高掺量丁苯乳液改性硫铝酸盐水泥的早期性能

研究了丁苯（SBR）乳液掺量对硫铝酸盐水泥流变性能、水化放热及水化产物的影响.结果表明,当SBR乳液掺量超过20%时,硫铝酸盐水泥净浆的固含量增大,聚合物加速聚集黏附,增加了净浆的屈服应力和塑性黏度,缩短了净浆的凝结时间并增大了浆体的水化放热,钙矾石随着SBR乳液掺量的增大逐渐增多,促进了硫铝酸盐水泥的早期水化进程.     

柠檬酸钠对普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复配体系的性能研究

本文通过水泥净浆、砂浆试验,研究了柠檬酸钠对普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复配体系净浆的凝结时间、砂浆流动度和拉伸粘结强度、水泥水化产物的影响。研究表明,柠檬酸钠通过抑制铝酸钙、硫铝酸钙的早期水化,延缓复配体系的凝结时间、改善砂浆流动性,柠檬酸钠掺量为1.2%时,初凝时间与终凝时间分别为106 min、118 min,砂浆的流动度达到最大值为157 mm;柠檬酸钠使水泥后期水化更充分,增加钙矾石的生成量,提高砂浆拉伸粘结强度,柠檬酸钠掺入量为1.0%时,砂浆拉伸粘结强度为0.54 MPa。     

聚羧酸减水剂对普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系性能的研究

研究了聚羧酸减水剂对普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系性能影响。测试了不同掺量的聚羧酸减水剂对于标准稠度用水量及凝结时间、胶砂强度、水泥胶砂干缩率、水化放热的影响,并利用XRD(X射线衍射仪)和SEM(扫描电子显微镜)进行微观结构的观察和分析。随着聚羧酸减水剂掺量的增加准稠度用水量逐渐减降低,凝结时间先减小后增大;胶砂强度胶砂的1、3、28 d抗折、抗压强度均先增大再减小;水泥胶砂干缩率随着聚羧酸减水剂的掺入,很大幅度的减小了水泥胶砂试件的干缩率;聚羧酸减水剂的掺入使普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的水化放热峰出现时间延后,且使初期的水化放热峰值提高。掺入减水剂会使水化产物增多,钙矾石结晶变粗壮,结构更加密实。     

液体速凝剂对水泥早期水化的影响研究

通过凝结时间、早期抗压强度、水化热、水化产物形貌等研究了液体速凝剂对水泥早期水化反应历程的影响.结果表明,使用液体速凝剂的水泥浆体在水化的初始阶段形成了大量的水化铝酸钙晶体及针棒状的钙矾石,从而促进了水泥浆体的凝结.液体速凝剂增加了水泥早期产物中铝酸盐与硫酸盐的比例,加快了钙矾石(AFt)转化为单硫型硫铝酸钙(AFm)...     

硅灰对硫铝酸盐水泥水化行为的影响机理

通过抗压强度、凝结时间、电阻率测定以及X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和孔溶液分析,研究了掺硅灰硫铝酸盐水泥浆体的水化行为.结果表明:5%掺量(质量分数,下同)的硅灰可以很好地改善水泥浆体的抗压强度,10%硅灰掺量的试样抗压强度只在1,28d时稍高于空白试样;掺入硅灰明显缩短了硫铝酸盐水泥的凝结时间;硫铝酸盐水泥的主要晶体水化产物是钙矾石,28d时的钙矾石量稍高于3d时,掺硅灰试样的钙矾石量要高于空白试样;掺硅灰试样的电阻率变化曲线高于空白试样,表明硅灰的掺入能够加快水泥的水化速率;硬化水泥浆体的孔溶液碱度随着硅灰掺量的增加而降低,掺硅灰试样的Ca2+浓度高于空白试样,表明硅灰促进了熟料的溶解,5%硅灰掺量试样的Al 3+浓度最低,表明其促进水化的效果更明显.     

