用普通水泥制备泡沫混凝土基体材料的研究

以普通硅酸盐水泥作基材制备泡沫混凝土,为了与泡沫的稳定时间相匹配,研究采用在普通水泥中掺入一定量的高铝水泥和碳酸锂来调整水泥浆的凝结时间.研究表明,掺入8%的高铝水泥,初凝时间20 min,加入高铝水泥2%的碳酸锂后,初凝时间仅12 min.XRD、孔结构分析表明:在普通水泥中碳酸锂,有LiH(AlO2)2·5H2O沉淀物生成,加速了铝酸钙的水化,但水化3 d浆体有害孔数量增加.     

PC-CSA复合水泥收缩特性与微观结构

为了解决水泥混凝土普遍存在的收缩开裂问题,研究了硅酸盐-硫铝酸盐(Portland cement and calcium sulfoaluminate cement,PC-CSA)复合水泥化学收缩、自收缩和干燥收缩的机理及影响因素,通过微观形貌扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、孔结构分析等手段对复合水泥浆体微观结构进行表征,对比普通硅酸盐水泥与PC-CSA复合水泥,揭示了不同矿物组成的水泥基材料的收缩特性与水泥基材料微观结构的对应关系.结果表明:化学收缩直接由水泥矿物组成决定,相比于自收缩,膨胀组分的加入对干燥收缩的影响最小.自收缩特性同时受到水泥内部相对湿度和水化产物组成及结构的影响.运用SEM图像定量分析水泥的孔隙率,通过此研究得到了一个图像选取区域的最佳范围:矿物30%~45%,该范围与水泥水化程度密切相关.分析了水化过程中水泥浆体孔结构的变化规律,发现膨胀组分的加入会改变水泥初期孔结构,同时验证了水化1d时复合水泥表现出明显的微膨胀现象,与实际测量的体积变化规律吻合.     

膨润土对硅酸盐水泥水化硬化的影响

研究了膨润土的种类和掺量对水泥硬化浆体抗压强度、Ca(OH)2含量、微观孔结构分布和对硬化浆体的水化形貌的影响。结果表明:掺钠基膨润土的水泥浆体抗压强度高于掺钙基膨润土的水泥浆体抗压强度。提高膨润土掺量,抗压强度和Ca(OH)2含量均降低;膨润土的种类和掺量对硬化水泥浆体的孔结构分布和形貌也有明显的影响。     

干湿循环MgCl_2侵蚀对硅酸盐水泥浆体相组成和演变的影响

研究了质量分数10%的MgCl_2溶液和干湿循环耦合侵蚀对硅酸盐水泥浆体的水化进程、C-(A-)S-H凝胶微结构和水化产物相转变的影响规律。XRD、NMR和SEM-EDS测试分析的结果表明:MgCl_2侵蚀水泥水化浆体的主要产物为Mg(OH)_2和Friedel盐,高浓度时Cl~-会与Ca~(2+)结合形成3CaO·CaCl_2·15H_2O结晶,造成浆体破坏。此外MgCl_2侵蚀还会导致浆体中C-(A-)S-H凝胶产生脱铝脱钙,其MCL增加、Al[4]/Si降低,降低C-(A-)S-H凝胶的胶凝能力。干湿循环耦合MgCl_2侵蚀可以加速水泥浆体与外界的离子交换,促进了硅酸盐水泥的水化,也加剧了MgCl_2对水泥浆体的侵蚀,造成以上侵蚀现象更加严重。     

