水泥-粉煤灰复合胶凝材料的水化性能研究

通过测定不同龄期净浆的化学结合水量和抗压强度，探讨了低水胶比条件下粉煤灰细度、掺量对水泥－粉煤灰笔合胶凝材料水性能的影响，试验结果表明：粉煤灰掺量的增加虽然促进了水泥的早期水经，但仍然降低了硬化浆体中化学结合水总量，同时，随粉煤灰掺量的增加，硬化浆体的早期强度下降；粉煤灰细工的增加并没有提高水泥－粉煤灰复合胶凝材料的水化程度，而超细粉煤灰的密实填充和微休料效应对硬化浆体后期抗压强度的增加起到了重要的作用。     

水泥-粉煤灰复合胶凝材料水化程度的研究

通过化学结合水量和粉煤灰反应程度的测定,研究了水泥-粉煤灰复合胶凝材料的水化程度.结果表明:粉煤灰的掺入降低了复合胶凝材料的总水化程度,但促进了复合胶凝材料中水泥的水化程度;粉煤灰掺量越大,粉煤灰自身的反应程度越低,水泥水化的程度越高;高温养护对早期复合胶凝材料总水化程度以及粉煤灰的反应程度均有显著的提高作用,但却阻碍了后期复合胶凝材料总水化程度的进一步提升;水胶比对各水化程度趋势的影响较小;90 d粉煤灰反应程度的突增降低了复合胶凝材料中水泥水化程度相对指数,水泥水化对于复合胶凝材料化学结合水量的贡献更多体现在水化早期(28 d前),而粉煤灰的贡献则体现在水化后期(28 d后).     

水泥胶凝材料水化进程及力学特性研究

首先简述了热分析的测定原理及其在水泥化学研究中的应用;利用热重方法分析了水泥净浆的水化进程变化规律,研究了不同水灰比的水泥净浆水化程度;并从理论上解释了不同水灰比的水泥净浆水化程度发展规律;而且,对水泥净浆水化过程中的抗压强度进行了测试,试验结果发现其变化趋势与水化程度变化趋势是完全一致的,这充分反映了微观结构与宏观性能之间的关系.     

活化煤矸石/粉煤灰水泥水化过程及性能差异

用水化热、热分析、化学结合水量、压汞法和扫描电镜研究了20℃养护条件下硅酸盐水泥和活化煤矸石/粉煤灰硅酸盐水泥的水化过程、硬化浆体孔结构和微观结构,并研究了浆体抗压强度和收缩值随龄期的发展规律.结果表明:与粉煤灰相比,活化煤矸石较大的比表面积及其所含有的多孔或致密的惰性物质,使其对水泥熟料水化的早期稀释效应有所削弱,也使其后期火山灰反应对水泥熟料和活化煤矸石混合材整体水化程度的提高幅度有所下降,并且活化煤矸石硅酸盐水泥水化1 a后其硬化浆体的毛细孔含量高于粉煤灰硅酸盐水泥,其抗压强度和收缩值则低于粉煤灰硅酸盐水泥.     

热活化煤矸石水泥复合体系的水化反应程度分析

借助Ca(OH)2剩余量和化学结合水量的测定方法,对热活化煤矸石复合水泥体系的水化反应程度进行了分析,并采用差热分析法(Differential Themlal Analysis,DTA)对体系水化过程的热特性进行了追踪研究.结果表明:热活化煤矸石水泥体系中,以煅烧温度为750℃、保温时间为4h的煤矸石-水泥体系的水化...     