多元复合超早强水泥基材料的性能研究

研究了不同掺量石灰石粉和普通硅酸盐水泥对硫铝酸盐水泥凝结时间和力学性能的影响,采用水化热测试对水化进程进行了分析,同时,采用DTG对水化产物进行了综合热分析。结果表明：石灰石粉的掺入,缩短了终凝时间,降低了抗压强度;普通硅酸盐水泥的掺入,提高了硫铝酸盐水泥的水化速率,促进了C-S-H凝胶和AFt的生成;随着普通硅酸盐水泥掺量的增加,胶砂的早期强度逐渐降低,后期强度逐渐提高,当普通硅酸盐水泥掺量为40%时,5 h抗压强度最高,为35.9 MPa,当普通硅酸盐水泥掺量为80%时,28 d抗压强度最高,为94.5 MPa。     

超细CaCO3增强硫铝酸盐水泥强度的研究

在硫铝酸盐水泥硬化体中,钙矾石主要以柱状、棒状而存在,这对水泥的性能产生了不利影响。探讨了超细CaCO3对硫铝酸盐水泥进行改性的研究。试验结果表明,超细CaCO3掺量为3%时,明显改善了硫铝酸盐水泥的强度,其28 d净浆与砂浆抗压强度分别达到100.6 MPa和94.1 MPa,且水泥的28 d砂浆抗折强度高达12.5 MPa。SEM显示掺超细CaCO3硫铝酸盐水泥硬化体中难以发现大颗粒状的水化硫铝酸钙晶体,结构较致密、均匀。     

海水环境下铝酸盐水泥基材料的抗蚀性能研究

研究了海水环境下铝酸盐水泥与单掺硅灰、矿渣组成的复合水泥浆体的抗压强度和水化产物变化规律。结果表明,海水对铝酸盐水泥具有侵蚀作用;掺入矿物掺合料能够促进铝酸盐水泥的水化,改善水泥浆体孔隙结构,生成水化钙铝黄长石等水化产物,有利于浆体结构密实和强度发展,进而提高铝酸盐水泥强度及抗蚀性能,且随着矿物掺合料掺量的增多,抗蚀性能逐渐提升。与矿渣相比,硅灰对提高铝酸盐水泥抗蚀性能具有更好的效果,海水环境下掺入10%硅灰,28 d抗压强度最高,超过淡水环境下空白组。     

苎麻纤维增强硫铝酸盐水泥基材料的力学性能与体积变形

通过抗折强度、抗压强度、界面弯拉强度、体积变形以及红外光谱测试,研究了苎麻纤维（RF）掺量对硫铝酸盐水泥基材料力学性能与体积变形的影响.结果表明：随着RF掺量（体积分数,下同）的增加,硫铝酸盐水泥净浆的抗折强度和抗压强度均呈现先增加后减小的趋势,并且在纤维掺量为0.50%时同时达到峰值;在约束条件下,掺入RF对硫铝酸盐水泥净浆界面弯拉强度的提升幅度较大,纤维掺量为0.75%试样的28 d界面弯拉强度较无约束条件下提高了31.82%;RF的掺入显著增加了硫铝酸盐水泥净浆的膨胀量,其自生变形和干燥变形均随着RF掺量的增加逐渐增大;改性后的RF可以在硫铝酸盐水泥基材料的碱性环境中稳定发挥作用,提高试样的整体强度.     

钙矾石结晶化抑制剂对硫铝酸盐水泥性能的影响

通过砂浆棒长度试验,研究了钙矾石结晶化抑制剂对硫铝酸盐水泥膨胀性能的抑制效果.结果表明:掺入质量分数为0.1%的结晶化抑制剂能有效抑制硫铝酸盐水泥的膨胀性能,其抑制程度最高可达30%以上;可使硫铝酸盐水泥的凝结时间有所延缓,但对胶砂强度基本无影响.结晶化抑制剂的有机酸根离子取代SO42-并与钙矾石的基本结构单元这一极性阳离子相结合,从而形成了稳定的络合物,抑制了钙矾石凝胶体的成核及生长.     