硅酸盐水泥熟料对硫铝酸盐水泥某些性能影响的研究

本文利用硫铝酸盐水泥熟料、二水石膏、硅酸盐水泥熟料配制了三组份硫铝酸盐水泥,研究了硅酸盐水泥熟料对硫铝酸盐水泥某些性能的影响。试验结果表明,掺入适量的硅酸盐水泥熟料,对硫铝酸盐水泥某些性能有明显影响:一、提高水泥早期的抗压强度;二、可以改变水泥的热稳定性;三、调整硅酸盐水泥熟料和石膏的加入量,可以调整水泥的凝结时间和自由膨胀率。作者利用X射线衍射分析、差热分析、电子显微镜观察、压汞测孔仪、热膨胀仪及光电比色计等方法和手段,研究了提高强度和热稳定性的原因。结果表明,加入硅酸盐水泥熟料后,减小了钙矾石结晶尺寸,降低了水泥石的孔隙率、增加了结构的密实度。作者根据实验结果,进一步讨论了减小钙矾石结晶尺寸、增加结构密实度的原因。加入硅酸盐水泥熟料后,提高了水化液相的碱度,使得钙矾石结晶尺寸减小。关于水泥石结构的密实度,主要从水泥浆体的凝聚结构方面进行了讨论。在实验条件下,测得钙矾石的表面电性为正、水化硅酸钙的表面电性为负。由于电性相反,范德华引力与电性引力一致,增加了形成凝聚结构的力,致使形成较为致密的凝聚结构。测定水泥浆悬浮体的透光率的结果进一步证实了此结论,未加硅酸盐水泥熟料的水泥悬浮体透光率小,而加后的透光率大。在此基础上,作者提出了在凝聚结构形成过程中,应创造条件使之产生相互匹配的异性水化物的看法。水泥热稳定性增加,作者认为与钙矾石的尺寸减小和均匀分布有密切关系。钙矾石结晶尺寸大而集中时,加热水泥石,开始受热膨胀,到达钙矾石脱水温度后,继而急剧收缩,造成较大的局部应力,破坏水泥石结构。测定水泥石热膨胀系数表明,未加硅酸盐水泥熟料的热膨胀系数大,而加后热膨胀系数减小。     

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,28 d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;90 d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.     

海工水泥抗硫酸盐侵蚀机理

采用浸泡抗蚀性能试验方法 （K法）,对比研究了海工水泥和普通硅酸盐水泥的抗硫酸盐侵蚀性能。使用X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）、电子扫描（SEM）和电子计算机断层扫描（Computed tomography, CT）分析了两种水泥硫酸盐侵蚀前后矿物成分和微观结构的变化,进行了机理分析。结果表明：海工水泥抗硫酸盐侵蚀性能优于普通硅酸盐水泥,海工水泥在3%硫酸钠溶液中浸泡11个月后侵蚀系数为1.03,而普通硅酸盐水泥为0.22。海工水泥主要水化产物为水化硅酸钙、钙矾石和较少的氢氧化钙,其在3%硫酸钠溶液中浸泡后生成微量二水石膏,不会对基体产生破坏。除水化硅酸钙和钙矾石外,普通硅酸盐水泥的水化产物中有较多的氢氧化钙和单硫型水化硫铝酸钙,其在3%硫酸钠溶液中会生成大量的二水石膏和钙矾石,两者的结晶膨胀会引起基体开裂。     

掺P2O5水泥基材料水化动力学研究

基于水化动力学模型,采用SEM、XRD和C-80Ⅱ型导热式微量热仪研究了硅酸盐水泥和掺P2O5硅酸盐水泥胶凝体系的水化特性和水化动力学,分析了P2O5对硅酸盐水泥水化机制的影响规律。研究结果表明,掺入P2O5后硅酸盐水泥的水化产物数量和尺寸显著减小。P2O5掺量为3．5％时,硅酸盐水泥熟料水化热总量降低32．6%,硅酸盐水泥的初凝和终凝分别被延缓1．10h和12．54h。掺入P2O5复合体系的水化机制与硅酸盐水泥类似,加速期由自动催化反应控制,减速期由自动催化和扩散反应双重反应控制,稳定期扩散反应占据主导。P2O5会增加硅酸盐水泥在加速期和减速期的水化反应阻力,减小稳定期的水化反应阻力。掺入P2O5后,水泥在加速期和减速期的表观活化能增加,稳定期表观活化能略有降低P2O5溶液环境有利于水泥熟料C3A的水化,延缓C3S和C2S的水化。     

矿渣高钙灰复合水泥的水化程度研究

根据水化热、化学收缩、CH生成量和强度等实验结果，分析了由30％矿渣＋25％改性高钙灰＋45％52．5PⅡ水泥制备的42．5矿渣高钙灰复合水泥在不同龄期的水化程度。与普通硅酸盐水泥相比，由于高掺量的矿渣及改性高钙灰大幅度减少了熟料量，同时其火山灰反应消耗熟料的水化产物CH，水化产物组成和结构改变，水化热显著降低，早期化学收缩降低而后期化学收缩基本一致，不同龄期的CH生成量均显著降低，7d和28d的龄期强度接近，该复合水泥能够有效控制集中放热期的水化程度和优化水化产物组成，有利于改善耐久性。降低水胶比减少水化热、化学收缩和CH生成量，使水化度降低，但有利于水泥石结构的优化。     

