掺粉煤灰水泥基材料水化过程的交流阻抗研究

水泥基材料是一种线性动态系统，而交流阻抗谱方法是一种灵敏的方法，可以用来对水化的长期过程进行监测。本文应用交流阻抗谱研究水泥基材料的水化过程和加入粉煤灰等矿物掺合料的水泥基材料的水化过程。     

苯丙乳液改性水泥基材料性能及机理研究进展

本文综述了SAEE改性水泥基材料的性能和机理,介绍了SAEE单独改性、SAEE和其他胶乳共混改性、SAEE和纤维改性、SAEE和外加剂复合改性时,水泥基材料的物理和力学性能.从3个方面探讨了SAEE改性机理:SAEE对水泥水化过程的影响存在物理作用和化学作用;SAEE对微观结构的主要影响是由乳胶粒子的分散和聚合物薄膜的形成所产生的;从孔洞结构看,SAEE改变水泥基材料的孔径分布、特征孔径、平均孔径、最可几孔径、孔隙率等,提高了材料的内聚强度.分析表明,SAEE改性水泥基材料具有性价比高、环境友好、使用寿命长、循环利用率高等优点.     

铁尾矿粉-硅粉矿物掺合料对混凝土性能的影响

将研磨后的铁尾矿粉末和硅粉分别按照3∶2和4∶1的比例制备了两种复合矿物掺合料替代水泥进行浆体和混凝土试样的制备。通过微观结构分析、强度和耐久性分析对铁尾矿-硅粉复合矿物掺合料浆体和混凝土的基本性能进行了研究,结果表明：随着复合矿物掺合料掺量的增加,试样的水化反应放热量、抗压强度、劈裂抗拉强度和冻融耐久性均逐渐降低;且加入铁尾矿粉可使的硬化浆体试块孔隙结构变大,导致混凝土的抗压强度和冻融耐久性降低;但增加硅粉的掺量可以提高试样的水化反应强度,降低Ca(OH)₂的含量,且硅粉水化反应生产的C-S-H凝胶也可以细化孔结构,从而改善混凝土的微观特性、抗压强度、劈裂抗拉强度和冻融耐久性;弥补铁尾矿粉对混凝土性能的负面影响。整体上,改性混凝土的抗压强度在普通混凝土抗压强的85%以上,能满足工程要求。     

苯丙水泥改性剂改性水泥基材料的研究进展

苯丙水泥改性剂(styrene-acrylic cement modifier, SACM)改性水泥砂浆具有强度高、流动性好、韧性高、保水性好、耐久性好、粘结性能好、水密性强等优点。在建筑物结构加固及修补领域中应用相当广泛。综述了SACM改性水泥基材料近年来的国内外成果,全面介绍了此类复合材料的物理性能、力学性能、耐久性能以及改性机理。在此研究基础上对今后的发展趋势、研究方向及应用前景进行了展望。     

铁尾矿-磷渣基复合矿物掺合料的梯级粉磨制备与性能研究

通过激光粒度分析、RRB(Rosin-Rammler-Bennett)方程拟合、强度测定等测试手段,研究了梯级粉磨顺序、梯级粉磨时间对采用梯级粉磨工艺制备的铁尾矿-磷渣基复合矿物掺合料(简称TPCMA)的粒度分布特征及胶砂活性指数的影响,并通过TPCMA浆体强度和XRD、SEM测试分析了铁尾矿粉和TPCMA的火山灰反应活性.结果表明:将易磨性较差而活性较好的磷渣预先粉磨有利于TPCMA粉料中磷渣细颗粒含量的增加,提高其整体活性;合理的粉磨时间有助于提高TPCMA粉料颗粒分布的均匀性,提高胶砂流动度;铁尾矿粉自身具有微弱的火山灰活性,而TPCMA的火山灰活性相比铁尾矿粉则显著提高,且其火山灰活性的发挥主要体现在水化后期.     

石灰石粉在超高性能水泥基材料中的作用机理

采用扫描电镜、X射线衍射以及差热-热重分析技术研究了石灰石粉在超高性能水泥基材料中的作用机理.研究表明,在高温蒸养的条件下,石灰石粉的水化活性及加速水化效应比较明显,水化生成单碳水化碳铝酸钙和三碳水化碳铝酸钙;在配制超高性能水泥基材料时,掺量为10％的石灰石粉对强度的影响较小,可以降低材料成本.     

