高温高压环境中MgO膨胀剂的性能与作用机理EI北大核心CSCD

观察了不同MgO掺量的补偿收缩水泥浆在高温高压环境中的自由膨胀率,并结合显微形貌、浆体孔隙率等微观测试手段,分析了高温高压环境中MgO膨胀剂的作用机理。结果表明:掺加适量适当活性MgO膨胀剂,可以在对浆体强度影响不大的前提下有效补偿油井水泥浆在高温高压环境中的收缩;在150℃、20 MPa下,宜使用低活性的S型MgO膨胀剂,掺量应控制在3%左右;在高温、高压环境中,Mg^(2+)的迁移速度更快,Mg(OH)2晶体的生长范围更广,体积更大;除扩张微裂缝外,Mg(OH)_(2)晶体还与水泥水化产物雪硅钙石晶簇相互穿插,扩大水化产物间的距离,所产生的膨胀率远高于常温常压条件时的。     

钢渣作水泥膨胀剂的初步研究

文章介绍了国内外膨胀的发展状况和钢渣利用情况,提出把钢渣掺入水泥中作膨胀的设想并进行了一系列实验。结果表明,用钢渣用膨胀剂,膨胀龄期较长,膨胀状况良好。水泥抗压强度随钢渣掺量的增加而有所降低,水泥安全性合格。     

MgO膨胀剂对超高性能混凝土收缩性能的影响

为明确MgO膨胀剂(MEA)对超高性能混凝土(UHPC)收缩性能及抗压强度的影响,本文通过抗压强度和自收缩试验来评估不同活性、不同掺量MEA对UHPC的作用效果,并对其作用机理进行分析。结果表明,不同活性的MEA均能有效抑制UHPC的收缩,其中高活性的MEA水化速率相对较大,对UHPC早期的自收缩抑制效果明显。然而,MEA与水泥之间“争水效应”的存在,使得掺加高活性MEA的UHPC的抗压强度较同龄期掺加低活性MEA的UHPC的抗压强度低6%左右。MEA的掺量是影响其减缩效果的重要因素,当MEA掺量超过6%(质量分数)时,受UHPC基体自由水含量的限制导致其膨胀性能不能充分激发,难以进一步提升MEA的膨胀性能。综合考虑MEA对UHPC的收缩性能与力学性能的影响,本文建议选用活性值为220 s、掺量为6%的低活性MEA。     

温度和湿度对氧化镁膨胀剂膨胀性能的影响

为研究温度和湿度对氧化镁膨胀剂膨胀性能的影响,探讨氧化镁膨胀剂敏感性影响因素的作用机理,开展了养护温度(20℃、40℃、60℃、80℃)和养护湿度(RH100％、RH95％、RH60％、绝湿)对掺氧化镁膨胀剂的净浆、砂浆膨胀特性以及微观结构的影响研究.结果 表明:养护温度越高、养护湿度越大,氧化镁膨胀剂的膨胀效能发挥越大;氧化镁膨胀剂对20 ～ 40℃温度范围不敏感,对40 ～ 80℃的温度范围十分敏感;氧化镁膨胀剂对高湿度环境(RH≥95％)不敏感,对低湿度环境(RH≤60％)较为敏感;氧化镁膨胀剂自身膨胀效能及水化反应动力学参数的差异是造成温度和湿度敏感性差异的主要原因.     

水泥中氧化镁的膨胀机理

本文探讨了轻烧镁砂(MgO)在不同水泥浆体中的膨胀特性,并借助于水化热仪、DTA、DSC、XRD、OM和EM对MgO在不同碱度NaOH溶液和水泥浆体中的水化及其产物Mg(OH)_2的结晶特性进行了较为详细的研究。在此基础上,提出了MgO在水泥中的膨胀机理,并据此建立了膨胀模型。研究结果表明,水泥中MgO的膨胀起因于Mg(OH)_2晶体的生成和长大。膨胀在很大程度上取决于生成的Mg(OH)_2晶体所占据的位置,其次还取决于Mg(OH)_2晶体的尺寸。浆体膨胀的直接推动力为极细小Mg(OH)_2晶体的吸水肿胀力和Mg(OH)_2晶体的结晶生长压力,但后者是主要的。粉煤灰和矿渣使浆体孔隙液碱度降低和浆体多孔是其对膨胀起抑制作用的主要原因。     