水化硫铝酸盐水泥粉体对硫铝酸盐水泥自身水化进程的影响

制备并表征了水化硫铝酸盐水泥粉体材料(HCSAP),并结合水化热、化学收缩、XRD、TG、SEM等测试研究了HCSAP对硫铝酸盐水泥自身水化进程的影响.结果表明:在大水灰比条件下,硫铝酸盐水泥完全水化后主要生成钙矾石、水铝黄长石、单硫型水化硫铝酸钙及少量氢氧化铝.在硫铝酸盐水泥中混掺10％HCSAP,该改性浆体后期水化...     

碳酸锂对硫铝酸盐水泥性能的影响

研究碳酸锂对硫铝酸盐水泥凝结时间、抗压强度、抗折强度、水化产物种类及形貌的影响。研究结果表明,碳酸锂可明显加快硫铝酸盐水泥水化速率和水化历程,缩短硫铝酸盐水泥凝结时间,改善硫铝酸盐水泥早期抗压强度和抗折强度,并且没有改变硫铝酸盐水泥水化产物种类,但掺入碳酸锂会降低硫铝酸盐水泥后期抗压强度和抗折强度。     

低温环境下碳酸锂对硫铝酸盐水泥水化和性能的影响

主要研究了在0、4、8、12℃养护温度下碳酸锂对硫铝酸盐水泥水化和性能的影响。结果表明,低温养护环境下,掺入少量的碳酸锂可以明显缩短硫铝酸盐水泥的凝结时间,当碳酸锂掺量大于0.10%时,硫铝酸盐水泥凝结时间基本上不再变化,0、4、8、12℃养护环境下,掺0.10%碳酸锂的硫铝酸盐水泥初、终凝时间分别为90、150 min,57、74 min,43、57 min,23、38 min。碳酸锂可以促进硫铝酸盐水泥中硫铝酸钙矿物在低温下的早期水化,从而提高低温养护下硫铝酸盐水泥净浆的12 h、1 d和3 d抗压强度,但对硫铝酸钙28 d的水化程度无影响,而且当碳酸锂掺量较高时,低温下养护的硫铝酸盐水泥净浆7 d和28 d抗压强度会降低。     

水泥基材料在腐蚀环境中生成碳硫硅钙石的机理研究

为探索石灰石粉混凝土在低温硫酸盐环境下生成碳硫硅钙石的机理,将石灰石粉混凝土及采用硫铝酸盐水泥制备的水泥基胶凝材料分别浸泡于质量分数为10%的硫酸镁溶液和碳酸钠溶液中,进行抗压强度测试,并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及红外光谱等微观试验手段,研究并分析了碳硫硅钙石的形成原因.结果表明:低温硫酸镁溶液中的石灰石粉混凝土抗压强度随浸泡时间的延长呈现先增长后减小的趋势,表面出现膨胀剥落现象,生成大量的二水石膏,发生膨胀腐蚀;碳酸钠溶液中的硫铝酸盐水泥基胶凝材料发生了泥化现象,其抗压强度随浸泡时间延长逐渐降低,内部水化产物钙矾石随浸泡时间延长逐渐减少,发生异相结晶转换生成碳硫硅钙石.混凝土中掺加石灰石粉并不是造成碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀(TSA)的主要因素,水泥基胶凝材料硬化体中的钙矾石长期处于含CO2-3环境中才会生成大量烂泥状的碳硫硅钙石,造成胶凝材料破坏.     

聚羧酸系减水剂对铝酸盐水泥性能的影响

测定了自制聚羧酸高效减水剂不同掺量对铝酸盐水泥净浆扩展度、凝结时间及胶砂强度的影响,通过扫描电镜测试了水化产物的形貌,对聚羧酸高效减水剂对铝酸盐水泥早期结构的作用机理进行了分析。结果表明:使用自制聚羧酸高效减水剂在适宜掺量时能显著提高铝酸盐水泥的净浆扩展度,并且具有良好的扩展度保持性能;标准稠度时,聚羧酸高效减水剂的掺入使铝酸盐水泥净浆的初凝时间略有延长,随掺量的增大会显著延长终凝时间;相同水灰比时,较低掺量聚羧酸高效减水剂对铝酸盐水泥的1d抗折强度和抗压强度影响不大,掺量大于0.6%时,会显著降低铝酸盐水泥的1d抗折强度和抗压强度,但聚羧酸高效减水剂掺量不同,对铝酸盐水泥胶砂3d抗折强度和抗压强度影响不大。     