自燃煤矸石水泥水化及强度发展的研究

本文应用X射线分析和扫描电子显微镜技术研究了在常温和蒸汽养护条件下自燃煤矸石水泥水化和强度发展。该研究为自燃煤矸石水泥的应用提供了实验和理论依据。     

燃煤灰渣水化反应动力学测定方法研究

煤粉炉粉煤灰、沸腾炉渣和循环流化床固硫灰渣是3种具有代表性的燃煤灰渣.采用氢氧化钙变化量和化学结合水量表征方法,对燃煤灰渣的水化反应动力学进行研究.研究发现,由于燃煤灰渣中游离CaO的存在,用Ca(OH)2反应变化量研究其水化反应动力学时存在较大的干扰和误差;而用化学结合水量法则不受燃煤灰渣中游离CaO和SO3含量的影响,且与28d抗压强度比方法所得结果相一致.结果表明,随着龄期增长,固硫灰渣或沸腾炉渣-水泥胶凝系统中,水化产物生成量明显高于粉煤灰-水泥胶凝系统;燃煤灰渣的火山灰活性与其CaO或SO3含量不存在必然联系.     

煤矸石质少熟料水泥的水化机理分析

用熟蚀变煤矸石和磨细矿渣粉代替部分水泥熟料,制备煤矸石质少熟料水泥.采用XRD分析方法研究了蚀变物料和各龄期水化产物的矿物成分,通过胶砂试块的强度、标准稠度用水量、凝结时间及安定性分析来表征少熟料水泥的性能,采用SEMEDS分析表征净浆试块3d、28d水化产物的微观形貌与显微成分.结果表明,750℃热蚀变煤矸石的XRD图谱中没有黏土类矿物的衍射峰,制备的少熟料水泥的基本性能达到GB 175-2007中42.5级普通硅酸盐水泥的标准要求,而且早期强度明显优于42.5级普通硅酸盐水泥.     

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．     

掺合料对水泥完全水化产物的影响

阐述了掺合料水泥对水泥完全水化产物的影响规律,以寻找掺合料的最佳配比.     

利用超声波法对再生胶凝材料早期水化性能的研究

采用化学结合水含量测试法研究了水泥不同水灰比在不同水化龄期的水化程度,以及硬化浆体在650℃高温处理后的脱水程度,进而利用超声波波速法对脱水相的再水化过程进行连续监测,结果表明再生胶凝材料(脱水相)具有和水泥类似的水化过程,但水化放热多,水化速度和凝结时间快。     

碱对低热水泥早期水化进程和微结构的影响

通过外掺Na_2SO_4的方式,将低热水泥中的碱含量(质量分数,下同)提高至0.80%,1.20%和1.60%.利用微量热仪研究了以硫酸盐形式存在的碱对低热水泥早期水化进程的影响,并通过水化动力学模型具体分析了碱对低热水泥各水化阶段的影响,最后利用29Si和27Al固体魔角核磁共振技术,研究了碱对低热水泥水化产物中含Al相和含Si相组成结构的影响.结果表明:碱能促进低热水泥的水化,但在一定碱含量范围内,低热水泥的水化并不随着碱含量的增加而显著增加,这种促进作用主要是由于碱提高了水泥结晶成核和晶体生长速率,并延长了相边界反应阶段;此外,碱在一定程度上促进了低热水泥中的Al向C-S-H链中转移,但随着碱含量的增加,Al在C-S-H链中的相对含量降低,更倾向于向六配位的AFt中转移.     

煤矸石的机械-热力复合活化研究

通过X-射线衍射分析、扫描电镜分析、激光粒度分析、宏观力学性能测试等手段,对煤矸石进行了机械-热力复合活化研究。结果表明,机械-热力复合活化煤矸石的活性主要来源于煤矸石中粘土矿物的受热分解及玻璃化,煅烧温度对其活性影响较大。北京地区煤矸石的最佳煅烧温度为900℃。粉磨时间对煅烧煤矸石细度影响较大,从而对活性的影响也较大,但到一定的细度后粉磨效率会变低,综合考虑粉磨效率及活化效果,可得到一最佳粉磨时间。     

煤矸石的机械-热力复合活化研究

借助于X-射线衍射分析、激光粒度分析、宏观力学性能测试等手段,对煤矸石进行了系统的机械-热力复合活化研究,研究结果表明:采用机械-热力复合活化,煤矸石中的活性来源矿物高岭石转变为偏高岭石的温度明显低于纯高岭石的转变温度。机械-热力复合活化的煅烧温度、粉磨时间参数对掺煤矸石水泥早期强度的影响不大,但对后期强度有较大影响。在保持细度相同的情况下,对于煤矸石的热力活化存在最佳活化温度;在相同的热力活化制度条件下,对于煤矸石的机械活化存在最佳机械粉磨时间。在相同的热力活化制度、相同的粉磨时间条件下,采用“先混后磨”的粉磨方式优于“先磨后混”。     

