混凝土中钙矾石的重结晶

钙矾石是水泥重要的水化产物之一，也是铝酸盐类膨胀剂产生膨胀的主要物质，但它在混凝土中并不稳定，容易发生重结晶。提出了混凝土中钙矾石重结晶的理论基础，并从钙矾石的溶解和析晶两方面探论了混凝土中钙矾石重结晶的影响因素，重点讨论了混凝土原料组分中碱和石膏对钙矾石析晶的影响。此外，还概述了钙矾石重结晶与膨胀之间的关系。最后，提出了一些有待进一步研究的问题。     

硅酸盐水泥早期体积稳定性的调控研究

分别研究了利用硬石膏、粉煤灰制备的钙矾石型膨胀剂和硬石膏、石灰和粉煤灰三元组分制备的钙矾石-羟钙石复合膨胀刑对水泥体系膨胀性能的影响.利用XRD、TG-DSC-DTG和SEM等测试方法对水泥体系中的钙矾石和羟钙石进行了定性和定量分析,在微观上对钙矾石和羟钙石的形态进行了分析.结果表明,由硬石膏、粉煤灰制备的膨胀刺,膨胀主要发生在前7d,由硬石膏、石灰和粉煤灰制备的复合膨胀剂,膨胀效果较好,28d时仍有微膨胀.对硅酸盐水泥早期的体积稳定性进行调控,可以有效减小水泥体系早期开裂的几率.     

双膨胀水泥研究

双膨胀水泥同时利用了钙矾石和氧化镁两个膨胀源 ,钙矾石膨胀主要发生在 2 8天以前 ,氧化镁膨胀主要发生在 2 8天以后 ,两者恰当组合 ,获得适宜的膨胀量和膨胀分布 ,从而可以比较有效地补偿大坝等大体积混凝土的体积收缩。     

水泥混凝土中钙矾石膨胀及抑制的研究进展

从晶体成长理论和吸水膨胀理论两方面阐述了钙矾石的膨胀机理,论述了钙矾石膨胀的抑制机理,介绍了目前国外结晶化抑制剂的研究进展、一些抑制剂的效果以及影响抑制剂效果的因素,并对这些抑制剂及其效果进行了总结,最后展望了我国钙矾石抑制剂的研究前景.     

钙矾石的结构变异对膨胀水泥膨胀性的影响

通过DTA,X射线衍射分析和SEM观察及与膨胀率和强度的对比分析,给出了钙矾石稳定存在和结构变异的温度范围及其对砂浆膨胀和强度的影响.结果表明,(1)在干热条件下钙矾石在87-150℃之间发生快速脱水,结构极度扭曲失去晶体特征,但结构并不崩溃分解,遇水后即可恢复.100℃以下的湿热条件下,钙矾石可生成和稳定存在;(2)尽管100℃以下的干燥条件膨胀水泥混凝土的强度不降低,但膨胀会完全丧失,甚至产生负膨胀.故膨胀水泥和自应力水泥不宜在70℃以上的干燥环境和干-湿交替的环境中使用.     

双膨胀水泥研究

双膨胀水泥同时利用了钙矾石和氧化镁两个膨胀源，钙矾石膨胀主要发生在２８天以前，氧化镁膨胀主要发生在２８天以后，两者恰当组合，获得适宜的膨胀量和膨胀分布，从而可以比较有效地补偿大坝等大体积混凝土的体积收缩。     

CaSO4·2H2O-C3A压实体水化产生膨胀应力的机理

本工作采用自行设计的一套膨胀应力测试装置测试了在三维约束条件下CaSO_4·2H_2O-C_3A压实体在40℃的水溶液、饱和Ca(OH)_2溶液和1 mol/L NaOH溶液中水化生成钙矾石过程中产生的膨胀应力,并测试了压实体中水化生成的钙矾石的吸水肿胀应力。结果表明,CaSO_4·2H_2O-C_3A压实体在水溶液、饱和Ca(OH)_2溶液和1 mol/L NaOH溶液中水化生成钙矾石产生的最大膨胀应力为23.9 MPa、27.3 MPa和26.4 MPa,在水溶液中水化膨胀应力最小,表明Ca(OH)_2溶液和OH~-均会促进钙矾石产生的膨胀应力;生成的钙矾石45℃干燥再吸水,在约束条件下40℃的吸水肿胀应力分别为1.23 MPa、1.27 MPa和1.26 MPa,远小于钙矾石形成过程产生的膨胀应力,表明钙矾石吸水肿胀应力对CaSO_4·2H_2O-C_3A压实体水化膨胀应力的贡献很小,钙矾石形成时产生的膨胀应力主要源于结晶压力。     

