硫酸盐侵蚀下钙矾石的形成和膨胀机理研究现状

钙矾石是水泥混凝土硫酸盐侵蚀过程中的重要产物之一,钙矾石的形成可能会引起混凝土膨胀、开裂,本文在讨论水泥混凝土中钙矾石的形成和形貌的基础上,从钙矾石的形成环境-反应机理-形貌-膨胀机理出发综述了不同反应机制下形成的钙矾石对应的膨胀性能及钙矾石型硫酸盐侵蚀的膨胀机理,最后对钙矾石型硫酸盐侵蚀现状进行了总结.     

高钙粉煤灰硬化水泥浆体耐硫酸盐性的研究

研究了高钙粉煤灰对硬化水泥浆体耐硫酸盐性的影响。结果表明 :随浸渍龄期延长 ,高钙粉煤灰硬化水泥浆体的耐硫酸盐性一般变差 ;高钙粉煤灰硬化水泥浆体的耐硫酸盐性与硫酸盐溶液的种类、浓度有关 ;石膏掺量对高钙粉煤灰硬化水泥浆体的耐硫酸盐性也有影响     

游离氧化钙对水泥浆体体积膨胀的影响机制

硬化水泥桨体由于水泥中游高氧化钙水化会导致体积膨胀。研究发现,浆体的体积膨胀除与ｆＣａＯ的含量和活性有关外,还与浆体的结构和性能密切ｆＣａＯ水化形成Ｃａ（ＯＨ）２时,不仅固相体积增加,而且空隙体积亦增加,而且空隙体积亦增加。ｆＣａＯ在浆体硬化结构形成之后水化,且其水化产物成堆聚集时才会导致浆体体积膨胀。     

煤矸石对硬化水泥浆体结构形成的影响

通过对硬化水泥浆体物理力学性能的检测,结合XRD和SEM分析,研究了不同掺量的煤矸石对硬化水泥浆体水化性能的影响。结果表明:随着煤矸石掺量的增加,水泥的标准稠度用水量增加,凝结时间缩短,抗压强度降低,熟料矿物的水化速率提高,水泥-煤矸石体系的水化速率降低。煤矸石掺量不同,水化模式亦不同。     

小角散射技术及其在硬化水泥浆体微结构表征中的应用

概述了小角散射的基本原理,总结了小角散射数据纪尼叶(Guinier)近似处理和Porod近似处理及其应用,综述了利用小角散射技术研究硬化水泥浆体纳米凝胶粒子尺寸、凝胶粒子分形结构和孔隙孔径分布.结果表明,小角散射技术能在无破坏、无侵入条件下实时、重复表征硬化水泥浆体纳米结构特征及其演化.受到有效散射中子源获取困难、仪器投资巨大及分析测试模型过于简化等条件的影响,小角散射技术特别是中子小角散射技术在硬化水泥浆体微结构表征与应用上的研究需要不断发展和完善.     

5～40℃不同硫酸盐侵蚀对铝酸盐水泥水化的影响

采用X射线衍射仪、热分析仪、压汞仪等分别研究了5℃、20℃和40℃Na_2SO_4和MgSO_4侵蚀对铝酸盐水泥(CAC)水化的影响。结果表明:不同温度CAC水化产物的稳定性与硫酸盐种类密切相关。在5℃和20℃,浆体中主要生成十水铝酸钙(CAH_(10))和八水铝酸二钙(C_2AH_8),两者在MgSO_4溶液侵蚀下均能稳定存在;但在Na_2SO_4溶液侵蚀下,C_2AH_8不稳定而基本消失,并有膨胀性钙矾石形成,试样强度降低。在40℃,浆体中主要生成C_2AH_8和六水铝酸三钙(C_3AH_6),其中C_3AH_6在Na_2SO_4溶液侵蚀下基本稳定,而C_2AH_8在两种硫酸盐溶液侵蚀下均基本消失,Na_2SO_4侵蚀样中形成大量钙矾石,MgSO_4侵蚀样中则形成大量石膏,试样破坏严重。但在40℃高温条件下,两种硫酸盐侵蚀均可在一定程度上起到收缩补偿作用。     

硅粉对硬化水泥浆体微结构的影响的研究进展

主要从3个方面阐述了硅粉对硬化水泥浆体微结构影响的研究进展.同时预测该项研究今后的发展方向.     

硫酸盐侵蚀下混凝土内腐蚀反应-扩散过程的实验研究

通过开展硫酸盐腐蚀试验,研究了硫酸盐侵蚀环境下混凝土中内部硫酸盐浓度随时间和空间的变化规律,探讨了混凝土内部各组分浓度的变化与硫酸根离子浓度之间的关系.结果表明:随着侵蚀时间的增加,反应扩散不断进行,混凝土内部硫酸根离子浓度不断增加,越靠近侵蚀表面浓度越高;水泥水化产物中二水石膏、氢氧化钙和腐蚀产物的浓度变化与硫酸盐浓度变化之间存在一定的联系,随着二水石膏和氢氧化钙含量的减少,钙矾石含量前期增长较快,后期渐渐趋于稳定,硫酸盐浓度变化速率不断减小,直至混凝土内外环境中硫酸盐浓度差达到平稳状态.     

