掺梳形减水剂水泥浆体早期水化产物形貌研究

为揭示梳形减水剂对水泥早期水化的影响规律,指导工程应用,通过SEM分析,研究了掺用3种典型结构的梳形减水剂的水泥浆体早期水化产物形貌及其电子特征数据。结果表明,梳形减水剂加速了水泥早期水化反应,且丙烯酸类、马来酸类共聚物分别促进了AFt、AFm的形成。因此,梳形减水剂品种对水泥早期水化和混凝土工程性能具有较大影响,应根据使用要求合理选用,必要时与缓凝剂、引气剂或消泡剂复合使用。     

石灰石粉对硅酸盐水泥水化的影响

石灰石粉被广泛应用到水泥混凝土中,其在水泥体系中是否能产生活性效果仍存在争议。本文通过掺入30%石灰石粉与不掺石灰石粉组进行对比试验,采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)以及X射线衍射分析(XRD)进行微观分析,结果表明:石灰石粉能够加速水泥中C3S的水化,以及能够与C3A反应生成水化碳铝酸钙,并且会阻止钙矾石向单硫型水化硫铝酸钙的转变。     

甲酸钙对硫铝酸盐水泥早期水化过程的影响

利用维卡仪、水化放热速率、XRD、TG-DSC和SEM等测试手段,研究了甲酸钙(Ca(HCOO)2)对硫铝酸盐水泥凝结时间、水化历程和水化产物及微观形貌的影响。结果表明,Ca(HCOO)2可明显促进硫铝酸盐水泥的凝结,并缩短初凝和终凝时间间隔;显著缩短了硫铝酸盐水泥的水化诱导期,且使水化加速期提前,使第一水化热峰值提高32%,但对水化稳定期的水化放热速率无明显影响;Ca(HCOO)2可以提高硫铝酸盐水泥水化环境的碱度,在早期提高了水化产物钙矾石(AFt)的结晶度,水化早期生成的水化产物结构致密,但并不改变水化稳定期的水化产物和微观形貌。     

石膏存在下含钡硫铝酸钙矿物水化过程的研究

本实验采用不同量的BaSO4取代C4A3￣S中的CaSO4,合成了一系列新型含钡硫铝酸盐矿物.利用XRD、IR、SEM等测试手段,研究了在外掺一定量石膏前提下的水化过程,确定了系统的水化产物主要为AFt、BaSO4和AH3凝胶,得出了含钡硫铝酸盐水泥早强快硬的本质原因.     

粉煤灰水泥混凝土材料水化机理研究

本文从粉煤灰水泥混凝土材料组成成分、水化性能、组成材料间的水化作用等方面进行研究,从而得到粉煤灰水泥混凝土材料水化机理,从而为粉煤灰水泥混凝土在结构工程,尤其在路面工程方面应用,具有现实指导意义。     

拜耳法低铁赤泥在电石渣-脱硫石膏体系中的水化硬化特性

为促进拜耳法赤泥在胶凝材料中的大宗化和高附加值利用,以山西孝义拜耳法低铁赤泥为研究对象,借助XRD、FTIR、SEM、ICP-OES等现代测试手段,研究了拜耳法赤泥在电石渣-脱硫石膏体系中的水化硬化特性。研究表明,拜耳法低铁赤泥具有潜在活性,氧化铝为其活性的最主要来源,在电石渣-脱硫石膏体系中,通过电石渣的补钙作用和脱硫石膏的促进激发作用,赤泥中的氧化铝得以有效激发,其水化产物主要为钙矾石、C-S-H凝胶、水化硫铁酸钙、钙霞石、无水芒硝和氢氧化铝。     

速凝剂对低水胶比浆体早期水化与微观结构的影响

低水胶比、高胶凝材料掺量的超高性能混凝土(UHPC)在常温养护条件下易产生凝结硬化不及时的问题。为促进UHPC在隧道初支、工程结构快速修复中的推广应用,拟采用有碱速凝剂(NA)和无碱速凝剂(AS)提升低水胶比浆体的早期凝结硬化速率。本工作通过水化热、水化溶出离子浓度、凝结时间和抗压强度试验研究速凝剂作用下低水胶比浆体的早期水化行为及凝结硬化规律,采用X射线衍射、SEM形貌观察和EDS能谱等手段对水化产物物相组成及微观结构演变规律进行了分析。结果表明,速凝剂的掺入加快了低水胶比复合胶凝材料浆体的早期水化速率,同时也促进了浆体的凝结硬化;NA对UHPC的促凝效果优于AS,其中NA-2%的1 d抗压强度为53.3 MPa, 28 d强度比为94.9%,而AS-4%的1 d抗压强度为38.9 MPa, 28 d强度比为92.3%;速凝剂促使低水胶比浆体快速生成大量水化产物,进而提高了浆体早期微观结构的致密性,且水化产物物相组成受速凝剂类型的影响较为显著。     