磨细工业铜渣-水泥胶凝体系性能影响

目前,工业铜渣在建材资源化利用方面,已有了一些对用作混凝土骨料和水泥原料的探索,但工业铜渣作掺合料的研究很少。工业铜渣微粉以0%、10%、20%、30%的比例掺入水泥制成铜渣-水泥净浆,研究铜渣对水泥净浆的抗压强度、体积稳定性及其水化产物的影响。结果表明:随着工业铜渣的掺入,铜渣-水泥净浆较纯水泥净浆的抗压强度下降,但工业铜渣掺量为10%时,两者抗压强度相差不大;且掺量为10%时,其体积稳定性较纯水泥净浆相近;铜渣-水泥净浆和纯水泥净浆的水化产物类似,但CH晶体含量减少。因此,工业铜渣作水泥胶凝体系掺合料时,建议掺量为10%。     

不同温度下矿物掺合料对硫铝酸盐水泥水化的影响

研究了20℃、35℃、50℃养护条件下硅灰和矿粉对硫铝酸盐水泥水化的影响,分析了抗压强度、孔溶液p H值和水化产物的变化规律。结果表明:随着养护温度的升高,掺矿粉和硅灰的硫铝酸盐水泥抗压强度提高,但50℃养护条件下纯硫铝酸盐水泥浆体在28 d的抗压强度有明显倒缩现象,是由于高温下水化产物分解所致;掺入硅灰可以有效改善硫铝酸盐水泥后期抗压强度倒缩问题,掺入矿粉由于其细度和活性的限制改善能力有限。     

磷建筑石膏矿渣水泥的水化过程与耐水性能

通过凝结时间、流动度、孔溶液pH值、抗折强度、抗压强度、吸水率、软化系数、水化热和水化产物分析测试,探究了磷建筑石膏（CPG）掺量对石膏矿渣水泥水化过程与耐水性能的影响.结果表明：随着CPG掺量的增加,石膏矿渣水泥的凝结时间缩短,流动度减小,吸水率与3 d水化累计放热量均增大;水泥净浆孔溶液的pH值在水化早期快速下降,56 d时保持不变;当CPG掺量从40%增加到70%时,56 d水泥净浆孔溶液的pH值从11.02减小到10.62,水泥胶砂的软化系数从0.98减小到0.91,主要水化产物均为二水石膏和钙矾石,并且钙矾石的含量随着CPG掺量的增加而减少.     

掺混合材的硫铝酸盐水泥体系强度效应研究

对纯硫铝酸盐水泥体系及硫铝酸盐水泥、矿粉、粉煤灰二元或三元复合胶凝材料体系在不同水胶比下的抗压强度进行研究。结果表明,当不同胶凝材料体系采用标准稠度对应的水胶比时,体系抗压强度最高;XRD、SEM分析证明,在该水胶比时,体系中的主要水化产物AFt(钙矾石)较多,体系结构也更为紧密,因而抗压强度最高。     

微生物水泥净浆的自修复性能研究

研究了微生物矿化对水泥基材料的自修复作用,试验测定了微生物水泥净浆的裂缝自愈合、抗压强度、吸水率、孔结构等性能,并采用X射线衍射对矿化产物进行成分分析。结果表明微生物的掺入使普通硅酸盐水泥净浆和硫铝酸盐水泥净浆的抗压强度增加,吸水率下降;试件裂缝处自愈合形成了一条连续、饱满的灰白色矿物填充带。矿化生成的方解石型碳酸钙和菱镁矿型碳酸镁沉淀填充于试件内部缺陷、裂缝,使水泥净浆的总孔隙率及其增长率下降微细孔隙比例增加促进了材料的自修复,改善了其孔结构。