缓凝剂及缓凝减水剂国内外应用概况

缓凝剂是一种能延缓水泥和水之间的反应速率的外加剂。它在许多场合得到了应用。缓凝剂可以使水泥浆、砂浆或混凝土的凝结时间推迟、早期强度有所降低,而对后期强度发展无不利影响。具有缓凝作用的减水剂叫缓凝减水剂。使用缓凝剂及缓凝减水剂可以延缓混凝土的凝结时间和降低水化热,进而满足     

复合缓凝剂对硫(铁)铝酸盐水泥性能的影响

该文研究了缓凝剂以及缓凝剂与矿物掺合料复掺对硫(铁)铝酸盐水泥凝结时间和强度的影响,并通过水化热分析、XRD分析等测试方法对硫(铁)铝酸盐水泥的水化进程及水化产物进行了研究。结果表明,矿物掺合料偏高岭土、粉煤灰、矿粉等并不能很好地延缓水泥的凝结时间,偏高岭土甚至有促凝的作用;硼酸或硼砂均可以很好地延缓水泥的凝结时间,且对早期强度影响不大。复掺硼砂和偏高岭土是优良的硫(铁)铝酸盐水泥改性剂。     

用黄石膏作水泥缓凝剂的试验研究

试验研究了黄石膏作水泥缓凝剂对水泥凝结时间、水泥强度等性能的影响,并进行二水石膏、鳞石膏与黄石膏不同比例单掺、双掺作水泥缓凝剂的系列对比试验,研究结果表明,黄石膏作水泥缓凝剂具有可行性,不论是单掺还是与二水石膏混掺,掺量从3.0%～5.0%,对水泥性能无不良影响。     

WH-Ⅱ型超缓凝剂对硅酸盐水泥水化热及其它性能的影响

本文着重研究了WH-Ⅱ型超缓凝剂对硅酸盐水泥水化、水化热、水化放热速率、凝结时间、强度等的影响,运用XRD、SEM对硅酸盐水泥的水化过程进行跟踪测试,结果表明适量使用WH-Ⅱ型缓凝剂可以得到合适的缓凝效果和增强作用。     

不同缓凝剂对高贝利特硫铝酸盐水泥性能的影响及机制

以凝结时间和流动度等宏观测试为基础,结合水化热、热分析(TG-DTG)和X射线衍射(XRD)等微观测试,研究了硼酸、柠檬酸和葡萄糖酸钠对高贝利特硫铝酸盐水泥性能的影响以及影响机制.结果表明:3种缓凝剂对高贝利特硫铝酸盐水泥的缓凝作用和流动性均有积极的影响,硼酸主要通过阻碍水泥熟料溶解来延缓砂浆的凝结,柠檬酸和葡萄糖酸钠主要通过对水泥熟料溶出的Ca^2+、Al^3+等离子的络合和吸附作用来阻碍AFt晶体的形成,从而起到对砂浆的缓凝作用;3种缓凝剂通过影响AFt晶体的微观形貌和分布,对水泥石的力学性能产生了不同的影响.     

水化热抑制剂对水泥水化的调控作用

采用水化热、混凝土绝热温升、混凝土抗压强度、TG-DSC、XRD,分析了水化热抑制剂对水泥水化的调控作用,并采用水泥净浆温升对比了常用缓凝剂与水化热抑制剂的差别。结果表明:水泥净浆温升中,常用缓凝剂仅推迟了温峰时间3～12 h,未明显降低温升,水化热抑制剂推迟温峰时间6 h,降低温升20.5℃;掺入水化热抑制剂,水泥的水化放热速率峰值从0.00259 W/g降至0.00178 W/g,峰时延迟5.7 h;基准、水工混凝土的绝热温升曲线分别在0～1.5 d、0～5 d时间段明显降低,对应的抗压强度分别在0～2d,0～7 d有不同程度降低,但中后期强度增长均略高于空白试样;TG-DSC、XRD分析表明,水化热抑制剂延缓了水泥0～3 d的水化,对3 d后水化有一定促进作用。     

三聚磷酸钠对硅酸盐水泥初始水化历程的影响

采用水化热、电阻率和X射线衍射法等测试方法,研究了三聚磷酸钠(Na5P3O10)对硅酸盐水泥初始水化历程的影响。试验结果表明：Na5P3O10对硅酸盐水泥水化的缓凝机理,主要是生成络合物的缘故,而不是传统观点所认为的形成了“不溶性”的磷酸钙;改变Na5P3O10的掺量,可有效调控硅酸盐水泥的水化热历程以及结构形成过程;在水泥初始水化阶段,延缓了C3S和C3A的水化。     

高贝利特硫铝酸盐水泥-普通硅酸盐水泥-高铝水泥复合胶凝材料制备超早强修补砂浆

以高贝利特硫铝酸盐水泥、P·O42.5水泥、CA-50高铝水泥为胶凝材料,研究了三种水泥配比、缓凝剂、早强剂、EVA胶粉等对砂浆的凝结时间、抗压强度、拉伸黏结强度的影响.研究表明:以60％的高贝利特硫铝酸盐水泥、20％的P·O42.5水泥、20％的CA-50高铝水泥,5％的硅灰,2％的EVA胶粉制备的砂浆性能最优.     

