C2S-C12A7-CaSO4·2H2O-H2O系统水化机理

采用差热分析、结合水、化学减缩等分析方法,研究了七铝酸十二钙(C12A7)和石膏对硅酸二钙(C2S)水化的影响。结果表明：加入C12A7及石膏,3d以后硅酸二钙(C2S)的水化速度及强度都比单矿物的高得多。C12A7促进C2S的水化,其原因是C12A7水解析出的Al(OH)4-与C2S水解析出的Ca^2 反应生成C3AH6。当有石膏存在时,生成钙钒石,从而加快C2S的水化。     

聚羧酸减水剂对铝酸三钙-石膏体系水化调控机理研究

本文通过测定不同掺量的聚羧酸减水剂(PCE)作用下铝酸三钙(C3A)-石膏体系水化热,并采用XRD、SEM、Raman分析了水化产物微观结构的形成规律,研究了PCE对铝酸三钙-石膏体系水化调控机理.结果表明:水灰比为0.6,摩尔比为1∶1的铝酸三钙-石膏体系,水化24 ～ 48 h时出现水化热温峰,并生成大量的Aft(钙矾石);PCE掺量不同对铝酸三钙-石膏体体系的水化调控存在延缓与加速水化的双重作用,当掺量为0.1％ ～0.3％时,PCE抑制铝酸三钙-石膏体系水化放热及AFt的形成;当掺量为0.5％时,PCE促进铝酸三钙-石膏体系水化放热,加速AFt的形成.     

C3S-C12A7-H2O和C3S-C12A7-CaSO4·2H2O-H2O系统的水化及其性能研究

试验用结合水法、化学减缩法、XRD定量等物理、化学分析方法 ,研究了C1 2 A7和石膏同时存在时C3S在不同系统中的水化动力学及水化机理。结果表明C1 2 A7能够促进C3S的水化 ,尤其是对C3S早期水化有显著的促进作用 ;当有石膏存在时 ,这种促进作用更为显著。其机理是由于C1 2 A7水解放出的Al(OH) - 4 与C3S水解放出的Ca2 反应生成C3AH6 ,当有石膏存在时 ,生成钙钒石 ,从而加快了C3S的水化。研究得出了C3S在不同系统中的水化动力学方程     

C_3S早期水化的热力学研究

本文通过热力学分析方法对水泥熟料矿物C_3S的早期水化进行了研究,结果表明,C_3S浆体的液相不具备发生一致溶——沉淀反应生成水化产物的条件。C_3S遇水首先进行的是不一致溶过程,溶解机理与液相pH值有关,水化产物CSH凝胶通过液相中的Ca~(++)、OH~-或H_2O与颗粒表面的“半固相”硅酸离子直接反应而形成。本文还对目前尚未清楚的C_3S液相中各种离子浓度变化的原因进行了探讨,并发现随着C_3S水化过程的进行,液相pH值提高是水化产物CSH凝胶由低碱型向高碱型转变的驱动力。     

石膏矿渣水泥早期水化机理的研究

通过正交试验确定了石膏矿渣水泥的最佳配比,测定了石膏矿渣水泥的3d水化热及水化液相中离子的浓度,并对各龄期水化样进行XRD分析和SEM分析。结果表明：1）石膏矿渣水泥的最佳配比为：石膏14%,熟料3%,矿渣粉83%;2）由于石膏和熟料的共同激发,石膏矿渣水泥的早期水化速度和强度较对比样显著提高;3）石膏矿渣水泥的水化可分为四个时期,其早期水化产物主要为钙矾石和水化硅酸钙,浆体中还存在未反应完的无水石膏。     

NaOH和Ca（OH）2对C3A—CaSO4.2H2O—H2O系统早期水化影响的研究

用ＸＲＤ等测试手段，研究了Ｃａ（ＯＨ）２和ＮａＯＨ对Ｃ３Ａ－ＣａＳＯ４．２Ｈ２Ｏ－Ｈ２Ｏ的早期（５～１０ｍｉｎ）水化的影响，实验表明，Ｃ３Ａ和石膏在水中，在饱和及不饱和的Ｃａ（ＯＨ）２溶液，或在〈０．４ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ溶液中水化，能迅速形成结晶良好的钙矾石，在这种条件下石膏对Ｃ３Ａ水化并有延缓作用。在有足够固体Ｃａ（ＯＨ）２或Ｃ３Ｓ存在的条件下，或在ＮａＯＨ≥０．４ｍｏｌ／Ｌ的溶液中，石膏和Ｃ３     

