贝利特-硫铝酸钡钙水泥的合成及力学性能

选择熟料率值和硫铝酸钡钙掺量为影响因素,采用正交试验法研究了贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的合成条件和力学性能.研究结果表明,贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的最佳组成为:硅率为2.9,铝率为1.1,石灰饱和系数为0.81(均为质量比),硫铝酸钡钙掺量为9%(质量分数),适宜的煅烧温度为1 380℃.在最佳条件下合成的贝利特-硫铝酸钡钙水泥的3,28,90 d抗压强度分别达到了23.8,80.9,97.4 MPa,展现了良好的力学性能.利用XRD,SEM-EDS和岩相分析等测试手段分析了该熟料的组成和结构.     

浅析CaF2 对贝利特—硫铝酸钡钙水泥熟料煅烧和性能的影响

为了能更好的将贝利特、硫铝酸钡钙这两种性能优良的矿相复合,本文对CaF_2在煅烧该水泥熟料时的最佳掺加量做了一系列探索性研究。实验以分析纯化学试剂为原料,煅烧温度1350℃,保温时间90min,通过SEM-EDS等测试手段对熟料的组成结构与性能进行了分析研究。初步研究结果表明:在试验条件下,确定CaF_2的最佳掺加量为0.6%。按照CaF_2的最佳掺加量的条件下,制备贝利特—硫铝酸钡钙水泥,通过试验测量其水泥试块的3d抗压强度为27MPa,展现了良好的早期强度。     

高硅石灰石对贝利特硫铝酸钡钙水泥的影响机理

通过热分析、显微镜观察、X射线衍射分析和扫描电子显微镜-能谱仪测试,研究了高硅石灰石对贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料矿物结构和性能的影响.结果表明:高硅石灰石的分解温度低,少量掺入可以促进C3S晶体发育,提高水泥熟料质量;高硅石灰石带入的α-石英阻碍了C3S矿物的形成和发育,但高硅石灰石带入的菱镁矿和白云石能够改善水泥熟料液相性质,促进C3S矿物在低温下形成.当高硅石灰石与普通石灰石质量比为1.0︰5.0时,所制备的贝利特-硫铝酸钡钙水泥的3,7,28d抗压强度分别为37.9,60.3,87.9MPa,展现出了良好的力学性能.     

阿利特-硫铝酸钡钙水泥组成与性能的研究

用正交试验方法研究了不同硫铝酸钡钙(C2.75B1.25A3-S)矿物含量的阿利特(C3S)-硫铝酸钡钙水泥组成与性能.研究结果表明:阿利特和硫铝酸钡钙矿物可以在同一熟料体系中共存;硫铝酸钡钙矿物的最佳含量为8.0%(质量分数,下同);阿利特-硫铝酸钡钙水泥熟料最佳矿物组成为:8.0?.75B1.25A3-S,61.6?S,14.7?S,5.1?A,10.5?AF;在最佳矿物组成条件下制备的阿利特-硫铝酸钡钙水泥的1,3,28 d抗压强度分别为39.8,77.5,85.0 MPa,展现了良好的早期力学性能.借助于XRD和SEM-EDS分析,研究了阿利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的组成和结构.     

减水剂对阿利特-硫铝酸钡钙水泥强度的影响

该文研究了不同的减水剂对阿利特-硫铝酸钡钙水泥强度的影响,研究结果表明:萘系减水剂和聚羧酸减水剂都对提高阿利特-硫铝酸钡钙水泥抗压强度有重要作用.减水剂的掺量不同,对阿利特-硫铝酸钡钙水泥性能的影响也不同,该文找出了适合于该水泥的减水剂并确定了其最佳掺量,改善了阿利特-硫铝酸钡钙水泥的性能.     

