废玻璃粉对水泥浆体水化产物及胶砂孔结构的影响

通过物理力学性能检测和XRD、MIP、TG-DSC综合热分析、SEM等微观测试技术,对水泥-废玻璃粉胶砂抗压强度和浆体水化产物CSH凝胶、Ca(OH)_2、钙矾石及孔结构进行了研究。研究结果表明:废玻璃粉对水泥水化过程具有促进作用,影响浆体水化产物CSH凝胶、Ca(OH)_2、钙矾石的生成量、生成速率和生成时间并改变水泥胶砂微观孔结构,不同颜色废玻璃粉对其影响程度无明显差异。     

偏高岭土对硅酸盐水泥水化产物的影响

通过热重-差式扫描量热仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜-能谱分析研究了偏高岭土对硅酸盐水泥水化产物Ca(OH)2的含量,C-S-H凝胶的形貌特征、化学组成和堆聚结构的影响,讨论了水化产物性质随偏高岭土掺量变化的规律。结果表明:偏高岭土的掺入,水化产物Ca(OH)2的含量相应降低,在偏高岭土掺量15%时,水化28d龄期试样中Ca(OH)2的质量分数由18.68%降低到13.66%;同时C-S-H凝胶颗粒尺寸随着偏高岭土掺量的增加而逐渐减小,堆聚更加紧密,偏高岭土与水泥水化产物Ca(OH)2反应生成结构致密稳定性更好的低Ca/Si值的C-S-H凝胶,改善了C-S-H凝胶的结构和化学组成。     

羟乙基甲基纤维素对水泥水化产物形成的影响

利用步进扫描X射线衍射和环境扫描电子显微分析方法研究了掺1%(质量分数)羟乙基甲基纤维素对水泥水化72 h内钙钒石、氢氧化钙以及C-S-H凝胶等主要水化产物的影响.结果表明:羟乙基甲基纤维素对钙钒石、氢氧化钙和C-S-H凝胶的生成具有显著影响,使它们的生成时间延迟约3 h;羟乙基甲基纤维素对钙矾石最大生成量没有影响,但可延缓钙矾石转变;羟乙基甲基纤维素降低了氢氧化钙和C-S-H凝胶的生成量,增强了Ca(OH)2晶体的择优取向,改变了C-S-H凝胶的尺寸.     

氧化石墨烯对水泥宏观力学性能及水化进程的影响研究

对氧化石墨烯增强水泥基体材料力学性能的机理进行了研究,分析了氧化石墨烯在宏观力学特征上对水泥材料的增强效果,并进一步探讨了氧化石墨烯对水泥水化产物和微观结构的影响。研究结果表明:采用聚羧酸减水剂的掺量为纳米材料掺量2倍的方式能在不影响水泥净浆强度的前提下最大程度保证水泥浆体的流动性。氧化石墨烯能大幅度提高水泥浆体的抗压及抗折强度,28 d期龄时,掺量为0.03%的GO能提升水泥试块22%的抗压强度和37%的抗折强度。水泥的水化期龄逐渐增加时,水泥在高温受热下的凝胶失重和Ca(OH)2含量也在逐渐增加。由于氧化石墨烯并未影响水泥内Ca(OH)2的总质量,因此可推测氧化石墨烯对C-S-H凝胶含量也无影响。掺入氧化石墨烯后的水泥石与纯素水泥石之间的凝胶失重差异是由水泥内C-S-H凝胶包裹的自由水蒸发引起的。掺入适量且分散均匀的氧化石墨烯能使水泥内部的C-S-H凝胶和Ca(OH)2晶体之间已经较好的结合在一起,浆体结构更为密实,孔洞和裂隙也大量减少,同时会在水泥内部形成大量排列规整的片状及花瓣状晶体,微观结构下基本看不到裂缝和孔隙的存在。     