铁尾矿粉对混凝土性能的影响研究

将铁尾矿原粉和磨细铁尾矿粉与矿渣粉按照不同比例(分别为2:8、4:6和6:4)复掺配成矿物掺合料,并以30%、40%和50%的比例掺入混凝土中,研究其对不同水胶比(分别为0.3、0.4和0.5)混凝土流动性和抗压强度的影响。结果表明:无论矿物掺合料复掺比例及掺量多少,水胶比仍然是影响铁尾矿粉混凝土流动性和强度的主要因素,即随水胶比增大流动性提高,强度降低。铁尾矿粉和矿渣粉的复掺比例及矿物掺合料总量对流动性的影响取决于复掺后颗粒的搭配情况,当颗粒搭配合理时,即形成了较为紧密堆积,混凝土拌合物的流动性最好。由于铁尾矿粉活性低,所以其掺量增大,混凝土抗压强度呈现下降趋势。相比铁尾矿原粉,磨细铁尾矿粉有助于提高混凝土的抗压强度。     

丁苯水泥改性剂改性水泥基材料的机理研究进展

本文综述了近年来国内外丁苯水泥改性剂(Styrene-Butadiene Cement Modifier,SBCM)改性水泥基材料的改性机理方面的研究进展。从理论角度归纳总结了SBCM改性水泥基材料的机理,并从3个方面进行了讨论,即SBCM对水泥水化过程、改性水泥基材料的微观结构与孔结构的影响。最后介绍了SBCM自身的组成及结构对改性水泥基材料的性能影响。     

碳纳米管对水泥基材料微观结构及耐久性能的影响

碳纳米管是一种性能优异的纳米材料,将其掺入水泥基材料中将会显著影响水泥基材料的微观结构及宏观性能。本文系统总结和分析了国内外有关碳纳米管对水泥基材料微观结构和耐久性能的研究成果。讨论了碳纳米管对水泥基材料的水化特性、孔结构、微裂缝、内部界面及抗碳化能力、抗离子侵蚀能力、抗冻融破坏能力的影响及作用机理。分析发现碳纳米管通过成核作用促进了水化产物的生成、影响了水泥水化反应速率,并通过填充作用和桥联作用优化了水泥基材料的孔结构和内部界面,阻碍了微裂缝的形成及扩展;此外,碳纳米管通过对水泥基材料微观结构的优化,提高了水泥基材料的抗碳化能力、抗离子侵蚀能力和抗冻融破坏能力等耐久性能。目前,碳纳米管对水泥基材料微观结构及耐久性能影响的研究成果相对较少,相关结论也未完全达成一致,因此,还需要进一步的深入研究。     

聚合物改性水泥基材料的机理研究进展

综述了近年来聚合物改性水泥基材料(polymer modified cement based materials,PMCBM)改性机理方面的国内外研究进展.从理论角度对PMCBC进行了归纳与总结,重点从4个方面探讨了聚合物改性水泥基材料的改性机理:聚合物对水泥水化过程的影响存在物理作用和化学作用;聚合物对微观结构的主要影响是乳胶粒子的分散和聚合物薄膜的形成;从孔洞结构看,聚合物改变了水泥基材料的孔径分布、特征孔径、平均孔径、最可几孔径、孔隙率等,提高了材料的内聚强度;从聚合物自身结构来看,聚合物的链结构和聚集态结构直接影响水泥基材料的性能.     

杀白蚁剂对水泥基材料强度与微观结构的影响

采用扫描电镜、X射线衍射技术研究了三种杀白蚁剂对水泥基材料的水化产物及其微观结构的影响,并结合掺杀白蚁剂水泥基材料的强度,探究两者之间的内在联系.结果 表明:杀白蚁剂的掺入会降低水泥基材料的强度,且随着杀白蚁剂浓度的提高,强度会逐渐降低.各试验组的主要水化产物均为Ca(OH)2和CaCO3,掺入杀白蚁剂并不会产生新的水化产物.与此同时,掺入较高浓度杀白蚁剂时,有利于促进水泥基材料的早期水化.相比于联苯菊酯和毒死蜱杀白蚁剂,吡虫啉杀白蚁剂对水泥基材料的影响更为严重.     

水泥基材料的水化动力学模型

介绍了水泥基材料的水化动力学模型.根据实验测定的水化放热数据,采用模型给出的积分和微分方程,对水泥基材料的水化反应中的3个基本过程即结晶成核与晶体生长(NG)、相边界反应(I)和扩散(D)进行了表征,得到反应速率常数K、反应级数n和表观活化能Ea等动力学参数以及各反应阶段的反应速率与反应度的关系.计算得到的各阶段的反应速率曲线能较好地分段模拟由量热实验得到的胶凝材料实际水化速率dα/dt曲线.观察3个阶段的相互关系,可对水泥基材料复杂的水化机理进行解释.水泥基材料的水化反应存在两种不同的历程:NG-I-D或NG-D.在水化初期NG是控制因素,随着水化程度提高,逐渐转由I或D控制反应.     

Cu-BTC改性水泥基复合材料的微观结构和力学性能

以金属-有机骨架化合物(Cu-BTC)为改性剂,对水泥基复合材料进行了改性,获得了具有规整蛛网状结构的改性水泥基复合材料,并运用FT-IR、XRD、SEM、EDs等对其结构及性能进行了分析.实验结果表明:引入Cu-BTC并不会改变水化产物的构成,而Cu-BTC含有的活性—COOH能够诱导水化产物形成生长位点,水化产物后续以Cu-BTC的生长过程为模板,两者协同竞争,最终形成具有大面积规整均匀的蛛网状微观形貌.力学性能表征表明:当Cu-BTC的质量分数为2.0％时,改性水泥基复合材料28 d的抗压强度最高达28.80 MPa,较空白样品提高了54.84％,这说明Cu-BTC的模板化调控作用有利于改善水泥基复合材料的力学性能.     

