硬化水泥浆体的弹性模量预测

应用复合材料细观力学理论及三维微观水化模型,建立了描述硬化水泥浆体弹性力学性质的多相细观力学模型;将水泥浆体中的水化产物、未水化水泥颗粒和水(孔洞)分别视为基体、夹杂及等效介质,计算了水泥浆体在不同水灰比情况下的弹性力学性质随水化程度的演化.该模型所需要的参数为水泥浆体各相矿物组成含量及自身的弹性力学性质.通过与试验结果比较,证明了该模型可以用于预测水泥浆体的弹性力学性质.     

胶凝材料水化产物微观结构及其模型的建立

水化产物结构模型的建立,是研究混凝土性能的基础,是提高或控制其性能的前提。研究水化产物结构,不仅要观察其结构具体表现形貌,还要从理论上分析组成其结构的粒子种类和大小、粒子形成过程、粒子间相互作用,以及粒子排列所形成的结构形式。才能用相应的模型分析和改善水化产物的性能。     

聚羧酸系减水剂对水泥分散和水化产物的影响

合成了3种聚氧乙烯链长的聚羧酸系减水剂,表征了它们的相对分子质量,并研究了它们对水泥颗粒分散性能和水泥水化产物性质的影响.研究表明:长短支链交替组成的聚羧酸系减水剂对水泥颗粒具有较好的分散性能,聚羧酸系减水剂的分散机理主要是其支链产生的空间位阻作用;掺加聚羧酸系减水剂后,水泥浆体需水量减少,在水化28 d内,水泥熟料的水化速率减小,水化产物数量减少;水化产物的孔径范围变小,硬化水泥石密实程度提高.     

HEMC对水泥浆早期水化产物形成历程的影响

为了探讨纤维素醚与水泥浆之间在水化早期的相互作用,通过傅里叶变换红外光谱分析和热分析方法研究了HEMC(羟乙基甲基纤维素醚)对水泥浆前24 h主要水化产物形成历程的影响.结果表明:HEMC延迟了钙矾石、C-S-H凝胶和CH(氢氧化钙)的形成,延缓了水化产物中水分子由吸附态向结晶态的转化;HEMC对不同水化产物的延迟能力...     

粉煤灰对水泥水化浆体微结构的影响

为探讨粉煤灰对水泥水化浆体微结构的影响,通过原子力显微镜以及能谱分析,对纳米尺度下基准及掺有粉煤灰水泥浆体中水化产物的形状、大小以及堆聚结构的形成机制进行了研究.试验结果显示,在基准水泥浆体中的水化产物大部分是粒级大约40～80 nm的圆球形颗粒,而且试验还观察到在它们中还镶嵌着一些尺寸大于1μm的板状和薄片状水化产物...     

水泥基材料极早期水化机理及微观结构分析

测试了水泥浆体中孔溶液离子浓度在水化极早期的演变规律;运用原子力显微镜(AFM),采用碱性模拟溶液腐蚀粉煤灰的方法来研究了水化过程中孔溶液碱度对粉煤灰化学反应活性以及水化反应和水化产物生成的影响。研究结果表明:粉煤灰掺量分别为0、10%、20%的三种水泥水化孔溶液各离子浓度随水化时间的推移,其变化趋势基本是相同的。水化最开始的阶段孔溶液离子浓度主要是由碱性物溶解控制,其变化呈现差异性。AFM观察结果表明,碱性溶液可以侵蚀粉煤灰颗粒表面,改变其微观结构,改变的程度与侵蚀溶液碱离子浓度密切相关。经侵蚀的粉煤灰颗粒表面有纤维状水化产物形成。     

橡胶集料高强混凝土高温前后性能研究

以橡胶颗粒部分取代细集料砂子配制高强混凝土,研究橡胶颗粒不同取代率(体积分数)对高强混凝土工作性、高温后质量和强度的损失,并用电镜表征高温前后硬化水泥基体的微观结构。研究结果表明:常温下橡胶集料高强混凝土的表观密度随着橡胶颗粒掺量的递增而下降。抗压强度随橡胶颗粒掺量的递增表现为先减后增,当掺量为6%时强度最低。硬化水泥基体微观结构致密,水泥水化产物结晶发达,600℃高温作用后,混凝土表观密度、抗压和劈拉强度明显下降,但适当掺入橡胶颗粒可以明显提高混凝土强度剩余百分率。高温后硬化水泥基体微观结构疏松、孔隙增大,粗集料以及水泥基体均产生裂纹,水泥水化产物结晶消失。     