单环芳烃型高效减水剂对水泥水化浆体微观影响

从水化热、水化产物、水泥浆体孔隙结构、微观结构变化4个方面,研究了单环芳烃型高效减水剂对水泥水化反应的影响.使用TAM Ai进行水化热测定表明,掺加单环芳烃型高效减水剂可延缓水泥初期水化和明显降低水化热,MRI分析表明同龄期的掺单环芳烃型高效减水剂水泥浆体与空白样相比孔隙总体积与总孔隙率都有增加的趋势,水泥浆体孔径分布变化不大.XRD、TG-DTA、SEM分析表明掺加单环芳烃型高效减水剂抑制水泥水化过程中水化产物Ca(OH)<,2>和水化硅酸钙产生,不影响水化产物与水化过程最终结果,掺加单环芳烃型高效减水剂使氢氧化钙、钙矾石与C-S-H等水泥水化产物细化.     

Influence of Calcium Sulfate State and Fineness of Cement on Hydration of Portland Cements Using Electrical Measurement

1 IntroductionThe calcium sulfate state includes gypsum, hemi-hydrate and anhydrite .Inthe modern Portland cement in-dustry,the gypsumis used as a setting retarder for reac-tion with C3A[1]. With the presence of gypsumin theformof CaSO4·2H2O,the gypsum dissolves and reactsprimarily with C3A and C4AF to form ettringite . Thisettringite isinitiallyformed with a veryfine-needle crystalstructure ,whichforms a diffusion barrier onthe surface ofthe cement . This coating avoids the unwanted fl…     

硅灰与氧化石墨烯对硬化水泥浆体的复合增强效应

研究了硅灰与氧化石墨烯复掺时对硬化水泥浆体力学性能的影响. 分别进行了普通水泥浆体、内掺质量分数10%的硅灰水泥、外掺质量分数0.8%的氧化石墨烯复合聚羧酸减水剂（GOPCs）水泥浆体以及同时内掺硅灰与外掺GOPCs的水泥浆体的配制. 对4种硬化水泥浆体的抗折强度、抗压强度以及90 d龄期孔隙率进行了测定,同时采用X射线衍射仪及扫描电子显微镜对水泥水化产物进行分析,并将4种样品的力学性能进行比较. 结果表明,当掺10%硅灰时,硬化水泥浆体90 d抗压强度比空白样提高了3.6%,抗折强度提高了9.6%;当只使用氧化石墨烯复合聚羧酸减水剂而不掺硅灰时,抗压强度提高了11.9%,抗折强度提高了15.3%;当硅灰与氧化石墨烯复掺时,抗压强度提高了22.7%,抗折强度提高了38.6%. 孔隙率的变化以及XRD、SEM分析证实了这一结果. 因此,硅灰与氧化石墨烯复合聚羧酸减水剂对硬化水泥浆体具有复合增强作用.     

The Properties of Cement Mortars Modified by Emulsified Epoxy and Micro-fine Slag

1　IntroductionDuetotheirexcellentworkability ,highcompressiveandtensilestrength ,goodimpermeability ,highcorrosion-resistingperformancesagainstacid ,alkaliandsalt,thecement basedmaterialsmodifiedbypolymershaveratherwideapplicationfields .Amongthevariouspolymers ,epoxyresinhasmanyadvantages :(1)Highbondingstrength .Fattygrouphydroxyl,etherandepoxy based ,areinvolvedinthemolecularstructureofepoxyresin .Thepolaritiesofhydroxylandethercauseelectromagnetismorchemicaladsorptionbetweentheepoxyresin…     

镁渣硅酸盐水泥的性能

用2种不同来源的镁渣作为水泥混合材配制镁渣硅酸盐水泥。研究了其标准稠度用水量、凝结时间、强度等基本性能,考察了镁渣对水泥干燥收缩的影响,并通过XRD、DSC/TG、SEM等微观手段研究了镁渣在水泥中的作用效应。结果表明：镁渣作为水泥的混合材具有一定的减水缓凝效果;镁渣掺量在10%～30%范围内时,水泥样品符合通用硅酸盐水泥42.5R级的标准,掺量为35%～40%符合32.5R型复合硅酸盐水泥的要求;镁渣掺量为30%～40%时对水泥砂浆的干燥收缩有抑制作用;镁渣与水泥熟料水化产物发生反应,使水泥浆体结构更加致密。     

