纳米级SiO2改性水泥胶砂作用机理研究

用XRD、TGA-DTA分析了纳米级SiO2改性水泥砂浆后的水泥基材料的性能变化,探索了纳米级SiO2的改性机理。XRD、TGA-DTA分析表明水泥砂浆被改性后,Ca(OH)2晶体取向程度降低,晶粒细化且呈无定型。改性后水化产物增多,导致强度增大。除了进行微观力学性能测试之外,用SEM测试评价了纳米级SiO2改性水泥砂浆后的微观形貌,发现在水泥基中添加纳米级SiO2能使水化速率增快,水化产物增多,龄期结构变得致密,导致强度增大,耐久性提高。     

纳米TiN对粉煤灰水泥性能的影响

本文研究了纳米TiN对于粉煤灰水泥(粉煤灰掺量为40％)力学性能的影响,并结合XRD、TG-DTA、SEM和水化热等测试手段进行了分析.研究结果表明,纳米TiN在粉煤灰水泥中最佳掺量为1％,与空白组相比,1 d、3 d、7 d、28 d的抗压强度分别增加了27.1％、23.3％、37.9％和21.0％.通过XRD和TG-DTA等微观测试发现添加纳米TiN不会生成新的水化产物;通过SEM观察水泥水化微观结构,发现纳米TiN的加入能够生成更多的水化产物,在一定程度上促进水泥结构致密化;水化热测试结果表明添加适量的纳米TiN能够加快水化速率,使水泥水化第二放热峰提前,随着纳米TiN掺量的增加其水泥水化放热总量逐渐增加.     

纳米二氧化硅对玻璃粉水泥体系水化硬化的影响

利用X射线衍射、扫描电镜及力学性能测试等手段研究了纳米SiO2对玻璃粉水泥体系水化硬化的影响,结果表明:纳米SiO2促进了水泥早期溶解,提高了复合体系碱度,有利于玻璃粉内部高能键(Si-O,Al-O)断裂,从而提高复合体系中玻璃粉早期水化程度;纳米SiO2对材料凝结硬化的促进作用较大程度上缓解了掺玻璃粉体系早期性能发展不足的缺陷;纳米SiO2的微集料效应,改善了玻璃粉水泥浆的微观结构,使得硬化浆体更为密实;纳米SiO2的促凝作用可显著缩短复合体系凝结时间,大幅度提高其早期强度,但掺纳米SiO2的复合胶凝材料强度存在一个极值,而5%纳米SiO2为其最佳掺入量.     

纳米SiO2对不同强度等级混凝土性能的影响

通过纳米SiO2与粉煤粉复掺,用纳米SiO2等量替换水泥,分别配制强度等级为C35的普通混凝土和强度等级为C60的高强混凝土,对混凝土试件进行主要性能测试.结果表明28 d龄期立方体抗压强度、轴心抗压强度、弹性模量在纳米SiO2掺量为2％～3％范围内取最大值,对C35级别与C60级别的试件28 d龄期的力学性能影响为:立方体抗压强度最大增幅分别为14％、10％;轴心抗压强度最大增幅分别为18％、14％;弹性模量最大增幅分别为17.5％、11.2％.混凝土的工作性随纳米SiO2掺入量的增加均呈快速降低趋势,相同纳米SiO2掺量的混凝土C35级别的坍落度和扩展度下降速度比C60级别的更快.混凝土的抗渗性能随纳米SiO2掺入量的增加而提高,低强度等级的抗渗透能力的提高幅度明显高于较高强度等级的混凝土.     

大掺量矿渣石膏水泥基复合材料的水化特性

通过测试宏观抗压强度,同时采用XRD和TG-DTA技术对大掺量矿渣石膏水泥基复合材料的水化特性进行了研究,研究表明:大掺量矿渣石膏水泥基材料早期强度远低于纯水泥,但其强度发展较快,尤其是7～28 d阶段,28 d强度基本达到42.5 MPa水平,90 d龄期强度除SG-4试件均超过纯水泥水平.试件早期强度随着熟料含量的增加而增长,而后期强度并不遵循这一规律,水化后期主要是矿渣粉中活性Al2O3与活性SiO2参与水化反应,提高了体系抗压强度.SG系列水化产物主要为C-S-H凝胶和AFt,而纯水泥试样有大量Ca(OH)2而几乎无AFt存在.熟料含量对早期水化产物数量影响较大,而对水化产物种类及水化后期产物数量影响不大.     

纳米二氧化硅粉末对水泥-粉煤灰体系泡沫混凝土力学性能及水化的影响

利用X射线衍射、热重分析、扫描电镜等手段研究了纳米SiO2(NS)对水泥-粉煤灰体系泡沫混凝土水化及性能的影响.结果表明:NS的掺入会促进泡沫混凝土中硅酸盐矿物的水化,密实水化产物的微观结构.掺入NS的水泥-粉煤灰体系泡沫混凝土试样3 d和28 d抗压强度增长都大于单一水泥组份的泡沫混凝土试样,水泥-粉煤灰体系泡沫混凝土试样3 d强度提高了6.3％,28 d强度提高了4.6％.     

纳米二氧化硅对硅酸盐水泥水化硬化的影响

利用微量热分析、X射线衍射、差热分析、扫描电镜和氮气吸附等手段研究了纳米SiO2对硅酸盐水泥水化硬化的影响.结果表明:纳米SiO2掺量为5%(质量分数)时,其高火山灰反应能大量吸收Ca(OH)2,进而促进水泥水化,提高水化开始时的放热速率,并改善水泥浆体的微观结构,使得水泥石更加均一密实.同时,纳米SiO2的掺入使得标准稠度需水量急剧上升,凝结时间缩短,促进水泥石的中后期强度增长.     

超细矿粉对植生再生混凝土抗压强度及pH值的影响

为研究超细矿粉对植生再生混凝土性能的影响,测试了不同超细矿粉掺量的植生再生混凝土的抗压强度及pH值;利用XRD,SEM方法分析植生再生混凝土的水化产物和微观结构;介绍了植生再生混凝土的植物生长状况.研究表明,超细矿粉取代水泥率从0～80％的范围内,植生再生混凝土的抗压强度先增高后降低,当超细矿粉取代量为20％时,抗压强度达到极值;pH值随超细矿粉取代量增大而降低,当取代量为60％时,pH值为10.08,可以保持水泥水化产物稳定存在;微观分析表明,随着超细矿粉取代率的提高,水化产物中的Ca(OH)2含量降低.在试验条件下,植物可实现良好生长.     

稻壳灰不同掺量对混凝土性能影响测试与比较研究

稻壳灰具有优良的微集料填充效应和火山灰活性,按一定比例掺量加入到混凝土中能够有效改善混凝土的多项性能.本文采用不同比例稻壳灰等量部分替代水泥制备稻壳灰混凝土,并对其耐久性(抗渗性能、耐磨性性能)和微观性能(扫描电镜(SEM)分析、EDS分析和纳米压痕)进行了细致的测试和研究.试验结果表明,稻壳灰的加入能够显著改善混凝土的耐久性和微观性能,随着稻壳灰掺量不断增加,稻壳灰混凝土的抗渗性能也不断增强,当稻壳灰掺量为20％时,其耐久性能达到最佳状态;SEM、EDS分析表明稻壳灰混凝土的微观结构中无明显孔隙存在,且有大量水化硅酸钙凝胶生成;纳米压痕结果表明稻壳灰加入有效提高了水泥的水化速率,增加了高密度水化硅酸钙凝胶的数量,增加了混凝土结构紧密性和完整性.     

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.