V、Cr固溶稳定β-C2S形成过程研究

研究了V、Cr对β-C2S形成过程的影响,在生料中分别掺入质量分数0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的V2O5、Cr2O3,煅烧至1400 ℃,利用化学分析、XRD、SEM-EDS、高温显微分析等方法,探讨V5+、Cr3+的掺杂影响机理.结果表明:V2O5、Cr2O3均易稳定β-C2S存在,当其掺量分别大于1.0%、1.5%时,对生料易烧性及熟料矿物相的形成均有不利的影响;因V5+与 Al3+离子半径相近,可取代Al3+反应稳定MeO5-4,导致液相粘度增大,而Cr3+与 Fe3+离子半径相近,其对液相作用机理相反;V5+较Cr3+更易固溶在熟料矿物相中,故Cr2O3掺杂影响规律变化相对V2O5在掺量上存在一定的滞后性.     

纳米SiO_2对硅酸三钙基骨水泥性能的影响

研究纳米SiO2对硅酸三钙(Ca3SiO5,简称C3S)基骨水泥性能的影响。结果表明:纳米SiO2的掺入,可以加快C3S的水化进程,但延缓了浆体的凝结。纳米SiO2与Ca(OH)2反应生成较低n(Ca)/n(Si)的CSH凝胶,降低了固化体中Ca(OH)2的含量。纳米SiO2与Ca(OH)2反应生成的CSH凝胶呈网络交织状结构,既可对固化体起到密实填充作用,又可增强固化体的胶凝性能,从而提高固化体的力学性能。固化体中Ca(OH)2的含量随纳米SiO2掺入量增加而降低;当SiO2掺入量达到6%时,固化体中CSH凝胶的平均n(Ca)/n(Si)开始降低。     

磷酸盐对熟料矿物组成和水泥性能的影响

城市污泥和动物肉含有较多的磷,用作再生原料和再生燃料时会给熟料矿物组成和水泥性能带来一定的影响。研究表明,随着P2O5,的增加,熟料C3S和C3A含量下降,而β-C2S和C2S—C3P混合晶相含量增加。C2S—C3P混合晶相结构为α′-C2S型。当P2O5含量达3．0％时,β—C2S含量达最大值且α—C2S出现并随P2O5含量的增加而继续增加。当P2O5含量约达到5．0％时,熟料中已观察不到C3S。     

TiO2对熟料矿物组成的影响研究

为研究Ti O2对熟料矿物组成的影响,将工业原料配制的生料,按不同比例掺入分析纯试剂Ti O2,分别在1 300,1350,1400,1450和1500℃温度下煅烧,通过甘油乙醇法、XRD、岩相分析法以及胶砂强度对各熟料进行检测分析。结果表明,随着Ti O2含量的增加,熟料矿物中C3S,β-C2S的含量逐渐降低,C3A和α-C2S的含量增多。     

氧化锂对高胶凝性水泥熟料矿物形成的影响

研究了Li2O对含硫铝酸钙矿物硅酸盐水泥熟料的易烧性及矿物形成的影响.借助化学分析测定了水泥熟料中游离氧化钙(f-CaO)的含量,用X射线衍射(XRD)分析了熟料矿物组成,采用差热分析(DSC)研究了矿物形成过程.结果表明:生料中掺入少量的Li2O能改善水泥生料的易烧性,促进f-CaO的吸收,促进硫铝酸钙(C4A3S)与硅酸三钙(C3S)的共存.     

钢渣水化产物的特性(英文)

用X射线衍射分析、水化热的测量、化学结合水量的测定、孔结构的测定、扫描电镜观察及强度测试研究了钢渣的水化产物的特性。结果表明:钢渣硬化浆体中主要含有水化硅酸钙(C–S–H)凝胶、Ca(OH)2、惰性组分[RO相、铁酸二钙(C2F)和Fe3O4]和未水化的胶凝相[硅酸三钙(C3S)和硅酸二钙(C2S)];总体而言,钢渣的水化过程与水泥的水化过程相似;钢渣早期的水化速率远低于水泥,但钢渣后期,尤其是90d之后的水化速率高于水泥的。钢渣水化产生的C–S–H凝胶不具有良好的胶凝性能,凝胶之间的相互黏结也不牢固,因此钢渣砂浆的强度很低。     