低钙水泥熟料矿物水化活性、性能及其制备熟料的发展

与硅酸三钙相比,硫铝酸钙、硅酸二钙和硫硅酸钙等具有钙含量低、烧成温度低和CO₂排放量少的特点,属于低钙水泥熟料矿物。发展以低钙矿物为主要组成的水泥熟料是水泥低碳发展的重要方向。本文在分析硫铝酸钙、硅酸二钙和硫硅酸钙3种低钙矿物的活性、水化和性能发展的基础上,分别对以低钙矿物为主要矿物的硫铝酸盐水泥熟料、高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的水化和性能发展,硅酸二钙–硫铝酸钙–硫硅酸钙水泥熟料的制备、水化和性能优化进行了综合评述。同时,鉴于石膏在低钙水泥熟料水化方面具有重要影响,综述了石膏在几种低钙水泥中的作用。文章以期为运用硫铝酸钙、硅酸二钙和硫硅酸钙等矿物制备低钙水泥熟料提供参考。     

CSA水泥作为矿物外加剂对硅酸盐水泥性能及水化的影响

以三种不同粒度的硫铝酸盐水泥(CSA水泥)为矿物外加剂,研究了CSA水泥粒度、掺量对硅酸盐水泥(PC)物理性能、水化过程及水化产物性能的影响.研究表明:CSA水泥的掺量与粒度同时影响PC的凝结时间及标准稠度用水量;当CSA水泥掺量较低(1％)时,PC抗压强度有所提高;CSA水泥缩短PC水化诱导期,促进早期水化,降低C3S的水化速率,加快AFt向AFm转化;CSA水泥增加了早期水泥硬化浆体的孔隙率、累计孔体积及最可几孔径,但对后期硬化浆体的影响不大;而AFt与CH的形貌如短针状AFt及大尺寸六方板状CH不利于晶体的连生与结合,对强度的影响较大.     

低热硅酸盐水泥水化及性能研究现状

低热硅酸盐水泥因水化热低而被大量应用于高等级大体积混凝土工程以降低温度应力给结构带来的开裂风险。此外,高温下强度增长稳定的特点决定其能在高热施工环境发挥作用,优良的体积稳定性有利于解决混凝土结构开裂问题,较高的后期强度和优良的抗侵蚀性能适合用于高性能混凝土的制备。本文从水化、性能等角度出发,分析了低热硅酸盐水泥在水化调控、水化产物及微观结构、性能优化等方面存在的部分问题,总结了低热硅酸盐水泥高温耐受、抗侵蚀、体积稳定等性能特点,提出了低热硅酸盐水泥在严酷环境、高热环境中的应用展望。     

硅灰和减水剂对硅酸三钙水化调控机理的研究

采用XRD、精密水化微量热、ESEM、EDS和NMR等测试技术,研究了硅灰和聚羧酸减水剂对C3S水化的影响。结果表明：聚羧酸减水剂的掺入抑制了C3S的早期水化放热,而硅灰消耗了C3S水化产生的CH,促进了C3S的水化.两者都使C3S水化产物C-S-H凝胶的形貌由针棒状发生了转变,且其硅氧四面体的聚合状态有较大不同,尤其是硅灰显著影响了C-S-H凝胶硅氧四面体聚合状态中Q1、Q2的含量。     

纳米水化硅酸钙的制备及对水泥水化影响的研究进展

随着纳米技术的不断发展,纳米材料逐步开始应用于传统混凝土材料中,以提高混凝土的各项服役性能。纳米水化硅酸钙(纳米C-S-H)是一种新型的早强纳米复合材料,可通过晶核效应加快水泥早期水化速率,显著提高水泥基材料的早期力学性能,从而提高施工效率,满足特殊施工要求。本文系统总结了纳米C-S-H的制备方法,及纳米C-S-H对水泥基材料早期和长期性能的影响规律,探讨了其对于水泥水化过程和水化产物的影响机制,其中重点介绍了采用聚合物分散纳米颗粒制备的C-S-H/PCE(聚羧酸型减水剂,简称PCE)纳米复合材料。     

硅酸钙类骨水泥改性研究进展

硅酸钙类骨水泥材料具有良好的自固化性能，能够作为硬组织修复材料对缺损的骨和牙进行填充和修复，但是由于其力学性能不足、固化时间长等缺点限制了其在临床上的应用范围。该文主要综述了硅酸钙粉体的制备方法及硅酸钙类骨水泥的力学强度、凝结时间、可注射性、降解及生物相容性等，并提出今后的研究重点是利用各体系骨水泥间的性能互补关系，将硅酸钙类骨水泥与其他体系骨水泥进行交叉复合，有望获得综合性能优良的无机复合骨水泥。     