粘土含水量对固化剂配比的影响

本文通过石膏等外加剂对不同含水量粘土的固化试验以及ＸＲＤ和ＳＥＭ发析表明，粘土含水量不同，外加剂对水泥稳定土的作用效果不同，对于高含水量粘土，增加外加剂含量有利于形成较多的钙矾石，提高稳定土强度，粘土含水量较低时，应适当控制硫酸盐含量，避免过多的钙矾石造成体积膨胀而引起试样强度下降，在研制和生产水泥系固化剂时，一定要充分注意钙矾石增强和膨胀的双重作用，从而更合理确定适应于不同含水量粘土的最佳固化剂     

粉煤灰对双膨胀水泥膨胀性能的影响

本文研究粉煤灰对双膨胀水泥水化和膨胀性能的影响。结果表明 ,粉煤灰对双膨胀水泥早期和后期膨胀都有显著的抑制作用 ,对早期膨胀的抑制作用与形成钙矾石的化学环境改变以及钙矾石形成提前结束有关 ,对后期膨胀的抑制作用与其抑制水泥浆体中水镁石的形成一致。     

硫酸盐侵蚀下石膏的形成及破坏机制研究现状

硫酸盐侵蚀是影响水泥基材料耐久性的重要因素,它不仅会缩短材料的服役寿命,甚至可能危及结构安全。在硫酸盐侵蚀过程中,钙矾石、石膏和碳硫硅钙石等侵蚀产物不断形成,从而导致材料出现膨胀、开裂、软化和剥落等不同形式的破坏。由于不同侵蚀产物的形成条件和对水泥基材料的侵蚀机理存在明显差异,而侵蚀机理是工程实践中指导预防硫酸盐侵蚀的重要依据,因此探明不同侵蚀产物的形成及稳定条件以及各侵蚀产物对材料的作用机理成为该研究课题的主要内容。 从现有研究来看,钙矾石型硫酸盐侵蚀是目前研究最为成熟的一种硫酸盐侵蚀。钙矾石是在高碱性硫酸盐溶液条件下形成的主要侵蚀产物,并且当其在狭小封闭的孔洞中生长时会导致材料发生膨胀、开裂破坏,相应的膨胀机理有吸水肿胀理论、结晶压理论和固相反应理论等。另外,在钙矾石型硫酸盐侵蚀的预防方面,发现通过控制水泥中铝酸三钙含量可有效减小因钙矾石形成而造成的膨胀危害。近年来,世界各地的研究者竞相报道了碳硫硅钙石的形成对混凝土结构造成严重破坏的工程实例,这使得碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀也逐渐受到重视。目前普遍认为碳硫硅钙石的形成主要导致材料出现泥化和分解现象,但其形成条件较为复杂,只在一些特殊环境下才有可能发生。 石膏是水泥基材料在硫酸盐侵蚀下形成的另一种较为常见的腐蚀产物,它的形成同样影响着水泥基材料的耐久性能。研究发现,硫酸盐溶液浓度越高,越利于形成石膏,但后来发现溶液pH值对石膏的形成及稳定影响更为显著,同时溶液温度、离子种类以及腐蚀制度等对石膏的形成也有一定影响。由于石膏的化学组成相对简单且不含铝相,因此采用普通抗硫酸盐侵蚀方法并不能有效抑制石膏的形成及破坏。石膏的形成往往伴随着水化产物的溶解脱钙,从而导致材料出现软化和剥落现象,但在石膏的膨胀问题上仍存在较大争议。 本文综述了硫酸盐侵蚀下水泥混凝土中石膏形成的影响因素,总结了石膏的生长位置及其引起的脱钙作用,最后对石膏的膨胀作用进行了相关探讨。