氧化锌对高胶凝性水泥熟料矿物形成及强度的影响

采用工业原料配料，对以硅酸三钙（C3S，C=CaO，S=SiO2）、硫铝酸钙（C4A3 S^-，C=CaO，A=Al2O3，S^-=SO4^2-）为主导矿物的含C4A3 S^-矿物硅酸盐水泥熟料的矿物形成及其强度进行了研究。借助X射线衍射和热重一差热分析研究了矿物形成过程；探讨了微量元素ZnO对熟料性能的影响及在熟料体系中的固溶情况。研究结果表明：生料中掺入ZnO可使C4A3 S^-和CaS等矿物通过低温反应形成，共存于同一熟料体系中，并可提高熟料的强度；过高的ZnO含量亦会降低C4A3 S^-矿物的分解温度。     

氟磷石灰石对熟料硅酸盐相形成过程的影响

利用XRD和化学分析方法研究了Ca5(PO4)3F的稳定性和石灰石中的Ca5(PO4)3F对C3S和C2S形成过程的影响.结果表明,Ca5(PO4)3F在1450℃下能稳定存在,1450℃时SiO2和C2S能使Ca5(PO4)3F分解;用含磷石灰石制备C2S和C3S时,1100℃和1200℃煅烧时生成β-C2S,1300 ℃煅烧时Ca5(PO4)3F分解形成的PO;-与β-C2S生成α:C2 S-xC3P,β-C2S与CaO生成C3S.在1450℃保温4h,用含磷石灰石制备的C2S全部转换为α:C2S-xC3P的固溶体.当煅烧温度由1100℃逐渐升至1450℃时,含磷石灰石中的氟随着煅烧温度的升高逐渐减少,Ca5(PO4)3F随着煅烧温度的升高逐渐分解,含磷石灰石-SiO2体系(C/S =2:1)和含磷石灰石-SiO2体系(C/s=3:1)在1450 ℃煅烧0.5h后Ca5(PO4)3F分别分解了94.00％和81.25％.     

硫铝酸锶钙矿物的研究

以硫铝酸盐水泥的主要矿物的硫铝酸钙(C4A3)为基础,用Sr2+对C4A3中的Ca2+进行取代,合成了新的水泥矿物——硫铝酸锶钙系列,研究了该系列矿物试样煅烧后的强度发展规律。结果表明:硫铝酸锶钙系列矿物试样经1300℃煅烧后的抗压强度明显高于硫铝酸钙,抗压强度最大的矿物组成为Ca1.50Sr2.50A3,其3d和28d抗压强度分别为76.6MPa和89.6MPa,用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和差热分析仪等对熟料的形成和水化机理进行了初步分析,发现硫铝酸锶钙矿物水化产物主要是钙钒石(AFt),水化铝酸一钙(CAH10),Ca(OH)2以及Al2O3(aq)。     

Al3+掺杂对硅酸三钙结构及水化活性的影响

利用X射线衍射仪、差示扫描量热-热重分析仪、红外光谱及微量热分析等,研究了Al3+掺杂对硅酸三钙C3S结构及活性的影响.结果表明:Al3+在C3S中固溶同时取代Ca和Si,并伴随少量Ca空位的形成保持电荷平衡.当Al2O3掺量高于0.5％(质量百分数,下同)时,Al取代Si比例增加.Al2O3掺量≤0.5％时仅使C3S晶胞参数改变,当掺量达1％时,可稳定T3晶型,符合离子稳定C3S多晶态规律.Al3+在C3S中固溶形成大量非本征缺陷,显著提高C3S早期水化反应活性.     

