不同温度下合成沸石对铝酸钙水泥水化行为的影响

铝酸钙水泥的水化行为与物相组成、粉体粒径、水化温度、外加剂等因素密切相关。已有研究发现沸石结构矿物对铝酸钙水泥的水化行为影响显著,而作用机制有待进一步研究。本文采用XRD、SEM、FTIR、综合热分析以及电导率测试方法,系统研究了不同养护温度(20 ℃、25 ℃、30 ℃和40 ℃)下合成沸石对铝酸钙水泥水化行为的影响及作用机理。结果表明,合成沸石对铝酸钙水泥水化行为的影响与不同养护温度下离子浓度有关。在20 ℃养护时,铝酸钙水泥的溶解程度较低且沸石具有超高的比表面积及离子吸附能力,离子浓度难以达到饱和,延长了诱导期,从而延缓了铝酸钙水泥的水化;在25~40 ℃养护时,沸石的微孔结构和超高比表面积为水化产物提供更多成核位点,进而促进了铝酸钙水泥的水化。此外,合成沸石的引入有效消除了铝酸钙水泥在25 ℃养护时的异常凝结行为。     

铝酸钙水泥-矿渣体系的CO2腐蚀行为及微观结构研究

针对CO₂易腐蚀硅酸盐水泥石、破坏水泥石结构完整性、诱发层间封隔失效等问题，本文利用矿渣改性铝酸钙水泥，研究了铝酸钙水泥-矿渣体系在60、80、100、120℃和纯CO₂条件下的抗压强度变化规律，并采用X射线衍射仪、热重分析仪和扫描电子显微镜测试了CO₂腐蚀对铝酸钙水泥-矿渣体系水化产物及微观结构的影响。结果表明：与纯铝酸钙水泥石相比，矿渣使铝酸钙水泥石水化产物转变为C₂ASH₈,大幅提高了水泥石早期抗压强度。当铝酸钙水泥与矿渣质量比为5∶5时，60℃养护14 d的铝酸钙水泥抗压强度提高了215.4%。经CO₂腐蚀后，铝酸钙水泥-矿渣体系水化产物由C₂ASH₈转变为C₂AS,并有CaCO₃生成，腐蚀层的致密程度增加，相同温度下水泥石的抗压强度随腐蚀时间增加而增大。     

钢渣沸石水泥的研究

以53%的钢渣,25%沸石,15%硅酸盐水泥熟料和7%的天然二水石膏为原料,研制成一种钢渣沸石水泥,其性能可达32.5号普通硅酸盐水泥的标准.沸石在钢渣沸石水泥中能加速钢渣和熟料的水化,并可消除钢渣固溶体中CaO、MgO及f-CaO的影响,熟料则为该水泥早期水化提供了水化产物的晶核和Ca(OH)2 .该水泥的水化产物是C-S-H、水化硫铝酸钙和水化铝酸钙等.     

含硫铝酸钙硅酸盐水泥中粉煤灰活化机理

用差示扫描-热重分析扫描电镜和化学分析法研究了含硫铝酸钙粉煤灰硅酸盐水泥和含硫铝酸钙矿渣硅酸盐水泥水化过程中水化产物的种类、形状、数量和孔溶液离子浓度等方面的变化规律.借助固体高分辨核磁共振波谱技术对水泥中硅氧四面体不同聚合状态的分布,Al的不同配位状态进行分析.结果表明:含硫铝酸钙硅酸盐水泥对粉煤灰激发作用大于对矿渣的激发作用,含硫铝酸钙粉煤灰水泥水化放热量多,促进粉煤灰玻璃体中AlO2-的溶出,在较高温度粉煤灰玻璃体网络结构激活,解聚速率加快.     