硫铝酸钙膨胀剂与氧化镁膨胀剂对丁苯乳液改性砂浆性能的影响

本文研究了温度为20 ℃,相对湿度为90%(RH90%)和60%(RH60%)时,硫铝酸钙膨胀剂(CSA)与氧化镁膨胀剂(MEA)对丁苯乳液改性砂浆的工作性能、力学性能与收缩性能的影响。结果表明,丁苯乳液改性砂浆的流动度随着2种膨胀剂掺量的增加均先增大后降低。在RH90%与RH60%下,CSA掺量分别为水泥质量的6%与10%时,砂浆的抗折与抗压强度最高。2种相对湿度下,CSA都可有效降低砂浆干燥收缩;RH90%下掺8%MEA可提升砂浆抗折与抗压强度,亦可有效补偿砂浆后期干燥收缩;RH60%下掺8%MEA会降低砂浆抗折与抗压强度,且无法有效补偿砂浆的干燥收缩。     

限制条件下砂浆中MgO膨胀剂的膨胀特性

本文研究了掺MgO膨胀剂(MEA)的限制砂浆试件在不同温度水养护条件下的限制膨胀率,对不同活性的MEA的膨胀特性进行了评价.结果表明,随着MEA掺量的增加,砂浆试件的限制膨胀率也随之增大;MEA活性越高,试件膨胀率增长越快;养护温度的升高缩短了膨胀稳定的时间,活性反应时间为68 s的MEA在20℃、30℃、40℃、60℃和80℃水养护条件下膨胀终止时间分别约为180 d、120 d、90d、14 d和7d,可见,养护温度的升高对MEA的水化加速作用明显;同时,养护温度的升高对掺MEA砂浆试件的最终膨胀率有一定影响.高温养护与低温养护条件下MEA的膨胀特性具有一定的关联性.     

废砖粉改性MgO膨胀剂及其对砂浆性能的影响

采用白云岩和废砖粉为原料,研究了煅烧制度对废砖粉改性MgO膨胀剂的影响(方镁石和贝利特为主要煅烧产物,故简称PB),并测定了PB对砂浆变形和强度的影响.结果表明,在950～1050℃内,煅烧制度对PB中MgO含量无明显影响,提高煅烧温度或延长保温时间均有助于降低PB的f-CaO和石英含量,增加β-C2 S含量.掺PB砂浆试件的膨胀率随PB掺量的增加而增大,随着养护龄期的延长而增大.延长PB的保温时间或提高煅烧温度均使掺PB砂浆60 d之前的膨胀减缓.掺PB砂浆试件的抗压强度随PB掺量的增大而降低,随着养护龄期的延长,抗压强度降低百分数趋于减小.掺20％PB砂浆试件的28 d抗压强度降低百分数均小于10％;掺950℃煅烧1 h制备的PB砂浆试件在60 d之前具有最大的膨胀率并且抗压强度降低百分数最小.     

养护环境对掺有氧化镁膨胀剂的应变硬化水泥基复合材料裂缝自愈合的影响

用四点弯曲试验对掺有氧化镁膨胀剂(MEA)的应变硬化水泥基复合材料(SHCC)试件(SHCC-MEA)加载诱导产生裂缝,通过在不同养护时间测量其裂缝宽度以及毛细吸水量,研究了干燥(RH 50%)、水雾(RH 95%)、水(Tap water)以及饱和氢氧化钙溶液(Sat. Ca(OH)_2) 4种养护环境对其裂缝自愈合的影响,并通过电子显微镜和能谱仪(SEM-EDS)对愈合产物进行微观分析。结果表明,氧化镁膨胀剂的加入有效提高了SHCC裂缝愈合能力,在水雾环境下有明显效果;水分是裂缝自愈合过程中必不可少的条件,即使掺有氧化镁膨胀剂,干燥环境下的愈合效果依然很差;相比于对照组,饱和氢氧化钙溶液环境下的SHCC-MEA试验组的裂缝愈合效果不理想。     