氨基三亚甲基膦酸对水泥水化的影响

测试了掺氨基三亚甲基膦酸(ATMP)水泥净浆的凝结时间及抗压强度.利用水化热测试、X射线衍射分析、热重分析、扫描电镜分析、Zeta电位测试等手段研究了ATMP对水泥水化的影响,探讨了ATMP对水泥净浆的缓凝机理.结果表明:随着ATMP掺量(以占水泥质量分数计)的增加,水泥净浆凝结时间逐渐延长;掺ATMP水泥净浆3d抗压强度仅在ATMP掺量大于等于0.08%时低于空白样,而28d抗压强度在ATMP掺量0.10%范围内均高于空白样;在水化初期,ATMP促进了水泥中C_3A矿物的水化.ATMP与水泥净浆中的Ca~(2+)结合形成微溶性的Ca3.5(C_3H_7O_(10)NP_3)螯合物并包裹在未水化的水泥颗粒表面,抑制了C_3S矿物的水化和Ca(OH)_2的形成,导致水泥水化放热量和水化放热速率随ATMP的掺入而明显降低.     

激发剂对钢渣胶凝材料性能的影响

以钢渣、矿渣、水泥熟料为主要原料,并掺入少量激发剂,成功制备了高强、高钢渣掺量的钢渣胶凝材料.探讨了激发剂、熟料掺量、钢渣掺量对钢渣胶凝材料性能的影响,并通过SEM,XRD分析了激发剂对钢渣胶凝材料浆体水化产物及水泥石微观结构的作用.结果表明:激发剂显著提高了钢渣的活性,从而大幅度提高了钢渣胶凝材料的早期性能;掺加激发剂后,钢渣胶凝材料3 d抗压强度可增加119.7%;激发荆对钢渣胶凝材料浆体水化产物种类的影响不大;与硅酸盐水泥浆体相比,钢渣胶凝材料浆体中C-S-H凝胶和Aft晶体含量明显增多,Ca(OH)2晶体含量显著降低.     

利用河砂和石粉制备RPC的试验研究

对采用天然河砂作集料、石粉作微集料制备活性粉末混凝土(RPC)的可行性进行了研究。结果表明:利用天然河砂(0.15~0.60 mm)和石粉(小于0.043 mm)制备的RPC可满足客运专线桥梁人行横道挡板、盖板的力学性能要求;在水泥∶硅灰∶河砂∶石粉(质量)比例为1∶0.25∶1.2∶0.37,水胶比为0.22,减水剂掺量为0.95%,钢纤维体积掺量为2%条件下,蒸汽养护48 h,RPC抗压强度可达到165.1 M Pa,抗折强度达到28.6 M Pa。微观分析表明,在RPC体系中,水化产物相互交织在一起,孔径小,结构致密;主要的水化产物为C-S-H、Ca(OH)2、钙矾石,另外还有少量的没有水化的C3S和C2S;Ca(OH)2和钙矾石在低水灰比条件下,生长空间受限,晶体尺寸较小,分布在C-S-H凝胶之间,且Ca(OH)2数量少,C-S-H数量多。     

木质素磺酸钙接枝对硅酸盐水泥水化影响研究

通过对水泥净浆pH值、流变性、水化热随时间变化关系进行了研究,并用FT-IR、XRD、SEM等手段进行了表征,探讨了掺接枝木质素磺酸钙,对水化产物的组成、数量、形貌和水泥石孔结构的影响及水泥水化作用机理。结果表明:改性木质素磺酸钙成功接枝上了聚合物,当掺入水泥体系,使初始C3A(铝酸三钙)水化加快,使诱导期延长并产生缓凝,掺MC(l接枝木质素磺酸钙)的体系相对于掺C(l木质素磺酸钙)体系,缓凝程度低,加快C3A初始水化程度低,中后期的水化程度较掺Cl高,接枝后的体系早期水化的水泥石凝胶状的C-S-H(水化硅酸钙)增多,连接紧密,中后期水化产物形成结晶体更大,且与C-S-H凝胶黏结程度更大,结构更致密。     

超细粉煤灰对混凝土强度及水化产物的影响

对超细粉煤灰掺量为0~30%之间的混凝土抗压强度、硬化浆体水化产物中化学结合水和Ca(OH)_2量的变化情况进行了分析。结果表明,超细粉煤灰掺入后能够充分发挥填充效应和火山灰活性,消耗水泥水化产物中的Ca(OH)_2,降低水化产物中Ca(OH)_2含量,且随水化龄期的延长,参与水化程度提高,能够提高混凝土的后期强度。     