外加剂对混凝土TSA腐蚀的抑制作用

研究了掺加化学外加剂的水泥净浆试件在（5±2）℃、质量分数5%的硫酸镁溶液中浸泡300d的外观变化、强度发展及侵蚀产物,采用X射线衍射（XRD）、傅立叶转换红外光谱（FTIR）等方法分析了侵蚀产物的组成。结果表明：甲酸钙能延缓水泥石发生TSA腐蚀,但不能阻止TSA发生,在0.3%-0.7%范围内,随着甲酸钙掺量的增加,水泥石抗TSA腐蚀的能力增强。硝酸钡能有效抑制水泥石中碳硫硅钙石的生成,原因是硝酸钡能结合生成碳硫硅钙石所需的SO42-,从而降低了水泥石发生TSA腐蚀的程度。硝酸钡掺量在1%左右时,水泥石抗TSA性能较好。     

Effect of coal gangue with different kaolin contents on compressive strength and pore size of blended cement paste

The effects of activated coal gangue on compressive strength, porosity and pore size distribution of hardened cement pastes were investigated. Activated coal gangue with two different kaolin contents, one higher and one lower, were used to partially replace Portland cement at 0%, 10%, and 30% by weight. The water to binder ratio（w/b） of 0.5 was used for all the blended cement paste mixes. Experimental results indicate that the blended cement of activated coal gangue mortar with higher kaolin mineral content has a higher compressive strength than that with lower kaolin mineral content. The porosity and pore size of blended cement mortar were significantly affected by the replacement of activated coal gangue.     

水泥改良冻土过程水分转化规律及对强度的影响

为保证多年冻土区地基的稳定性及解决多年冻土区土方材料短缺的问题,分别使用硫铝酸盐水泥(SAC)和普通硅酸盐水泥(OPC)对冻土进行改良。通过无侧限抗压强度试验得到两种水泥在不同掺量及不同养护龄期下的强度特征,同时,使用离心机法及冻干法对水泥改良冻土过程中的自由水、矿物水及结合水的变化进行测定,揭示水泥改良冻土过程中的水分转化规律,并建立矿物水、结合水量与水泥改良冻土强度的内在联系。结果表明:硫铝酸盐水泥改良冻土的强度明显高于普通硅酸盐水泥,并且具有显著的早强特性。硫铝酸盐水泥改良冻土在养护初期水分转化速率较普通硅酸盐水泥快,但矿物水及结合水的转化量少。硫铝酸盐水泥改良冻土中的矿物水和结合水对强度的贡献更为突出。硫铝酸盐水泥更适合用于冻土的改良。     

轻骨料性能对界面区微观结构的影响

目的研究不同吸水率轻骨料制备的混凝土中骨料-水泥石界面区的微观形貌、水化产物的钙硅质量比、水泥石的显微硬度以及孔结构等性能参数．方法采用扫描电镜（SEM）、X射线能谱分析（EDXA）、显微硬度以及孔结构等试验手段,并与普通骨料混凝土进行对比分析．结果轻骨料-水泥石界面区各项性能均优于普通骨料,轻骨料吸水率越大、表面越粗糙,界面区水泥石结构越致密,孔结构呈细化趋势,低、中、高吸水率轻骨料-水泥石界面区显微硬度较普通骨料分别提高15．8％、79．6％和96．3％,界面增强层厚度为40～60μm,并且,中、高吸水率陶粒混凝土中,距骨料-水泥石界面-10～0μm范围内具有一个明显的内增强层．结论轻骨料性能对界面区水泥石微观结构具有显著影响,中、高吸水率轻骨料可使界面区结构得以改善．     

烧页岩混合材对水泥浆体孔结构的影响

通过对掺烧页岩混合材水泥浆体的孔结构测试，说明了烧页岩混合材对水泥浆体孔结构的影响，并从孔结构变化的角度解释了烧页岩混合材对水泥强度的影响，对火山灰质类混合材的应用提供了一定的实验和理论依据。