混凝土中钙矾石的重结晶

钙矾石是水泥重要的水化产物之一,也是铝酸盐类膨胀剂产生膨胀的主要物质,但它在混凝土中并不稳定,容易发生重结晶.提出了混凝土中钙矾石重结晶的理论基础,并从钙矾石的溶解和析晶两方面探论了混凝土中钙矾石重结晶的影响因素,重点讨论了混凝土原料组分中碱和石膏对钙矾石析晶的影响.此外,还概述了钙矾石重结晶与膨胀之间的关系.最后,提出了一些有待进一步研究的问题.     

水泥混凝土中钙矾石膨胀及抑制的研究进展

从晶体成长理论和吸水膨胀理论两方面阐述了钙矾石的膨胀机理,论述了钙矾石膨胀的抑制机理,介绍了目前国外结晶化抑制剂的研究进展、一些抑制剂的效果以及影响抑制剂效果的因素,并对这些抑制剂及其效果进行了总结,最后展望了我国钙矾石抑制剂的研究前景.     

钙矾石的长期稳定性

本文通过对一组在20℃水中养护了15年的矿渣硅酸盐水泥净浆进行XRD分析，对水泥浆体中钙矾石的长期稳定性及其机制进行了探讨。结果表明：在水泥浆体中，钙钒石向单硫型水化硫铝酸钙转变的速度十分缓慢，水泥中含铝（铁）相含量，尤其是C3A含量，是影响钙矾石长期稳定性的重要因素，C3A含量增加，其稳定性明显下降，钙矾石长期稳定性并不仅仅取决于体系中含铝（铁）相与SO3摩尔比，还取决于动力学因素。     

钙矾石的长期稳定性

本文通过对一组在 2 0℃水中养护了 15年的矿渣硅酸盐水泥净浆进行XRD分析 ,对水泥浆体中钙矾石的长期稳定性及其机制进行了探讨。结果表明 :在水泥浆体中 ,钙矾石向单硫型水化硫铝酸钙转变的速度十分缓慢 ;水泥中含铝 (铁 )相含量 ,尤其是C3 A含量 ,是影响钙矾石长期稳定性的重要因素 ,C3 A含量增加 ,其稳定性明显下降 ;钙矾石长期稳定性并不仅仅取决于体系中含铝 (铁 )相与SO3 摩尔比 ,还取决于动力学因素     

钙矾石结合氯离子能力的研究

采用化学合成法制备了钙矾石,通过平衡法研究了钙矾石结合氯离子的形式及能力,通过X射线衍射法和拉曼光谱分析法研究了钙矾石结合氯离子前后的晶体结构及官能团的变化以确定其结合氯离子的形式,通过滤取法验证了平衡法测试结果的可靠性。结果表明:钙矾石具有结合氯离子的能力,但其结合氯离子的形式是物理吸附,吸附等温线符合Freundlich关系曲线;经氯盐溶液侵蚀前后钙矾石晶体结构及官能团没有变化,进一步确定了钙矾石不具有化学结合氯离子的形式;与钠离子相比,侵蚀液中的钙离子能增强钙矾石吸附氯离子的能力。     

自燃煤矸石胶凝材料中钙矾石形成研究

采用XRD分析了自燃煤矸石胶凝材料中活性Al2O3在不同因素影响下水化形成钙矾石的情况.研究结果表明,在相同条件下芒硝存在,时自燃煤矸石中活性Al2O3水化生成钙矾石,而含等量硫的石膏存在时水化浆体中不但有水化产物钙矾石还有未反应的石膏;胶凝体系中不含熟石灰时,活性Al2O3水化首先生成石膏,随着水化的进行再转化成钙矾石,而在有熟石灰时水化则直接生成钙矾石;矿渣促进了自燃煤矸石中Al2O3水化形成钙矾石.     

钙矾石的结构变异对膨胀水泥膨胀性的影响

通过DTA,X射线衍射分析和SEM观察及与膨胀率和强度的对比分析,给出了钙矾石稳定存在和结构变异的温度范围及其对砂浆膨胀和强度的影响.结果表明,(1)在干热条件下钙矾石在87-150℃之间发生快速脱水,结构极度扭曲失去晶体特征,但结构并不崩溃分解,遇水后即可恢复.100℃以下的湿热条件下,钙矾石可生成和稳定存在;(2)尽管100℃以下的干燥条件膨胀水泥混凝土的强度不降低,但膨胀会完全丧失,甚至产生负膨胀.故膨胀水泥和自应力水泥不宜在70℃以上的干燥环境和干-湿交替的环境中使用.     