磷酸及磷酸盐类化合物对水泥水化动力学的影响

通过测定磷酸及磷酸盐类化合物对水泥浆体水化热、Zeta电位和液相中离子浓度的影响,研究它们对水泥水化动力学的影响。结果表明:磷酸和磷酸盐类化合物明显延长了水泥水化诱导期,并降低了水泥水化加速期水化速率。与磷酸或单磷酸盐相比,聚磷酸盐类化合物更多地延长了水化诱导期时间;磷酸比磷酸盐类化合物更为显著地降低了水化最大放热速率;磷酸和磷酸盐类化合物均可降低水泥早期的溶解速率,同时改变了水泥颗粒表面的性质;磷酸和磷酸盐类化合物对水泥水化动力学的影响,与其在水泥表面形成包覆层影响了水泥溶解速率及成核速率有关。     

糖类及其衍生物对硅酸盐水泥水化历程的影响

实验研究了糖类中葡萄糖、蔗糖及其衍生物葡萄糖酸钠、糖钙对硅酸盐水泥水化热性能以及初始结构电性能的影响,结合XRD图谱分析和SEM研究糖类及其衍生物极性作用基团的改变对水泥水化历程的影响规律与作用机理.结果表明:糖类能够有效延缓水化放热和初始结构的形成,但超剂量将导致长时间不放热和结构长期不发展;适当掺量的葡萄糖酸钠能够有效抑制了C3S的初期水化,而不影响其最终水化;同掺量条件下,对水泥浆体结构发展的延缓程度大小为:蔗糖＞葡萄糖＞葡萄糖酸钠＞糖钙.     

外加剂对氯氧镁水泥水化历程的影响Ⅰ:矿物掺合料

氯氧镁水泥具有放热量大、放热集中的特点.为了改善由放热量大引起的制品开裂、变形等缺点,本文采用水化热法,研究了内掺粉煤灰、硅灰和矿渣3种矿物掺合料对氯氧镁水泥水化历程的影响规律.研究结果表明,三者均能影响氯氧镁水泥的水化历程,延长水化时间,降低放热速率和总放热量,但三者影响效果不尽一致.当掺量为10％时,粉煤灰、硅灰和矿渣分别使镁水泥的诱导期延长了2％、6％和13％,第二最大放热速率分别降低了6％、16％和7％,3d水化放热量分别降低了9％、14％和6％;当掺量为30％时,粉煤灰和矿渣分别使镁水泥的诱导期延长了24％和45％,第二最大放热速率分别降低了29％和32％,3d水化放热量分别降低了27％和29％;三者对氯氧镁水泥水化历程的影响差异,与其矿物组成、比表面积、颗粒级配和形状等性质有关.实验结果为进一步寻找控制和改善氯氧镁水泥性能的合适外加剂提供了可靠的依据.     

矿渣对水泥水化影响的研究进展

矿渣(slag)作为水泥的一种重要混合材,具有易磨性差、自身水硬性、污染环境等缺点而限制了其应用,所以矿渣对水泥水化影响的研究成为水泥科学研究领域的热点问题之一.本文从矿渣不同品种和用量方面介绍了矿渣对水泥水化的影响,综述了近年来国内外矿渣对水泥水化影响的研究进展,介绍了近十年矿渣在水泥中的应用,展望了未来矿渣在水泥方面的发展趋势.     

纳米二氧化硅的制备及其对水泥水化影响的研究进展

基于纳米二氧化硅具有良好的物理化学性能,介绍了最近几年国内外其制备方法的研究.从水泥水化的微观机理、水化热、硬化水泥浆体结构与性能三方面,综述了纳米二氧化硅对水泥水化的影响,并展望了纳米二氧化硅应用于水泥基材料的研究前景.     

钢渣粉对硫铝酸盐水泥水化过程的影响及热力学模拟

通过测试水泥浆体的凝结时间、抗压强度、电阻率,同时结合水化产物分析及热力学模拟,研究了不同掺量钢渣粉对硫铝酸盐水泥水化行为的影响规律。结果表明,随着钢渣粉质量掺量的增大,初凝时间呈先延长后缩短的趋势,且在掺量为20%时达到最大值。在28 d龄期内,掺入钢渣粉的水泥硬化浆体抗压强度均小于未掺入钢渣粉的硬化浆体,但在龄期达到60 d和90 d时,掺入40%钢渣粉试样的抗压强度均大于未掺入钢渣粉的试样。钢渣粉与硫铝酸盐水泥复合浆体的电阻率在水化初始阶段随着钢渣粉掺量的增大而增大,在水化后期(约3 h后)则随钢渣粉掺量的增大而减小。在1 d龄期内,钢渣粉掺量为40%的试样中的钢渣粉发生了水化反应,使得水泥浆体在减速期的水化速率最大。由热力学模拟结果可知：在钢渣粉掺量为40%的试样中,C₂S在10 h后开始进行水化反应,C₂ASH₈则在168 h后开始生成;当钢渣掺量大于15%时,随着钢渣粉掺量的增大,钙矾石和铝胶的生成量逐渐减少,C₂ASH₈的生成量逐渐增多。