含C_4A_3矿物硅酸盐水泥中混合材反应程度的研究

采用非蒸发水量法测定含硫铝酸钙矿物水泥的水化程度 ,萃取法测定该水泥中混合材的反应程度 ,通过SEM/EDS观察分析水化产物形貌和种类。结果表明 :粉煤灰水泥的水化程度高于同龄期的矿渣水泥的水化程度 ,粉煤灰的反应程度高于矿渣的反应程度。同龄期粉煤灰水泥中的水化产物多于矿渣水泥的水化产物 ,且水化产物发育更良好     

含C4A3S矿物硅酸盐水泥中混合材反应程度的研究

采用非蒸发水量法测定含硫铝酸钙矿物水泥的水化程度,萃取法测定该水泥中混合材的反应程度,通过SEM/EDS观察分析水化产物形貌和种类.结果表明:粉煤灰水泥的水化程度高于同龄期的矿渣水泥的水化程度,粉煤灰的反应程度高于矿渣的反应程度.同龄期粉煤灰水泥中的水化产物多于矿渣水泥的水化产物,且水化产物发育更良好.     

铝酸钙水泥水化产物对铝酸钙水泥水化的影响

在铝酸钙水泥的生产、运输、储存过程中,会有部分水泥吸水而发生水化。为了研究这部分水化产物是否会对水泥的水化速度和水化产物产生影响,将Secar 71水泥经制浆、30℃养护、冷冻干燥、粉磨制成水化产物粉,再与Secar 71水泥配制成水化产物粉含量(w)分别为3%和30%的混合粉,然后以纯Secar 71水泥和纯水化产物作为参比,在30℃环境温度下测试它们的水溶解特性(以水灰质量比5 1的稀浆体的电导率-时间曲线表征)和水化特性(以水灰质量比2 5的浆体的温度-时间曲线表征);并经制浆(水灰质量比为2 5)、养护(30℃、100%相对湿度)、冷冻干燥后,分析试样的物相组成和显微结构。结果表明:在30℃环境温度下,引入铝酸钙水泥水化产物能够促进铝酸钙水泥的溶解和水化;含水化产物的混合粉水化后试样中有AH3存在,而纯Secar 71水泥水化后试样中几乎没有AH_3;含水化产物的混合粉水化后试样中C_2AH_8板片状结晶比纯Secar 71水泥试样的更加粗大。     

氧化硼对铝酸钙水泥水化性能的影响（英文）

对比研究了含与不含氧化硼对铝酸钙水泥水化行为的影响。通过测试水泥净浆的水化放热曲线,对比分析了铝酸钙水泥中的氧化硼杂质含量对水泥水化速率的影响,以及水泥水化时的电导率随养护时间的变化,阐述了该杂质对水泥溶解沉淀速率的影响。通过冷冻真空干燥的方法中止水泥水化,继而用X射线衍射和热重分析研究了上述两种水泥净浆的水化产物组成。用维卡仪测定了水泥砂浆的凝结时间,用跳桌法测定了水泥结合浇注料的流动值衰减。结果表明:铝酸钙水泥中的氧化硼杂质缩短了水泥的水化诱导期,加速了水泥水化形成大量沉淀的进程,从而促进了水泥的水化,缩短了砂浆的凝结时间,并加快了水泥结合浇注料的流动值衰减速度。     

石灰石粉在复合胶凝材料中的水化性能

用扫描电镜、X射线衍射和能谱技术研究石灰石粉在复合胶凝材料中的水化性能和水化产物.结果表明:石灰石粉的掺入会降低复合胶凝材料的强度,但对后期(180 d)强度的影响会逐步减小;石灰石粉与普通硅酸盐水泥在早期(28 d)水化程度较低,后期会与铝酸盐发生水化生成水化碳铝酸钙;在铝酸钙水泥的激发下,石灰石粉早期就能参与水化生成水化碳铝酸钙.     

铝酸钙水泥的异常凝结行为

硅酸盐水泥的水化速率总是随水化温度升高而增大。而在18～30℃范围内，铝酸钙水泥的水化速率随温度升高而降低，这就是所谓的铝酸钙水泥的异常凝结行为。通过比较工业铝酸钙水泥与合成纯铝酸钙的凝结行为，证明这种行为是铝酸钙水泥本身具有的，而不是掺入物引起的。铝酸钙水泥的异常凝结行为与其水化严物的结构、成核及生长等因素有关。本文还指出了对于这一现象有待进一步研究的问题。     