PNS与葡萄糖酸钠复合使用对初期钙矾石形成的影响

在水泥水化初期,钙矾石的形成对水泥浆体的流动性和流动性经时损失等性能有着重要影响.采用Al2(SO4)3·18H2O与CaO混合溶液法合成钙矾石,并采用X衍射分析(XRD)和综合热分析(TGA)研究了萘系高效减水剂(PNS)及其与葡萄糖酸钠(SG)复掺时对初期钙矾石(AFt)生成量的影响.测试结果表明,通过溶液法合成的5min试样的XRD图谱中已出现明显的AFt特征峰和CaSO4·2H2O特征峰.掺入PNS后,XRD图谱中AFt特征峰降低,TGA也表明AFt生成量减少.增加PNS掺量及PNS与SG复掺均会使AFt生成量进一步减少.这些结果表明PNS对AFt的结晶起到了抑制作用,增加PNS掺量及PNS与SG复合使用均会进一步抑制AFt的结晶.     

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。     

双膨胀水泥研究

双膨胀水泥同时利用了钙矾石和氧化镁两个膨胀源，钙矾石膨胀主要发生在２８天以前，氧化镁膨胀主要发生在２８天以后，两者恰当组合，获得适宜的膨胀量和膨胀分布，从而可以比较有效地补偿大坝等大体积混凝土的体积收缩。     

超高性能水泥基材料复合盐侵蚀研究:合成Friedel盐和钙矾石在硫酸盐和氯盐溶液中的稳定性

化学合成了氯离子在水泥基材料中的主要侵蚀产物Friedel盐(3CaO·Al_2O_3·CaCl_2·10H_2O)以及硫酸根离子在水泥基材料中的主要侵蚀产物钙矾石(3CaO·Al_2O_3·3CaSO_4·32H_2O),采用XRD和综合热分析(TG-DSC)研究了二者的稳定性与转变机理,通过浸泡实验探究不同侵蚀性离子之间相互作用对水泥基材料的影响。结果表明:硫酸盐对Friedel盐稳定性影响显著,硫酸根离子置换Friedel盐中的氯离子,并最终生成钙矾石;氯盐对钙矾石的稳定性也有影响,氯盐同样可以使钙矾石分解。两种腐蚀产物之间存在平衡,并且在一定条件下可以相互转化。实验证实氯盐与硫酸盐复合溶液对水泥混凝土侵蚀过程中存在复杂的离子交互作用。     

Effect of Stearic Acid on Ettringite Formation

The hydration reaction of a mixture of tricalcium aluminate(C3A)and gypsum with the molar ratio of 1:3 was carried out at room temperature and a water/solid ratio of 4.0.The hydration was carried out in presence of 0,1 and 3% stearic acid and the mixes were designated as A,B and C,respectively.Ettringite was the only hydration product formed in the presence and absence of stearic acid.Phase composition,microstructure,infra-red analysis as well as degree of hydration were carried out for the different hydration mixtures.The rate of ettringite formation in the presence of 3% stearic acid was accelerated during the first half hour of hydration,and then retardation was occurred.In the presence of 1% stearic acid the ettringite formation was accelerated first till 3 days,then retardation was observed at later hydration ages.     

The impact of cement parameters on Delayed Ettringite Formation

Delayed Ettringite Formation (DEF) in concrete is likely to lead to swelling and cracking in structures which have undergone early age heating to a temperature of over 65 °C. Application of a method that accelerates this process has made it possible to study the impact of cement properties on DEF. For two temperatures reached by the concrete (75 °C or 85 °C), the study considers a domain defined by the sulphate content [2.6-3.6%], the alkali content [0.5-1%] and the Blaine specific area [3330-4635 cm²/g] of the cement. The impact of these parameters and the interactions between them on swelling are discussed. Monitoring of the dynamic elastic modulus of the concretes shows that this property may be reduced by DEF, but that it may increase again once the swelling process has ceased, probably due to the gradual filling of voids by ettringite formed under conditions of limited supersaturation.