废弃玻璃粉末在超高性能水泥基材料中的应用

采用单一变量控制法,研究玻璃粉掺量、细度以及不同养护温度对超性能水泥基材料(UHPCBM)强度的影响,并采用扫描电镜(SEM)的微观测试手段来探究玻璃粉对硬化浆体水化产物微观形貌的影响。试验结果表明,玻璃粉可作为掺和料加入到UHPCBM中,并提高其性能和改善其微观结构;当玻璃粉掺量为10%,研磨1h,养护温度为80℃时,试件的强度最佳。     

外掺机制砂石粉对水泥基材料流变性能的影响及机理

针对机制砂混凝土流变性能敏感性难以调控的问题,研究了机制砂中石粉含量对水泥基材料流变行为影响及其作用机理.利用XRD表征了机制砂中石粉的物相组成,通过水泥净浆流动度和砂浆扭矩参数探索了机制砂中石粉含量对水泥和砂浆流变性能的影响,并通过砂浆需水量以及石粉对外加剂的吸附性能测试研究了石粉对流变性能的影响机理.结果表明,水泥净浆流动度和砂浆扭矩随着机制砂石粉掺量的增大分别降低和增大,且石粉掺量超过10％后影响程度增加更明显.含石粉砂浆的需水量比为93％,表明水泥净浆流动度的降低并不是由于石粉消耗自由水导致的.总有机碳(TOC)测试结果表明,石粉和水泥对外加剂存在竞争吸附,水泥对聚羧酸减水剂的吸附能力更强,聚羧酸减水剂会优先吸附在水泥颗粒表面上,石粉外掺时宏观上表现出水泥净浆流动度会下降,内掺时水泥净浆流动度会逐渐增大.     

碳纳米管对水泥基材料微观结构及耐久性能的影响EI北大核心CSCD

碳纳米管是一种性能优异的纳米材料,将其掺入水泥基材料中将会显著影响水泥基材料的微观结构及宏观性能。本文系统总结和分析了国内外有关碳纳米管对水泥基材料微观结构和耐久性能的研究成果。讨论了碳纳米管对水泥基材料的水化特性、孔结构、微裂缝、内部界面及抗碳化能力、抗离子侵蚀能力、抗冻融破坏能力的影响及作用机理。分析发现碳纳米管通过成核作用促进了水化产物的生成、影响了水泥水化反应速率,并通过填充作用和桥联作用优化了水泥基材料的孔结构和内部界面,阻碍了微裂缝的形成及扩展;此外,碳纳米管通过对水泥基材料微观结构的优化,提高了水泥基材料的抗碳化能力、抗离子侵蚀能力和抗冻融破坏能力等耐久性能。目前,碳纳米管对水泥基材料微观结构及耐久性能影响的研究成果相对较少,相关结论也未完全达成一致,因此,还需要进一步的深入研究。     

纳米碳酸钙对水泥基材料性能影响的研究进展

纳米碳酸钙在水泥基材料中的研究和应用还处于初级阶段.综述了纳米碳酸钙对水泥基材料水化、工作性、力学性能和耐久性的影响;同时,讨论了纳米碳酸钙对水泥基材料微观结构与性能的影响机理,针对当前研究存在的问题,提出了纳米碳酸钙水泥基材料未来的发展趋势.     

建筑垃圾粉活化对硫铝酸水泥基材料的影响

研究不同热活化制度下活化的建筑垃圾粉对硫铝酸水泥基材料的力学性能,凝结时间和工作性能的影响规律,并分析胶凝体系的水化放热特点及其微观产物的变化.结果表明:在不同掺量热活化的建筑垃圾粉下,硫铝酸水泥基材料的力学性能有不同程度的增强,其中600℃热活化后的建筑垃圾粉的砂浆力学性能与工作性能最优.同时,掺入热活化活化建筑垃圾粉后会使得胶凝体系的流动度下降,但能提高其力学性能,降低水化放热总量,生成水化碳铝酸钙.     

CNT-CF/水泥基材料导电性能研究

研究了碳纳米管-碳纤维水泥基材料(CNT-CF/水泥基材料)导电性能,并分析了CNT-CF/水泥基材料导电机制.研究了导电填料含量、水灰比、龄期、湿含量等因素对复合材料导电性能的影响.结果 表明:CNT-CF/水泥基材料导电性能良好,电阻率数量级控制在102 Ω·cm以下.最优导电组合配比为碳纤维掺量0.4wt％,碳纳米管掺量0.5wt％.CNT-CF/水泥基材料电阻率随碳纳米管掺量由0.1wt％增加到0.5wt％而减小,由0.5wt％增加到2.0wt％而增大.试样水灰比的提高在一定程度上能降低CNT-CF/水泥基材料电阻率.CNT-CF/水泥基材料电阻率在龄期0～7d减小趋势,在7～28 d有增大趋势.CNT-CF/水泥基材料湿含量越大,其电阻变化率越大,且二者具有良好的线性关系.