CaO-Al_2O_3-CaSO_4-H_2O相图介绍

最近发展的许多新品种水泥,如石膏矿渣水泥、赤泥硫酸盐水泥,硅酸盐膨胀水泥、石膏矾土膨胀水泥、米哈依洛夫膨胀水泥以及其他各种硫酸盐型水泥中均含有相当数量的硫酸钙,它们在水泥水化时与氧化钙、氧化铝化合成水化硫铝酸钙。上述的这些水泥的强度、膨胀率以及致密性等与硫铝酸钙的形成有着密切的关系。此外水化硫铝酸钙的生成与硅酸盐水泥的缓凝和硅酸盐水泥石的硫酸盐侵蚀也有重要的关系。 CaO-Al_2O_3-CaSO_4-H_2O四元相图从原则上确定了水化硫铝酸钙的形成和转化条件,因而对与水     

水化硅酸钙的合成与水泥化学热力学计算

基于水泥科学发展以及实验室合成方法多样化,介绍了水化硅酸钙(C-S-H)的主要合成方法,包括沉淀法、溶胶凝胶法、水热合成法等.根据Gibbs自由能最小化原理可以对不同的实验体系进行水化产物的模拟计算.结果表明:在CaCl2-Si(OH)4-NaOH溶液体系中,随着初始Ca/Si比的增加,合成的C-S-H的Ca/Si比亦增加;在白水泥-石灰石体系中,石灰石的加入使单硫型硫铝酸钙逐渐为单碳型碳铝酸钙替代,抑制了钙矾石向单硫型硫铝酸钙的转化,使钙矾石稳定存在.计算结果与实验结果基本一致,热力学计算可以应用于水化产物的分析.     

无水硫铝酸钙-石膏-石灰石水化体系的热力学模拟与验证

基于热力学模拟,研究了无水硫铝酸钙-石膏-石灰石三元体系的水化产物组成和含量变化规律。模拟结果表明,在无水硫铝酸钙-石膏-石灰石三元体系中,根据石膏、石灰石的掺量和液相的pH值变化,可将水化产物相和pH值的演变过程分为5个区域(Ⅰ~Ⅴ区)。Ⅱ区与Ⅲ、Ⅳ区的边界为石灰石完全反应的边界,Ⅳ区与Ⅴ区的边界为石膏完全反应的边界。基于模拟结果建立了无水硫铝酸钙-石膏-石灰石三元体系的水化模型,并结合实验数据进行了验证,该研究结果为无水硫铝酸钙-石膏-石灰石三元体系的水化机理研究以及硫铝酸盐水泥的配料设计提供了重要理论依据。     

化学合成高纯铝酸钙水泥的特性及应用

研究了化学合成高纯铝酸钙水泥的物理特 性,包括强度发展、凝结时间、水化结合水量和水化放 热特性,并与市售的以传统烧结法生产的水泥进行了 在典型耐火浇注料中的应用比较。结果表明:(1)化 学合成高纯铝酸钙水泥胶砂的强度发展快且充分,早 期强度高;(2)化学合成高纯铝酸钙水泥的水化放热 速率在水化2h时最大,放热快且放热量集中;(3)化 学合成高纯铝酸钙水泥的水化活性较高;(4)化学合 成纯铝酸钙水泥用于耐火浇注料中,浇注料表现出较 高的烘干强度,且浇注料的烧后强度等性能指标也与 用传统烧结水泥的大体相当。     

水浸泡养护对铝酸钙水泥水化行为影响的研究

为研究水浸泡养护对铝酸钙水泥水化行为的影响,以纯铝酸钙水泥Secar71为研究对象,试验温度为20℃,按水灰质量比0.3将水与铝酸钙水泥混合搅拌均匀,采用TG-DSC、XRD、SEM等方法对比研究了铝酸钙水泥在自然养护与水浸泡养护两种条件下分别养护1、7和15 d的水化行为。结果表明:铝酸钙水泥与水混合后,自然养护条件下,在最初的几分钟内有少量的放热,经过诱导期后有大量的放热,形成了一个"一次水化峰",之后进入稳定期;注水浸泡养护后试样内未水化水泥产生一个较"一次水化峰"低的"二次水化峰",之后水化缓慢;浸泡养护结束后试样内水化产物量与自然养护的相比明显增多,生长发育良好的片状CAH10相和絮状或粒状的三水铝石沿试样孔隙分布,填充气孔,试样结构更加致密。     