粉煤灰水泥硬化浆体微结构的交流阻抗研究

采用交流阻抗方法对掺有粉煤灰的水泥硬化浆体的微结构及对不同龄期粉煤灰水泥硬化浆体的交流阻抗参数和硬化水泥浆体微结构的关系、抗压强度进行了研究,并与纯硅酸盐水泥体系进行了比较。结果表明,与纯硅酸盐水泥相比,粉煤灰水泥水化后期的水化程度较高,浆体总孔隙率较低。     

高性能水泥硬化浆体微结构的交流阻抗研究

采用交流阻抗方法对掺有不同辅助性胶凝组分的高性能水泥硬化浆体的微结构进行了研究。从不同龄期时不同品种水泥硬化浆体的交流阻抗响应出发,对掺加辅助性胶凝材料的水泥硬化浆体的微结构进行了分析,并在试验测定的基础上讨论了硬化水泥浆体的结构和性能的关系。     

油井水泥石的硫酸盐侵蚀

为探索抗腐蚀油井水泥浆体系的设计基础及途径,用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、强度检测仪检测受腐蚀油井水泥石的产物、微观结构及抗压强度,研究调整井三次采油过程中油井水泥石的硫酸盐侵蚀问题。明确腐蚀作用方式,揭示抗压强度变化规律。结果表明：SO42–对水泥石产生的腐蚀类型为钙矾石–石膏混合型腐蚀;水泥石强度变化规律发生改变...     

生物质灰对水泥硬化浆体抗压强度影响的试验研究

对比研究了生物质灰与普通粉煤灰在粒度分布、颗粒形态、化学组成、活性指数等方面的不同,并开展了不同掺量生物质灰对水泥硬化浆体抗压强度的影响研究.结果表明:生物质灰颗粒形状不规则、平均粒径及粒径分布范围较大,具有特有的细长纤维状颗粒,且其活性组分Al2O3不足普通粉煤灰的三分之一;生物质灰的火山灰活性小于普通粉煤灰;相同掺量下,生物质灰-水泥复合胶砂各龄期的抗压强度均小于普通粉煤灰-水泥复合胶砂,生物质灰掺量越大,复合胶砂的强度相比纯水泥组下降程度越大;与普通粉煤灰相比,掺加生物质灰的硬化水泥浆体微观结构更为疏松多孔,特别是其特有的细长纤维状颗粒的存在.     

高能球磨活化硬化水泥浆体的研究

研究了硬化水泥浆体的高能球磨机械力化学活化，借助于XRD、SEM和DTA等，测定了硬化水泥浆体的结构和力学性能随球磨时间的变化。试验结果表明，在球磨过程中．强烈的机械力作用首先使水泥石中的各水化物发生脱水作用。DTA测定结果证明，脱水程度随球磨时间的而增大，球磨至60min时，Ca(OH)2已完全脱水；同时，脱水温度随球磨时间而降低。进一步球磨使水化物的晶体结构发生严重的畸变和破坏，最终成为无定形态物质。球磨80min后粉体净浆的3d和28d抗压强度分别达28，33MPa和38．85MPa，说明硬化水泥浆体经高能球磨机械力活化后可重新作为胶凝材料使用。     

石膏对贝利特-硫铝酸钡钙水泥强度和硬化浆体结构的影响

研究了石膏对贝利特-硫铝酸钡钙水泥强度和硬化浆体结构的影响.结果表明:贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的矿物组成主要有C3S、C2S、C,A、C4AF和C2.7B1.25A3S;当水泥中石膏掺量为10%时,贝利特-硫铝酸钡钙水泥的3d、7 d、28 d和90 d抗压强度分别达到了45.0、61.9、82.1和85.6 MPa;贝利特.硫铝酸钡钙水泥的水化产物主要有AFt、Ca(OH)2、C-S-H凝胶等,随石膏掺量的增加,AFt的数量逐渐增加,水化后期的Ca(OH)2数量逐渐减少.用XRD和SEM来分析硬化水泥浆体组成和结构.     

硫酸盐侵蚀对不同养护制度UHPC水化产物微结构的影响

采用29Si和27Al MAS NMR、XRD、SEM等测试技术研究了硫酸盐侵蚀对不同养护制度的超高性能混凝土(UHPC)水化产物微结构的影响.结果表明:标准养护和80 ℃高温蒸汽养护条件下,UHPC水化产物主要为C-S-H、Ca(OH)2、AFt、AFm和TAH;210 ℃、2 MPa蒸压养护8 h后,水化产物主要为tobermorite、Ca(OH)2和TAH.硫酸盐侵蚀对不同养护制度的UHPC抗压强度和水化产物微结构的影响微弱,但可促进210 ℃蒸压养护的UHPC胶凝浆体中TAH向AFm和AFt的转化.同时硫酸盐侵蚀180 d时,C-S-H凝胶MCL和Al[4]/Si略有降低,但降低幅度较小,UHPC具有良好的抗硫酸盐侵蚀能力.