水泥水化早中期的交流阻抗研究(Ⅰ)——起始期的交流阻抗响应分析

通过对水泥水化起始期交流阻抗响应的分析，讨论了该时期水化过程的特征，在水泥水化的起始期，在交流阻抗的等效电路中，法拉第阻抗为阻容串联组件，通过对双层电容和串联电容的测定，可以了解水泥熟料颗粒表面的离子分布和水化产物C-S-H凝胶的电性质。     

浅谈蒸压石灰(水泥)——粉煤灰硅酸盐砼的水热反应机理

众所周知,硅酸盐砼在蒸汽养护过程中所发生的一系列物理化学反应称为水热反应.在水热条件下,硅酸盐砼原材料之间的相互作用,生成一系列水化产物,如水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铝硅酸钙及水化硫铝酸钙等.当硅酸盐砼的原材料是石灰、水泥以及各种硅质材料时,它们在养护过程中的反应,本质上是石灰水化后形成的氢氧化钙或水泥熟料中的硅酸三钙(C_3S)、硅酸二钙(C_2S)水化析出的水化硅酸钙胶体(C—S—H凝胶)和氢氧化钙与二氧化硅、三氧化二铝以及水之间的反应,当有石膏时,还有与硫酸钙的反应.     

苯丙乳液改性混凝土微观结构与性能研究

本文采用三种不同性质的苯丙乳液来研究聚合物对混凝土各种性能的影响规律.测量了不同聚合物掺量下聚合物改性混凝土的工作性及力学性能.通过测量硬化混凝土的氯离子渗透系数、抗冻性、碳化深度研究了聚合物对混凝土的耐久性的影响.用扫描电镜观察了聚合物改性水泥的微观结构.结果表明:由于聚合物成膜及其与水泥水化产物的相互作用,混凝土力学性能都得到了显著改善.聚合物性质不同,对混凝土耐久性能影响不同.扫描电镜观察微观结构证实了聚合物与水泥水化产物间的相互作用,并为解释力学性能及耐久性的改善提供证据.     

化学沉积法改善纤维水泥基体的界面性能

为了改善合成纤维-水泥基体界面黏结性质,通过化学沉积纳米二氧化硅,制备了一系列的改性纤维.使用X射线能谱仪(EDS)确认二氧化硅的存在,采用扫描电镜(SEM)观察纳米颗粒在纤维表面的分布,从而评价化学沉积时间对沉积效果的影响,并通过单丝纤维拔出行为和塑性抗裂性能试验证实改性纤维的优势.结果表明:对聚丙烯(PP)纤维而言,合适的化学沉积时间为60 min,此时纳米二氧化硅粒子的平均粒径为300 nm;聚乙烯醇(PVA)纤维表面具有的亲水性质,使纳米二氧化硅在其上的分布形态与在PP纤维上明显不同;改性纤维的界面黏结强度显著提高,表现出优良的抗裂性能,其原因可能是由于二氧化硅的水化活性,水化产物在单丝拔出及塑性抗裂时起到了物理锚固及化学键合的双重作用.     

利废高掺粉煤灰空心混凝土砌块强度形成机理

利废高掺粉煤灰空心砌块的亚微观结构对混凝土的宏观行为有重要影响.通过对其水泥水化产物形貌、大小、数量的观察;对硬化水泥浆体结构中孔的大小、数量及分布的分析:由砌块的SEM观察分析,研究了水泥水化产物的形貌、粉煤灰与水泥水化反应物相互作用的机理.     

水泥基土壤固化剂固化土的微观结构特征

采用扫描电镜和能谱分析测试手段,对水泥基土壤固化剂固化土的微观结构和固化剂的水化产物进行了研究.结果表明:水泥基土壤固化剂水化产物包括水化硅酸钙(C-S-H)凝胶、氢氧化钙、碳酸钙、三硫型水化硫铝酸钙(AFt)等物质,其中C-S-H凝胶、AFt是构成固化土强度的主体;六方棱柱状的AFt晶体和纤维状的C-S-H凝胶(Ⅰ)纵横交替搭接成网状结构,插入或填充于土颗粒孔隙之中;网络状或其他形状的C-S-H凝胶附着在土颗粒表面并将其包裹起来,或将相近的土颗粒黏结起来.水泥基土壤固化剂水化产物的填充、挤密、黏结等作用,使呈松散状态的土颗粒逐渐成为较致密的整体,从而改善了土体的工程技术性能.     