硫铝酸钙的形成过程对石膏矿渣水泥性能的影响

本文采用了X-射线分析、差热分析、电子显微镜、偏光显微镜和化学分析等方法研究了不同碱度的石膏矿渣水泥水化时水化硫铝酸钙的形成过程。结果表明石膏矿渣水泥的主要水化产物高硫铝酸钙是在水泥石中逐步形成的;其形成的数量、速度、形态以及在水泥石中生长的位置与水泥的碱度有密切关系,因此不同碱度的石膏矿渣水泥表现了不同的强度。根据硫铝酸钙在硬化体中形成速度随期龄增加而变慢的趋势,对碱度过高的石膏矿渣水泥长期在水中养护的体积安定性进行了探讨。认为在生产上可允许稍提高熟料掺入量以改善水泥的某些性能;并且即使在潮湿环境下,亦可与硅酸盐水泥接触使用,但混合使用一般仍应禁止。     

“水泥-速凝剂-水”系统的水化反应特征及凝结硬化机理研究现状

速凝剂是喷射混凝土不可缺少的化学外加剂,但目前对速凝剂速凝及硬化作用机理方面的认识存在分歧和争议.本文从“水泥-速凝剂-水”系统的角度出发,综述分析了不同类型的速凝剂对“水泥-速凝剂-水”系统水化反应特征的影响和其快速凝结硬化的机理.明确了水化产物中的水化硫铝酸盐在充水孔隙中的快速形成是实现速凝的主要原因.高硫型水化硫铝酸钙(AFt)向低硫型水化硫铝酸钙(AFm)的晶型转化导致硬化浆体孔隙率增加,并延缓硅酸盐矿物的水化,是铝酸盐类速凝剂引起喷射混凝土后期强度降低的原因.水泥的化学组成对“水泥-速凝剂-水”系统的水化进程和凝结硬化具有重要的影响.喷射工艺的高剪切作用会加速AFm形成,抑制硅酸盐矿物的水化,对掺加碱性速凝剂的喷射混凝土强度发展有不利影响.     

铝酸盐水化物碳化性能的研究

本文研究了水化铝酸钙、水化硫铝酸钙的碳化性能。实验结果表明,高硫型水化硫铝酸钙(钙矾石)比低硫型水化硫铝酸钙容易碳化,两者碳化后均分解成碳酸钙、二水石膏、铝胶。与水化铝酸钙相比,水化硫铝酸钙更容易碳化。C_3AH_6是这些水化物中最稳定的。水化铝酸钙碳化分解成碳酸钙和铝胶,碳铝酸盐可作为过渡产物存在。提出这些水化物的碳化反应受扩散控制。通过碳化过程中的物相变化探讨了反应机理,提出了碳化反应方程。     

废弃混凝土磨细粉对水泥性能的影响

利用废弃混凝土制备全组分混凝土细粉,研究细粉对水泥标准稠度需水量、凝结时间、胶砂强度和化学结合水的影响,并采用XRD、TG-DSC等测试技术,研究其对水泥水化产物的影响.研究结果表明:细粉不影响水泥的标准稠度需水量,但缩短了水泥的凝结时间;低掺量下细粉对胶砂强度影响不大,但掺量超过10％时,胶砂强度随着掺量的增大不断降低;细粉的掺入虽然促进了浆体中水泥的水化,但却降低了浆体的总水化程度;细粉中的石灰石可以与水泥水化产物发生反应,生成单碳水化铝酸钙.     

碱胶凝材料形成的物理化学基础（Ⅱ）

碱胶凝材料形成的物理化学基础（Ⅱ）杨南如（南京化工大学）（第Ⅰ部份请见本卷第２期）４碱胶凝材料的水化产物４．１产物种类多数学者认为碱矿渣水泥的水化产物主要有Ｃ－Ｓ－Ｈ凝胶、铝酸钙等与硅酸盐水泥相似的水化产物。禹尚仁［４５］还发现存在水化铝硅酸钙ＣａＯ...