含氟硅酸三钙的水化

用化学分析、XRD、传导量热仪和测定抗压强度等手段研究了含氟C_3S的水化。结果表明,随着(?)含量的增加,1d龄期的水化程度、化学结合水、水化放热速率和抗压强度均降低,而3d后均提高。随(?)含量增加,液相中Ca~(2+)和OH~-离子浓度达最大值的时间推迟,(?)固溶量越大,时间推迟越明显。在1d特别是3d后,所有试样的Ca~(2+)和OH~-离子浓度均趋于相同。在C_3S水化时,外掺的CaF_2对液相中的Ca~(2+)和OH~-离子浓度和浆体抗压强度的影响均很小。     

重晶石掺量对水泥水化速度的影响

用重晶石（BaSO4）作矿化剂，研究了其掺量对水泥水化速度的影响，并测试了水泥强度，结果表明，KH较低的配料，水泥的水化速度提高较明显，重晶石的作用主要与熟料中的C2S含量有关。     

γ-C2S和 β-C2S的碳化与水化活性研究

在常温常压下,γ-C2 S的水化活性很低,β-C2 S的水化活性相对较高;但在一定湿度和二氧化碳浓度下,γ-C2 S与β-C2 S都能快速地发生碳化反应.作者在实验室条件下制备了纯的γ-C2 S和β-C2 S,在比表面积相近的条件下,通过XRD、SEM、TG-DSC、游离氧化钙含量和烧失量的测试与分析,对γ-C2 S与β-C2 S在不同温度下的水化活性和常温常压下的碳化反应进行了研究.结果表明:γ-C2 S和β-C2 S的碳化产物主要是方解石和少量的球霰石,γ-C2 S碳化后还有少量的文石生成,并且γ-C2 S的碳化活性略高;在140℃时,γ-C2 S的水化活性较β-C2 S低很多,当温度升高到200℃时,γ-C2 S的水化活性大幅提升,β-C2 S的水化活性也有一定提升,两者的水化活性差距显著缩小.     

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。     

BaSO_4对C_2S结构及性能的影响

通过XRD ,EDM /EDAM及化学分析等手段测定了Ba2 + 和S6 + 2种离子对C2 S结构的影响 ,得出Ba2 + 、S6 + 在C2 S中的固溶形式和极限固溶量 ,以及固溶引起的结构变化 .并对固溶 2种离子的C2 S水化活性进行了研究 .结果表明 :固溶Ba2 + ,S6 + 离子的C2 S水化活性大大提高 .     

Physicochemical effects of nanosilica on C3A/C3S hydration

In this paper, C₃A-gypsum and C₃A-C₃S-gypsum model cement systems with and without nanosilica were studied. The effects of nanosilica on the early stage cement hydration, particularly C₃A hydration, were assessed through the heat of hydration (isothermal calorimetry), phase assemblage (quantitative X-ray diffraction), zeta potential, ion concentration measurements, and morphology (scanning electron microscopy) examinations. The results indicate that while promoting C₃S hydration, nanosilica retarded C₃A hydration in both the systems studied. The retardation was caused by the adsorption and coverage of nanosilica on C₃A surfaces through the electrostatic interaction, thus decreasing the C₃A dissolution rate and hindering the precipitation of hydration products. Consequently, the reduced gypsum consumption rate and the seeding effect of nanosilica further promoted C₃S hydration. These findings suggest that nanosilica and other silica-based nanoparticles can physicochemically influence hydration of cement-based materials, and a better understanding of these influencing mechanisms can help optimize performances of nanoparticle-modified cement-based materials.     

VTES对C3S水化过程影响的机理研究

研究了硅烷偶联剂CH_2=CHSi(OEt)_3即VTES对水泥矿物C_3S水化过程的影响。在76d水化龄期内,运用~(29)SiMAs-NMR和XRD方法追踪测量了纯C_3S和加有VTES的C_3S的水比过程,发现VTES有效地参与了C_3S的水化,并对其水化过程中宏观和微观结构的变化有一定的影响。     

MgO-MgSO4-H2O胶凝体系水化动力学的研究

采用微量热法测定了ＭｇＯ－ＭｇＳＯ－Ｈ２Ｏ三元胶凝体系的水化放热速率;研究了该体系水化各阶段的动力学过程;求出相应的动力学反应参数,并据此提出了合理的水化历程和机理。该体系水化过程中的不同阶段受不同的过程控制,它们所适用的动力学公式及对应的动力学参数也各异,在不同的水化阶段所作的ＸＲＤ和ＳＥＭ检测初步证实了上述研究结果。     

高温矿渣砂质水泥的研究

研究了不同成分矿渣及石英砂配制矿渣砂质水泥的粉磨方法和矿渣砂质水泥在不同高温水热条件下的物理性能及其水化硬化特征。