不同龄期橡胶混凝土力学性能试验研究

为了深入研究橡胶混凝土的力学性能,以C50混凝土配合比为基准,将粒径为1~3 mm的橡胶颗粒按照5%、7.5%、10%、12.5%、15%的比例等体积取代砂,配制橡胶混凝土。研究了龄期以及橡胶颗粒掺量对橡胶混凝土基本力学性能的影响,并采用环境扫描电子显微镜对混凝土基体和橡胶颗粒与基体的界面进行分析。结果表明,随着水泥水化龄期的发展,水泥水化产物会逐渐填充密实橡胶颗粒与水泥基体之间的界面过渡区,从而实现橡胶颗粒和混凝土基体相容;掺入橡胶颗粒会改善混凝土的弹性,同时又损失了混凝土的强度,但橡胶混凝土应用于路面工程,仍然可以满足强度要求。通过对试验结果进行拟合,得到了可供预测橡胶混凝土强度的公式,也可为橡胶混凝土在路面工程中的应用提供参考。     

煤矸石热活化及水泥水化的红外分析

结合傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)／红外显微镜,分析了煤矸石原材料的组成及其煅烧活化的相变过程;根据不同水化龄期时红外光谱图吸收带的变化来判断2种水泥浆体水化产物的形成过程和速度;利用红外显微镜反射光谱研究水泥浆体的水化产物微结构．结果表明：煤矸石在煅烧温度为600℃时已经脱除羟基,晶体结构被破坏并产生相变;2种水泥浆体水化反应初期有水化硅酸钙、钙矾石及氢氧化钙形成;伴随水化反应的进行,纯水泥浆体中形成的水化硅酸钙的钙硅摩尔比逐渐增加,煤矸石水泥浆体生成的水化硅酸钙的钙硅摩尔比则逐渐降低;在水化过程中,煤矸石里非活性成分的吸收峰峰位不变,而活性成分的峰位则发生偏移．     

FKJ胶结料的反应产物和矿相的研究

本文着重研究以Na_2SiO_3作为激发剂的粉煤灰渣—碱胶结料(简称FKJ)的反应机理和水化产物。通过分析自然界中天然沸石的形成过程,扫描电镜显微矿相形貌分析,热力学计算及现代X—衍射谱线分析,我们认为FKJ系统中可能生成的主要水化产物为方沸石型的水化硅铝酸钠;其次为钙沸石型的水化硅铝酸钙和杆沸石型的水化硅铝酸钠钙;还生成少量的低碱度水化硅酸钙。论文还阐述了FKJ胶结料有良好的耐久性,即有良好的抗碳化性,抗冻性,耐化学侵蚀性等,故它有广阔的应用前景。     

硅酸盐水泥水化硬化研究的动向(上)

本文综述了硅酸盐水泥水化理论,早期水化,水化产物及水泥石结构研究的进展。作者认为:硅酸盐水泥水化硬化主要集中在各种尺度的界面层性质的研究。对于早期水化,主要是研究初始水化物构成的保护膜或离子阻挡层的性质对水泥凝结硬化的影响。对于水化产物,趋向于研究正常水灰比的     

蔗糖对水泥早期孔溶液离子浓度的影响

水泥基材料硬化是一个固态水泥颗粒与液态水相相互反应过程,因此孔溶液组成有助于研究水化产物及水化过程;通过对压榨法得到水泥净浆早期孔溶液,通过孔溶液组成分析,探讨蔗糖对水泥水化的影响;发现0.08%蔗糖仅对水化过程中诱导期影响较大,延长凝结时间,并使得诱导期孔溶液SO42-浓度降低,而Ca2+,p H有一定程度增加。     

ESEM追踪K-PSDS型地聚合物水泥的水化

应用环境扫描电镜原位定量追踪K-PSDS型地聚合物水泥在相对湿度80％条件下水化产物生成-发展-演化的全过程.结果表明：在水化早期，偏高岭土颗粒松散地堆积在一起，存在许多大空隙；随着龄期的增长，生成的大量海绵状胶体积淀在颗粒表层，并向外扩充；到了后期，颗粒被胶体厚厚包裹，空隙被填满，基体变得非常致密．通过能量散射分析(EDXA)发现，随着水化的进行，K2O与Al2O3，SiO2与Al2O3的摩尔比逐渐减小，最终产物的这两个比值分别为1．28，6．54，接近理论值．另外，在任何龄期均未出现外形规则的结晶产物，而仅生成了一种均匀的海绵状胶体．     

不同电价阳离子对α-半水石膏水化性能的影响

采用水化温升曲线、ξ电位和液相组成等测试手段,研究了不同电价阳离子对α半水石膏水化性能的影响。结果显示,α半水石膏水化过程中,形成了双电层结构,ξ电位为负值,不同电价阳离子对其表面双电层结构和ξ电位影响不同,会引起颗粒的分散度和溶解速度的差异,进而影响α半水石膏的水化性能。这种机理有别于传统的胶体体系。