海上风电超低水胶比水泥基灌浆料的水化过程研究

基于水泥-硅灰-矿粉三元胶凝体系,制备了海上风电超低水胶比水泥基灌浆料,通过XRD和SEM分析了灌浆料不同龄期的水化产物与微观结构,并研究了其水化过程。结果表明：硅灰和矿粉共同促进了水泥的水化反应,且随着龄期的增加,促进作用增强;90 d时,在硅灰和矿粉的协同效应下,Ca(OH)₂晶体大幅度减少,从而减少了Ca(OH)₂自身晶体取向性对灌浆料造成的缺陷;水化反应生成大量低钙型C-S-H凝胶,形成排列紧密的层状构造,灌浆料内部结构致密,使其具有较高的抗压强度和耐久性能。     

基于微观信息的水泥水化动力学模型研究

为了精确预测水泥水化过程,分析水泥水化过程中微观结构的时变发展规律,提出了水化单元的概念;基于水泥水化的微观信息,采用Krstulovi(c)-Dabi(c)水化反应动力学方程式,构建了水泥水化度与微观结构之间的联系,考虑了水灰比、水泥化学组分、孔隙水分、温度、水泥颗粒与水的接触面积、水泥颗粒粒径分布等因素对水泥水化过程的影响,建立了改进的水泥水化动力学模型.通过热重分析、压汞试验等一系列试验方法,分析了水泥净浆的水化度、孔隙率等特征参数随时间的发展变化规律.试验结果与模型预测结果吻合良好,表明所建立的模型可以较准确地模拟水泥水化过程的时变发展规律.     

羟基羧酸盐对水泥水化历程的影响

通过对柠檬酸钠、苹果酸钠、酒石酸钠、葡萄糖酸钠及腐植酸钠与聚羧酸减水剂共同作用下水泥净浆流动度、凝结时间及强度的研究及XRD,探讨了羟基羧酸盐对水泥水泥历程的影响规律。结果表明,羟基羧酸盐的引入可提高聚羧酸减水剂的分散性能,延长凝结时间,但不影响3d、7d、28d强度的发展;而水化初期,羟基羧酸盐促进C3A的溶解及AFt的生长,而对C3s有较强的抑制作用,当掺量为0．20％时,浆体CH衍射峰消失;与其他羟基羧酸盐相比,腐植酸钠由于分子量较大,分子结构复杂,其缓凝效果较差。     

氟、磷对铝酸三钙水化过程的影响

利用XRD、SEM及化学结合水测定等方法,探讨了磷渣中可溶性氟、磷对C3A的水化作用机理。研究结果表明磷渣中可溶性的氟和磷可以明显延缓C3A的早期水化反应。     

水化热抑制剂与缓凝剂对水泥单矿及水泥水化历程的影响

研究了水化热抑制剂与不同缓凝剂对水泥凝结时间、砂浆强度的影响,及水化热抑制剂与柠檬酸缓凝剂对水泥单矿(C3A、C3S、C2S)与水泥体系水化历程的影响.结果表明:水化热抑制剂与缓凝剂对水泥的凝结时间均有一定的延缓,并使砂浆强度有所提高,其中柠檬酸与水化热抑制剂使28 d抗压强度分别提高了15.4％、12.9％;水化热抑...     

考虑持续低温影响的水泥水化放热计算模型

为完成青藏铁路多年冻土区桥梁钻孔灌注桩混凝土水化放热量的定量分析以及进一步确定持续低温环境下的混凝土水化放热计算模型,需要探究在持续低温环境下的混凝土水化放热情况.依照试验测定的数据计算出持续低温环境((3±1)℃,(8±1)℃,(13±1)℃)下水泥净浆的水化放热量随龄期增长的变化规律,结果发现:持续低温环境下水泥水化在各个龄期放出的热量以及水化程度都较水泥水化温度不受限制时有所减少,且持续低温环境的温度越低时,这一趋势越是明显;通过对试验数据的分析和拟合,得出了考虑不同持续低温环境对水泥水化放热计算模型影响的水化热计算模型,模型的计算结果不仅与实测数据吻合得较好,而且能较准确地预测在不同持续低温环境下水泥水化放热量随龄期的变化规律.该模型中各项参数物理意义明确,计算结果可靠实用,具有一定的推广应用价值.     