热活化与机械力活化对煤矸石胶凝性的影响

用X射线衍射(XRD)、热分析(TG-DSC)、扫描电镜(SEM)等方法,研究了热活化、机械力活化及未活化煤矸石水泥的胶凝性能.结果表明,热活化能显著改善煤矸石的胶凝性,对热活化煤矸石再进行机械力活化能进一步提高其胶凝性;活化煤矸石可为熟料水化产物的形成提供成核基点从而加快熟料早期的水化;煤矸石水泥浆体中Ca(OH)_2含量由熟料析出Ca(OH)_2与煤矸石吸收Ca(OH)_2的能力竞争决定.此外,煅烧煤矸石中活性Al的存在,会增加水化产物中钙矾石(AFt)的含量.分析指出,热活化是煤矸石活化的必要条件,而机械力活化是其充分条件.     

纳米C-S-H早强剂对水泥水化的影响研究

通过凝结时间、水化温度、XRD、SEM、抗压强度试验等研究了纳米C-S-H早强剂对水泥水化及混凝土强度的影响,并分析了作用机理。结果表明：纳米C-S-H早强剂明显缩短了水泥的凝结时间;随着纳米C-S-H早强剂掺量的增加,水化温度峰出现时间缩短,且峰值提高;掺入适量的纳米C-S-H早强剂不改变水泥的水化产物种类,但加速了水泥水化进程,提高了混凝土的早期抗压强度,且后期（28 d、56 d）抗压强度无倒缩。     

化学激发剂对煤矸石及煤矸石水泥激发作用的比较研究

采用强度试验法研究了不同激发剂对于热激发煤矸石以及煤矸石水泥的激发作用。结果表明,随着Ca（OH）2掺量的增大,对热激发煤矸石以及煤矸石水泥的激发效果都出现先增后减的趋势,存在一最佳掺量。Na2SO4对热激发煤矸石以及煤矸石水泥的激发效果都随着激发剂掺量的增加而增大。Ca（OH）2和Na2SO4对煤矸石及煤矸石水泥具有相似的激发效果,显示出其与煤矸石水泥具有相容性。Na2SiO3对热激发煤矸石的激发,随其掺量的增大,出现先增后减的趋势,存在一最佳掺量。而对于煤矸石水泥,激发剂的掺入以及随着其掺量的增大,煤矸石水泥的强度显著降低,显示出NaSiO3与煤矸石水泥具有不相容性。     

掺热活化煤矸石水泥胶砂试验研究

借助于X射线衍射分析、激光粒度分析、宏观力学性能测试等手段,对陕西铜川煤矸石进行了系统的热力活化研究.研究结果表明:掺700℃煅烧后的煤矸石的水泥胶砂试块强度值最高,说明这个温度是本试验所采用煤矸石的最佳煅烧温度.通过XRD分析表明:采用热力活化,煤矸石中活性来源矿物高岭石转变为偏高岭石的温度明显低于纯商岭石的转变温度.水泥胶砂强度随活化煤矸石掺量的增加在早期呈下降趋势,但随水化时间的增加,强度有大的提高,甚至超过纯硅酸盐水泥砂浆强度,其中综合效果以掺量30%为最佳.当掺量超过35%后,强度大幅度下降.     

水泥基多元复合体系水化理论分析

通过多元体系水化热、多元组分的水化程度测定分析,发现各组分在水化进程中的时效性具有一定的次第顺序,并提出了化学活性反应时效性贡献率的概念.水化进程次第性为其时效性贡献率上的一定顺序,即各组分的水化反应是一直进行的,但各时间段的反应效率存在主导与辅助的角色转变.