法。     

不同温度下矿渣对硫铝酸盐水泥水化的影响

研究了温度分别为30℃和50℃时,掺入矿渣对硫铝酸盐水泥凝结时间、抗压强度、化学收缩、电阻率和水化产物的影响规律。结果表明,当温度为30℃时,掺入矿渣后水泥浆体的凝结时间明显缩短,化学收缩和电阻率均明显减小,当矿渣掺量为10%时,水泥浆体的3 d和28 d抗压强度基本没有降低;当温度为50℃时,水泥浆体的凝结时间比30℃时显著缩短,化学收缩减小,矿渣掺量为10%的水泥浆体和空白组的28 d抗压强度均明显降低,其28 d龄期时的钙矾石生成量比3 d龄期时明显减少。     

磨细矿渣对灌浆材料早期性能的影响

探讨了磨细矿渣对新拌超细水泥浆体若干性能的影响,测定了改性灌浆材料的早期水化热.结果表明:磨细矿渣有明显的稀释润滑和缓凝作用,能改善超细水泥浆体的可灌性,从而使其达到理想的灌浆效果.     

钢渣掺合料对水泥基材料渗流结构的影响

对不同掺量的钢渣掺入水泥浆体后引起的渗流结构变化进行了研究。并与掺入矿渣或粉煤灰的水泥浆体渗流结构进行了比较．结果表明：钢渣的掺入有助于提高水泥浆体的水化速率和密实度;与掺矿渣或粉煤灰的水泥基材料相比,当钢渣掺量为30％(质量分数)时,掺钢渣水泥基材料有着更高的密实度和更好的后期性能．     

粉煤灰、矿粉对水泥浆体变形性能的影响

以高性能混凝土用胶凝材料为研究对象,研究了粉煤灰、矿粉在不同养护湿度和温度下对水泥浆体变形性能的影响规律.结果表明:饱水养护时,粉煤灰的掺入降低了水泥浆体的水养膨胀变形;养护温度升高、粉煤灰掺量增加,水泥浆体水养膨胀变形降低幅度增大,但不同水养温度下掺入矿粉对水泥浆体膨胀变形无明显影响;密封养护时,掺入粉煤灰可有效抑制...     

含超细矿渣水泥的水化研究

用ＴＧ－ＤＴＡ，ＸＲＤ，ＳＥＭ研究了超细矿渣水泥的水化反应，并与硅酸盐水泥、含普通细度矿渣水泥的水化作了比较。结果表明：超细矿渣的水化程度较快、活性较高、可大量消耗水泥浆体中的Ｃａ（ＯＨ）２，生成更多的凝胶产物，因而改善了水泥石的微观结构，提高了水泥的物理力学性能。     

A chemical analysis method for determining blast-furnace slag content in hardened concrete

This research presents the results of the study on the estimation of blast-furnace slag content in hardened concrete by chemical analysis method. To determine slag content in the mixture, there are two steps of investigation. The fraction of sand content in the mortar extracted from concrete has to be determined, and then the chemical composition of cement paste phase can be calculated. Thereafter, slag content in the mixture can be estimated by the relationship of chemical composition among in cement paste, Portland cement and slag. Artificially made mortars and concrete mixes with slag content of 30%, 50% and 70% by mass exposed to different curing durations were investigated. The results suggest that the techniques have potential for estimation of blast-furnace slag content in already hardened concrete with acceptable accuracy.     

提高水泥石—集料界面粘结强度的研究

研究了提高普通混凝土中水泥石集料界面粘结强度的途径,结果表明：在水泥中掺加超细矿渣粉,低温浅烧处理大理石集料,集料表面涂以硅烷偶联剂或丁苯胶乳,以低水灰比浆体包裹集料,均可使水泥石集料界面粘结强度得以大幅度提高．对以上提高水泥石集料界面粘结强度的机理进行了讨论．     

煤矸石掺合料对水泥浆体结构与性能的影响

研究了煤矸石作为掺合料对水泥浆体强度及孔结构的影响。结果表明:与基准水泥浆体相比,煤矸石水泥浆体早期强度较低,但后期强度发展较快,低掺量(<30%)煤矸石水泥浆体后期(28d)强度可接近或达到基准水泥浆体强度;相同掺量条件下,与粉煤灰水泥浆体相比,煤矸石水泥浆体各龄期强度均较高;与矿粉水泥浆体相比,煤矸石水泥浆体早期强度较高,后期两者强度相当;与基准水泥浆体相比,煤矸石水泥浆体总孔隙率有所上升,但其孔径后期有所细化。     

若干掺合料对减水剂塑化效果的影响

研究了经活化处理并磨细的煤矸石及粉煤灰以不同比例等量替代部分水泥后,对掺减水剂水泥浆体流动度的影响规律,并将其与常用的矿物掺合料进行比较.结果表明,对于所选用的3种硅酸盐水泥和2种减水剂,用煤矸石等量替代部分水泥均会对减水剂的塑化效果产生负面影响,而与此相反,粉煤灰、矿渣粉和高钙粉煤灰有助于改善减水剂的塑化效果.分析了煤矸石、粉煤灰、矿渣粉和高钙粉煤灰等矿物掺合料对减水剂塑化效果的影响机理.     

外加剂对砂浆收缩性能的影响

本文探讨了影响混凝土中水泥砂浆收缩的主要因素,并对其收缩机理进行了初步分析和探讨。结果表明,FDN减水剂能显著增大水泥砂浆的收缩;粉煤灰的掺入能降低水泥砂浆的收缩。试验结果说明,外加剂的颗粒分散效应和矿粉的水化活性是影响水泥砂浆收缩的主要因素。     

磷渣粉水泥基复合胶凝体系的水化特性

结合扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),差热-热重分析(DSC-TG)以及微量热仪等微观测试手段,研究了磷渣粉水泥基复合胶凝体系的水化特性.结果表明:磷渣粉的掺入只会影响水泥基材料的水化产物类型和数量,但不会改变水化产物的种类,水化产物中没有观察到羟基磷灰石的存在.磷渣粉的掺入不会影响C3A的水化,但会延缓水泥熟料中C3S和C2S的水化,磷渣粉主要通过延缓水化诱导期来实现水泥胶凝体系的缓凝.掺磷渣粉复合胶凝体系诱导期后各阶段的水化反应阻力减小、水化反应速率增加,但整个复合胶凝体系的总体水化程度降低,降低幅度随着龄期增长不断减小.