-3℃下不同矿粉掺量对水泥水化影响的试验研究

通过试验研究在-3℃环境下不同矿粉掺量的水泥浆体在一定龄期内的水化热以及水化程度,利用试验数据采用近似矩形法和直接法计算出水泥水化放热量,分析出不同矿粉掺量的水泥浆体在-3℃的水化程度,比较不同矿粉掺量水泥浆体水化放热量得出其水化规律,比较不同入模温度对水泥水化的影响程度,同时提出水泥浆体处于负温下水化热测定的方法。试验结果表明:-3℃下10%、20%、30%的矿粉替代量在1、3、7、14、28 d龄期下水化放出的热量比不加矿粉掺合料的水泥浆体放热量低1%~6%。通过试验得出入模温度以及水化温度对水泥水化过程影响至关重要,同时在一定龄期下,矿粉对水泥的水化有抑制作用,矿粉取代水泥的量越高水泥水化放热量越低。     

钠盐激发钢渣水泥的早期水化特性及动力学

采用钠盐作为激发剂,通过水化热测定、扫描电镜(SEM)分析和水化动力学模拟,研究了不同钠盐激发钢渣水泥的早期水化进程、水化特性及其水化动力学.结果 表明:钠盐掺入不影响钢渣水泥的水化进程,掺与不掺钠盐的钢渣水泥水化进程均分为起始快速放热期、诱导期、加速期、减速期和衰减期5个阶段;加速期水化反应由成核反应控制,属自催化反...     

铜渣粉-水泥复合胶凝体系的水化热及动力学研究

采用等温量热法,分别测定了铜渣粉磨时间为30、60min,掺量为0%、20%、30%和40%的铜渣粉水泥复合胶凝体系的水化放热速率和放热量,分析了铜渣粉细度和掺量对复合胶凝体系水化反应历程的影响,并且基于Kstulovic Dabic模型计算得到了水化动力学参数.结果表明：铜渣粉推迟了复合胶凝体系的诱导期结束时间、加速期开始时间以及第2放热峰出现时间,降低了复合胶凝体系水化放热量及水化速率;水化12h前,铜渣粉对复合胶凝体系水化热呈抑制作用;水化12h后,铜渣粉活性逐渐被激发,水化速率加快;铜渣粉水泥复合胶凝体系的水化反应经历结晶成核与晶体生长相边界反应扩散作用（NG I D）过程,由Kstulovic Dabic水化动力学模型计算得到的铜渣粉水泥复合胶凝体系水化反应速率曲线,能够较好地分段模拟由量热试验得到的水化速率曲线;复合胶凝体系的结晶成核与晶体生长（NG）过程随铜渣粉掺量的增加和细度的降低而延长,相边界反应（I）过程随铜渣粉掺量的增加而缩短.     

SJP注浆浆液水化进程与流变特性研究

针对陡倾宽缝、松散架空等复杂地层灌浆,普通水泥浆存在"灌不住"、"顺缝跑"等问题,研制开发的SJP水泥基灌浆材料具有初始流动度大、可灌性好,接近可泵期时表现为黏度突增、流动度突降的流变特性。SJP浆材是水泥基浆材掺加改性纤维、硅钙早强剂与稳定剂配制而成,助剂加量为2%~2.5%。掺入水泥浆中的助剂首先在水泥颗粒表面形成溶剂膜,起到调节水泥水化离子与助剂硅钙阳离子浓度变化的作用,实现水化加速期控制成核的速度,最后掺入的稳定剂可以调整水泥水化衰减期的成核和扩散,调节水泥浆的流动时间。SJP浆材由于水化速度快,流动时间可控,水化产物凝结胶连紧密,结石体后期强度较普通水泥浆平均提高15%~25%,解决了水泥基速凝浆材早期强度高后期强度低的问题,得到了较大范围的推广应用。     

高强混凝土水化放热规律研究

本文以试验为基础,选取高强混凝土水化放热规律,建立有限元模型进行水泥水化热计算,分析比较给出水化系数的取值范围,为相类似的工程提供借鉴。