矿渣掺合料对阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土性能的影响

通过力学、抗渗和抗冻等性能的测试以及SEM和孔结构分析,研究了矿渣掺合料对阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土性能的影响.结果表明,掺加矿渣会降低混凝土的1、3 d强度,但提高其28 d强度,特别地,掺加20%的矿渣,混凝土28 d强度提高约12.5%;掺加矿渣可明显改善阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土的抗渗性和抗冻性能;随着矿渣掺量的增加,混凝土中孔结构分布的均匀性得到改善,且孔径范围多集中在无害孔区域(孔径＜50 nm),阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土中有害孔的数量明显少于普通混凝土.     

阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土抗渗性能的研究

在与相同配合比的普通硅酸盐水泥混凝土的对比试验中,采用抗渗试验和孔结构分析的方法,研究了阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土的抗渗性能与水灰比的关系.结果表明,阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土的相对抗渗系数与水灰比的关系与普通硅酸盐水泥混凝土类似,即随着水灰比的增大而增大;在相同配比和养护龄期条件下,该水泥混凝土的抗渗件能明显优于普通混凝土;阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土中水化产物的粒径分布均匀,界面粘结状况较好,结构较为致密.     

硫铁铝酸钡钙水泥系列矿物的研究

以硫铝酸钡钙水泥的主要矿物C2.75B1.25A3-S(1.75CaO·1.25BaO·3Al2O3·CaSO4)为基础,用分析纯化学试剂Fe2O3对C2.75B1.25A3S中的铝离子进行取代,合成了硫铁铝酸钡钙水泥系列矿物,并研究了该系列矿物的强度发展规律.设计该矿物的化学式为1.75CaO·1.25BaO·(3-X)Al2O3·XFe2O3·CaSO4,研究表明,当X值取为0.5～1.7时,试样的抗压强度都是令人满意的,但当X值超过1.8时试样强度开始下降;当X值取1.5时试样强度最高,其1,3,28 d抗压强度可分别达到64.00,77.75,86.62 MPa.     

铁对硫铝酸钡钙矿物水化的影响

用DTA,XRD,SEM,MIP方法研究了铁对硫铝酸钡钙矿物的水化产物的影响.结果表明,加铁后水泥的主要水化产物为BaSO4,含铁C3AH6,CAH10,C2AH8,铁胶和铝胶.C2.75B1.25A2.75Fe0.25-S试样水化时,少量的Fe3 可阻止介稳态的CAH10和C2AH8的转换;C2.75B1.25A2Fe-S试样水化时,大量的Fe3 可促进介稳态的CAH10和C2AH8转变为C3AH6,导致水泥后期强度下降.     

阿利特-硫铝酸钡钙水泥砂浆抗渗性能研究

研究了矿渣、粉煤灰和沸石粉对阿利特-硫铝酸钡钙水泥砂浆抗渗性能和抗Cl-渗透性能的影响.采用XRD,SEM对28 d砂浆的水化产物物相组成和形貌进行了分析、观察;用压汞法对硬化砂浆的孔结构进行了分析.结果表明:在阿利特-硫铝酸钡钙水泥浆体中,掺和料的加入可以提高结构的致密性、抗渗性能和抗Cl-渗透性能,3种掺和料对砂浆抗渗透性能的作用效果为:矿渣>粉煤灰>沸石粉,对抗Cl-渗透性能的作用效果为:矿渣>沸石粉>粉煤灰.     

贝利特硫铝酸钙水泥的收缩性能

以碳酸钙、黏土和铝矾土为主要原料制备贝利特-硫铝酸钙(BCSAF)水泥,测定了BCSAF熟料的矿物组成、标准稠度用水量和凝结时间,研究了BCSAF水泥以及基准水泥净浆、砂浆的自收缩和干燥收缩,分析了粉煤灰对BCSAF水泥净浆收缩性能的影响.利用低场核磁技术,研究了BCSAF水泥和基准水泥净浆在早龄期的内部孔结构.结果 表明:BCSAF水泥净浆的自收缩大于基准水泥净浆,干燥收缩小于基准水泥净浆;粉煤灰可以有效减少BCSAF水泥净浆的自收缩和干燥收缩;BCSAF水泥砂浆60d龄期的干燥收缩小于基准水泥砂浆.     

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.     