低钙粉煤灰中莫来石结构稳定性的研究

通过热失重（TGA）、XRD和综合热分析（TSC-TG）测试,研究了低粉煤灰在不同外加剂和温度作用下的活化机制。特别是对粉煤灰中莫来石结构稳定性进行了探讨,结果显示,即使在强碱作用下,莫来石受侵蚀程度仍然很小。因此在研究粉煤炭活性时,可以不考虑莫来石的影响。     

硅酸二钙及以其为主要矿物的低钙水泥的研究进展

硅酸二钙是一种钙含量较低的硅酸盐胶凝矿物,与传统高钙硅酸盐矿物硅酸三钙相比,其具有石灰石消耗少、生成能耗低、水化热低、水化产物中氢氧化钙含量少等显著特点,发展以硅酸二钙为主要矿物的低钙水泥符合节能减排和可持续发展的要求,是水泥工业发展的重要方向。对硅酸二钙的结构、晶型转变及水化活性的研究情况进行了综合评述,并对以硅酸二钙为主要矿物的低钙水泥的组成、性能及存在的主要问题进行了介绍。在此基础上,指出了以硅酸二钙为主要矿物的低钙水泥研发的技术方向。     

低水灰比对硅酸盐水泥水化程度的影响

研究了低水灰比硅酸盐水泥的水化程度，并利用XRD和SEM分析了其水化产物的微观结构。结果表明在低水灰比条件下，水泥的水化程度较低，其硬化水泥浆体中存在较多的未水化水泥；同时由于自身的密实性增强和体系的低孔隙率，使水泥水化产物的结晶、生长情况也受到影响。     

铜离子掺杂对水泥水化的影响机理

本文研究了铜离子对熟料矿相种类、结构和水化进程的影响机理。结果表明:铜离子对水泥水化进程的缓凝抑制作用按照影响机理分为两个阶段:第一阶段,铜离子掺杂导致水化体系中Ca~(2+)浓度降低,早期氢氧化钙(Cu(OH)_2)结晶形成受阻,破坏了反应溶液的高碱性环境,且钙矾石(Aft)的形成速率减小、生成量减少,诱导期延长,水化产物间无法快速搭接形成网状结构,水泥浆体凝结硬化受阻;第二阶段,铜离子造成C_3S晶粒异常长大,水化反应活性降低,水泥浆体结构变得疏松、孔隙率增大,从而导致其后期强度显著降低,且孔隙中分布晶体尺寸较大的钙矾石,相互穿插,形成水泥浆体中的薄弱联结。     

掺农作物秸秆水泥浆体的水化与硬化性能

将稻秆、麦秆、棉花杆、稻壳4种秸秆在20℃水中浸泡24h,测定了浸出液中糖类含量、掺浸出液水泥净浆的力学性能、凝结时间、水化热,掺水泥质量分数为5%各种秸秆水泥胶砂试样的力学性能,用TG-DSC、XRD、SEM方法研究了各种浸出液对水泥净浆水化程度的影响。结果表明各种浸出液对水泥水化和硬化均有显著的抑制作用,其作用顺序为:麦秆>稻草>棉杆>稻壳,同未掺秸秆的试样相比,掺5%秸秆(占水泥质量的百分数)水泥砂浆试样28 d的抗压强度分别下降了49.5%(掺稻壳试样),51.3%(掺棉杆试样),74.7%(掺稻草试样)和76.8%(掺麦秆试样),分析指出,掺加秸秆会显著降低水泥力学强度的原因一方面是秸秆浸出液对水泥水化硬化有显著的抑制作用,另一方面是由于秸秆密度小,导致水泥硬化浆体中起力学强度作用的组分显著减少。     

磷渣粉对硅酸盐水泥水化特性的影响

利用微量热仪、无接触电阻率仪、化学结合水量分析等手段研究了磷渣粉对硅酸盐水泥水化特性的影响.结果表明,磷渣掺量为30%时,由于其存在少量可溶性磷,导致缓凝作用较强,大幅降低了水化开始时的放热速率,推迟诱导期、加速期和减速期的出现,延长了诱导期持续的时间,延迟了第二放热峰的出现,延缓了凝结时间,减少了水化热和化学结合水量.     