掺MgO膨胀剂水泥净浆变形性能研究

通过对含镁尾矿的处理,采用一定工艺制备了MgO膨胀剂,研究了不同煅烧温度下的MgO膨胀剂的膨胀性能,并进一步研究MgO膨胀剂的掺量和细度以及粉煤灰对不同养护条件下水泥净浆自由变形性能的影响.结果表明:煅烧温度1050℃时膨胀剂膨胀性能较好;水泥净浆的自由变形随掺量的增加和龄期的延长以及养护温度的升高而增大;在早期细度较小的膨胀剂具有较好的膨胀效果,而后期细度大的膨胀剂的膨胀效果高于细度小的膨胀剂;粉煤灰对膨胀剂早期膨胀和后期膨胀都有显著的抑制作用.     

MgO对水泥性能的影响研究综述

全面回顾了氧化镁在水泥水化反应中的作用,包括抗压强度,体积稳定性,其他水泥性能等,指出了方镁石形成的条件及其水化动力学机理,讨论了方镁石在水泥混凝土使用中的危害和积极作用,最后得出氧化镁作为硅酸盐水泥熟料中的杂质在研究、使用、标准、新型水泥开发、水泥工业可持续发展与节能减排以及水利水电大坝工程最正确使用历史带给我们的启示等方面的结论和思考。     

菱镁矿尾渣煅烧MgO膨胀剂在一维限制砂浆中的膨胀性能

为探讨菱镁矿尾渣在制备MgO膨胀剂(MEA)应用上的可能性,研究了辽宁海城菱镁矿尾渣煅烧MEA的活性及其在不同温度水养护砂浆试件中的一维限制膨胀率.结果表明,利用废弃菱镁矿尾渣经高温煅烧可制备出不同活性的混凝土用MEA,且煅烧温度越高,活性越低;不同养护温度下MEA表现出不同的膨胀性能,掺低活性MEA的砂浆试件的膨胀受养护温度的影响更为显著;相较于菱镁矿煅烧得到的MEA,由菱镁矿尾渣煅烧的MEA中有效方镁石成分较低,同掺量情况下膨胀性能较差,实际应用中可通过适当提高MEA掺量以保证对混凝土收缩的有效补偿.     

单晶和多晶MgO的蠕变机理

现有的单晶和多晶ＭｇＯ数据的分析法强调，假定不同应力－－温度状态下起主导作用的蠕变机理是不同的幂定律接近法，具有不足之外。而在高温下的大范围的应力内，说明同样的蠕变过程是处于速率的控制之中的。因此无需求明确的位错机理来解释所谓的Ｈａｒｐｅｒ－Ｄｏｒｎ特性，但是为了验证一种说法，即扩散蠕变过程决定了小应力下ＭｇＯ类陶瓷的高温蠕变性能，应该提供新的清晰的证据。     

浅析水泥中MgO的危害与测定

水泥中的MgO是有害成分,主要来源于石灰石中的白云石(CaCO_3·MgCO_3)。在熟料煅烧过程中,MgO一般不与酸性氧化物反应生成熟料矿物。少量的MgO有助融作用,可以固熔于C_3S、C_2S、C_3A和C_4AF矿物中。固熔总量在1.3～2.9％,多余的MgO则以游离状态的方镁石存在。方镁石水化活性比fCaO还差,其水化生成Mg(OH)_2需几个月甚至几年,且体积膨胀148％,它的潜在危害性能使硬化后的混凝土产生溃裂,甚至     

工业固体废弃物制备混凝土膨胀剂的研究进展

随着我国工业的快速发展,废弃物的处理、利用成为了一个亟待解决的问题.一些含有活性的Al2 O3和游离的CaO、MgO的工业废渣可以用来制备混凝土膨胀剂.这些成分可以与水或其他成分反应产生体积变大的晶体,来补偿混凝土的收缩.不仅可以废物利用,达到资源利用化最大,而且解决了废弃物引起的环境问题,产生良好的社会效益和经济效益.综述了利用工业废弃物制备混凝土膨胀剂的方法及研究进展,分析了膨胀剂的制备原理和膨胀源.     