SO3与SrO对阿利特硫铝酸锶钙水泥性能的影响

将硫铝酸锶钙矿物引入到硅酸盐熟料矿物体系中,合成了阿利特-硫铝酸锶钙水泥,改善了硅酸盐水泥的性能.利用X射线衍射、扫描电镜-能谱仪和岩相等测试手段,研究了过量掺加SO3和SrO对阿利特-硫铝酸锶钙水泥性能的影响.结果表明:熟料中SO3和SrO最佳过掺量分别为50％和80％(质量分数),制得的阿利特-硫铝酸锶钙水泥的1,3,28 d抗压强度分别达到32.8,66.8,126.4 MPa,具有良好的力学性能.SO3和SrO的过量掺入促进了硫铝酸锶钙矿物的形成,且有利于阿利特在低温下的形成.     

纳米MgO对水泥硬化浆体膨胀和强度的影响

对比轻烧MgO,对水泥硬化浆体的膨胀和抗压强度随纳米MgO掺量的变化规律进行研究.结果表明:经压蒸安定性试验后,在浆体中的纳米MgO和轻烧MgO均已水化,其体积安定性合格的最大掺量(质量分数)分别约为10%和4%;在40℃水中养护至730d时,纳米MgO和轻烧MgO均已水化;水泥硬化浆体膨胀率随MgO掺量和养护时间的增加而增加,掺纳米MgO浆体的膨胀较易趋于稳定;水泥硬化浆体抗压强度随纳米MgO掺量的增加而增大,随轻烧MgO掺量的增加而降低.纳米MgO具有较高的安定性掺量和较好的强度稳定性,其膨胀可用于补偿大体积混凝土的收缩.     

HEMC对硫铝酸盐水泥砂浆性能的影响

研究了固定流动度下高、低2种取代度的羟乙基甲基纤维素(HEMC)对硫铝酸盐水泥砂浆性能的影响.结果表明:随着HEMC掺量的增加,硫铝酸盐水泥砂浆的需水量和凝结时间大幅增加,湿密度和强度大幅降低;HEMC掺量对硫铝酸盐水泥砂浆抗折强度的影响显著小于其抗压强度;相对于低取代度HEMC,高取代度HEMC改性硫铝酸盐水泥砂浆具...     

外掺MgO水泥浆体孔结构特性研究

通过压汞法研究了不同活性MgO对硬化水泥浆体孔结构的影响,探索了养护制度以及粉煤灰对外掺·MgO硬化水泥浆体孔结构的影响规律.结果表明,40℃水养时,低活性值的MgO显著降低了硬化水泥浆体的孔隙率和毛细孔体积,优化了水泥浆体的孔结构;提高养护湿度或温度,促进了外掺MgO水泥浆体孔结构的优化分布;粉煤灰可进一步优化MgO...     

碳酸锂对硫铝酸盐水泥水化特性和强度发展的影响

研究了碳酸锂(Li2CO3)对硫铝酸盐水泥凝结时间、水化历程和强度发展的影响.结果表明,Li2CO3可大幅度加速硫铝酸盐水泥的凝结,显著缩短硫铝酸盐水泥的水化诱导期,提高硫铝酸盐水泥早期水化放热速率和水化放热量,但降低后期的水化放热量:Li2CO3降低硫铝酸盐水泥后期强度,这是由于掺入Li2CO3后,水泥水化早期生成的致密水化产物层包裹了水化矿物,从而使得后期水化进程被延缓所致.     

重金属铅对硫铝酸盐水泥水化及其浸出毒性的影响

研究了硫铝酸盐水泥体系下重金属铅对水泥水化进程的影响,以及硫铝酸盐水泥对重金属铅的固化/稳定效果分析.研究表明,重金属铅掺量达到一定阀值(本试验条件下为2.0%)时,才会对硫铝酸盐水泥水化产生明显影响.用硫铝酸盐水泥对重金属铅进行固化效果良好,重金属铅通过物理固封、替代或吸附等形式可固化入水化产物结构中,且2.0%硝酸铅掺量浸出毒性试验结果控制在国家标准要求之内.