硫铁铝酸钡钙矿物水化过程的研究

用DSC,XRD,SEM等方法研究了硫铁铝酸钡钙矿物的水化过程。结果表明,该矿物的主要水化产物为BaSO4,含铁C3AHIO,CAHIO,C2AH8,铁胶和铝胶。主要的水化反应在8h之内发生,初始水解期出现较早,在1h之内。由于该水泥矿物在水化初期集中放热,形成了稳定的C3AH6矿物,从而使水泥具有凝结快、早期强度高,后期强度不倒缩的特点。     

粉煤灰粒径分布对硅酸盐水泥水化性能的影响

为研究粉煤灰粒径对硅酸盐凝胶材料水化性能的影响,经球磨仪研磨得到3种不同粒径的粉煤灰,探讨其对硅酸盐水泥水化放热速率、水化放热总量、水化反应程度和粉煤灰自身水化反应程度的影响。结果表明:随粉煤灰粒径的减小,粉煤灰的水化活性明显增大,水化反应程度增大,养护龄期为7 d时,水化程度增加20.7%;粉煤灰粒径分布对硅酸盐水泥水化放热总量的影响较小,主要影响其水化放热速率、水化反应程度,养护龄期为28 d时,胶凝材料水化程度增加3%。     

双膨胀低热矿渣水泥的膨胀过程研究

本文借助水泥强度和净浆膨胀测定方法与ＸＲＤ对高镁水泥熟料－矿渣－石膏系统的双膨胀低热矿硅酸盐水泥进行了研究。得到（１）低热矿渣水泥净浆膨胀随ＳＯ３含量和时间的变化规律;（２）低热矿渣水泥强度随ＳＯ３含量的变化规律;（３）在水泥中适量ＳＯ３和熟料中ＭｇＯ含量小于５％时,钙钒石膨胀和水镁石膨胀具有连续性、整体性和稳定性;（４）矿渣的掺入有助于钙钒石的形成及其数量的增加和水泥膨胀率的增加与稳定。     

复合外加剂对铬铁渣基复合材料水化机理的影响

采用X射线粉末衍射(XRD)、差热-热重同步热分析仪(TG-DSC)、扫描电子显微镜(SEM)等分析铬铁渣基复合材料的水化产物的物相组成、微观结构和形貌特征,用甲醇法测定了复合材料的孔隙率。研究了复合外加剂对复合材料水化性能的影响及其作用机理。研究表明:掺入外加剂能显著提高复合材料的早期强度,水化初期大量的钙矾石(AFt)和水化硅酸钙凝胶(C-SH)是复合材料早期强度的主要来源,水化后期外加剂能促进铬铁渣、矿渣等的二次水化反应,使其水化速度增长较快。C-S-H凝胶的不断形成和增多及其对体系孔隙的填充使复合材料的结构更加致密。     

石墨烯及氧化石墨烯对水泥基材料水化过程及强度的影响

本工作采用超声分散方法将插层剥离法制备的石墨烯pG(Peeling graphene)及传统Hummers法制备的氧化石墨烯hGO(Hummers graphene oxide)制备成纳米片分散液,研究了两种分散液对水泥基材料凝结时间、水化产物微观结构及强度的影响。结果表明：两种纳米片分散液的掺入均能明显缩短水泥的凝结时间,减少水泥石内部的孔隙,使结构致密化,部分CH晶体呈现出由一位点向外发散的多面聚集的结构状态。pG和hGO的加入能加速水泥水化反应速率,未改变水化产物的种类,还可提高水泥基材料的力学性能,尤其是3 d抗折强度提高最为明显。掺pG的试件均比掺hGO的试件强度略高,这为成本低、尺寸可控、可批量生产的石墨烯产品在水泥基材料中的应用提供了广阔的应用前景。     

环保型石膏-水泥-火山灰胶凝体系的早期水化过程研究

应用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)及热流仪研究了组分、水化环境对环保型石膏-水泥-火山灰胶凝体系(Gypsum-cement-pozzolan binder system,GCP)早期水化过程的影响。结果表明,胶凝体系水化后产物主要由钙矾石、生石膏、羟钙石、方解石以及非晶态CSH凝胶组成。随着水化龄期的延长,钙矾石的含量增加,而生石膏的含量减少。高效减水剂的掺入延缓了GCP胶凝体系的初期水化(0~70h)。在原料中加入偏高岭土可以促进钙矾石的生成;而加入硅微粉则会抑制钙矾石的生成。羟钙石仅可在水化开始后的第一周内测得,之后会由于火山灰反应而被消耗。水中养护促进钙矾石的生成,阻碍试样与二氧化碳的接触,使得方解石的含量大幅下降。     

掺粉煤灰和不同外加剂对水泥水化放热过程的影响

通过水化热测量研究了掺加缓凝型减水剂、引气剂和粉煤灰对硅酸盐水泥的水化放热过程的影响。结果表明,掺入缓凝型减水剂能不同程度地延缓水泥的水化放热过程,降低水泥的水化热,掺入引气剂对水泥水化放热几乎没有影响,而掺粉煤灰可显著降低水泥水化热。