MgO对高钙硫铝酸盐水泥性能影响的研究

研究了ＭｇＯ对高钙硫铝酸盐水泥矿物形成及性能的影响,结果表明,含有０．５％的ＭｇＯ即可显著改善生料的易烧性,降低熟料中ｆＣａＯ的含量,促进Ｃ３Ｓ及Ｃ４Ａ３Ｓ两种主要矿物的形成。即ＭｇＯ含量这８％,熟料中ｆＣａＯ的含量亦显著降低,掺加ＭｇＯ使矿物的水化活性提高;当熟料中ＭｇＯ含量为０．５％～５％时,不泥强度显著提高,而达８％时,水泥强度则有所降低。     

焙烧陶粒膨胀剂的研究应用进展

陶粒因为具有多种优良品质而应用广泛.为获得适合的密度、孔隙度、比表面积和吸水率等性能,焙烧陶粒在制备过程中需要添加膨胀剂.在简述焙烧陶粒膨胀机理的基础上,介绍了焙烧陶粒膨胀剂的种类和特征,并着重介绍了有机碳类膨胀剂、铁氧化物类膨胀剂、碳酸盐类膨胀剂和碳化硅膨胀剂的膨胀特性及相关研究应用情况,分析了铁氧化物和碳质相互作用对陶粒膨胀性能的影响;此外,指出可以根据陶粒的软化温度和膨胀剂的TG-DSC/DTA曲线变化特征合理选择膨胀剂,指出陶粒的制备工艺与设备对其膨胀特性也具有显著影响,为提高焙烧陶粒的制备和应用水平提供参考.     

稻壳灰对油井水泥性能的影响及作用机理初探

为了改善油井水泥石力学性能及孔隙结构,研究了稻壳灰对油井水泥浆及水泥石性能的影响.通过测试掺有稻壳灰的水泥浆和空白样的水泥浆体的性能,以及不同掺量下水泥石的力学性能及渗透率和孔隙度,研究其对油井水泥性能的影响;利用XRD和TG测试,对稻壳灰水泥石和空白样进行物性分析,同时通过SEM对水泥石的微观形貌进行对比分析,初步探索稻壳灰对油井水泥石性能的作用机理.实验结果表明:稻壳灰对油井水泥浆的基本性能影响甚微;但其对水泥石的力学性能影响较大,与空白样对比,稻壳灰掺量为15％时,水泥石24h抗压强度提高56％,抗拉强度提高46％,孔隙度降低42％;同时,研究表明稻壳灰中含有的高活性非晶SiO2通过与水化产生的Ca(OH)2反应生成硅酸钙凝胶,能提高水泥石中的胶凝相,降低水泥石的空隙,达到提高水泥石力学性能的目的.     

氧化镁质和硫铝酸钙膨胀剂对工程水泥基复合材料性能的影响

本文研究了氧化镁质和硫铝酸钙膨胀剂对工程水泥基复合材料水化产物及微观结构的影响。结果表明:两种膨胀剂均会引起工程水泥基复合材料流动性能、力学性能的下降;掺入氧化镁质膨胀剂使得材料体系中大量生成富镁硅钙石,而掺入硫铝酸钙膨胀剂使得材料体系中钙矾石含量增大,两种水化产物均可以细化材料的孔结构,改善试样的抗氯离子渗透性能,5%(质量分数)掺量下硫铝酸钙膨胀剂试样的孔径比氧化镁质膨胀剂试样的更小,结构更加稳定。