用磷石膏作水泥缓凝剂的试验研究

试验研究了硅酸盐水泥熟料中掺入不同时期的陈化磷石膏对水泥凝结时间、强度等性能的影响，并进行了二水石膏和磷石膏不同比例单掺、双掺作水泥缓凝剂的一些系列对比试验。研究结果表明，无论是单掺陈化磷石膏作水泥缓凝剂，还是与二水石膏双掺，均具有良好的缓凝、增强作用。     

缓凝剂对高胶凝性水泥水化硬化的双临界影响效应

对比不同种类水泥,研究了缓凝剂（蔗糖及葡萄糖）对高胶凝性水泥水化硬化的影响。结果表明，高胶凝性水泥对缓凝剂表现出敏感的反应特性,在合理掺量范围内,使缓凝效果加强,在非正常掺量下,使异常凝结特性加剧,并且掺量范围较传统水泥更窄。水化热也表现出双鞍峰现象,在合理掺量下,水化放热被有效延缓、降低,随着掺量的增加,第一峰被加剧,第二峰被明显削弱,当掺量达一定值时,第二峰的测试时间已经消失,凝结时间表现为促凝,因此,这类缓凝剂对水泥的水化、硬化存在双临界效应,这种效应在高胶凝性水泥中表现更为突出。     

高掺量粉煤灰矿渣水泥水化进程及水化热的研究

掺加适当比例的自制复合活性激发剂，配制了高掺量粉煤灰矿渣水泥胶凝材料，运用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和差热分析（DTA）等手段研究了胶凝材料不同龄期的水化物相，测量了水化物早期水化热，结果表明，高掺量粉煤灰矿渣水泥具有较好的胶凝性，早期水化放热较低。     

SAP对水泥水化热及混凝土收缩性能的影响研究

为研究高分子吸水树脂（SAP）对混凝土收缩性能及水泥水化热的影响,在水泥净浆和混凝土中加入不同掺量的未吸水SAP,通过水泥净浆收缩性能、混凝土收缩性能、水泥水化热和抗裂圆环试验得出：水泥净浆收缩率随SAP掺量的增加而减小,SAP掺量相同时,0.30水胶比水泥净浆的收缩率大于0.35水胶比水泥净浆;SAP的“蓄水库”功能改善了混凝土内部湿度,可避免自干燥现象产生,抑制混凝土自收缩,混凝土减缩率和SAP掺量呈正相关;SAP的掺入使得水泥水化反应放缓,SAP掺量越大,减缓效果越明显,放热总量越少,水泥水化热时温图的峰值也相应降低;SAP延缓了混凝土开裂时间,减少了裂缝数量,当SAP掺量为0.1%时,圆环贯穿裂缝消失。     

水泥水化计算机模拟方法及应用

提出了考虑周期性边界条件时水泥水化计算机模拟方法.根据水泥颗粒与模拟单元的相对位置,确定附加水泥颗粒的数量和位置以实现周期性边界条件.描述了单一水泥颗粒水化模拟的基本原理,引入三个参数量化水化过程中水泥颗粒之间的干扰效应.作为一个工程应用,基于模拟的水泥石微观结构,提出了水化度计算方法.通过与文献中的试验结果比较,验证了方法的有效性.最后,定量分析了水灰比和温度对水化度的影响,发现水化度随着水灰比和温度的增大而增大.     

粉煤灰、矿渣对水泥水化热的影响

研究了不同水灰比硅酸盐水泥净浆的水化放热过程,以及用粉煤灰、矿渣粉配制成的混合水泥的水化放热过程,并研究了硅酸盐水泥和混合水泥的强度发展规律.试验结果表明:用粉煤灰、矿渣粉等量取代部分水泥,胶凝材料的水化热比硅酸盐水泥的水化热要低,但降低的幅度不完全与粉煤灰、矿渣粉的掺量成比例.单从降低胶凝材料水化热的角度看.掺粉煤灰的效果最好,掺矿渣粉的效果次之.强度试验结果表明,用粉煤灰和矿渣取代部分水泥的试件比同水灰比的水泥净浆试件的早期抗压强度小,但是后期强度增加快,从28 d强度看还是不及纯水泥净浆的强度.     

水泥恒温水化放热统一模型

按照溶解热法测试基准水泥在恒温养护条件下的水化热,根据监测的水化热数据特征,分别按照双曲函数表达式、幂函数表达式、复合指数表达式和对数函数表达式拟合试验数据,根据相关系数以及函数表达式的外延值评价拟合函数的吻合度和适用范围。最后,提出基于活化能和等效时间的复合指数模型,该模型综合考虑了温升对水泥水化放热规律的影响,并推导出其离散模型,方便表达式在大体积混凝土水化热温升差分法解析时的应用。     

水灰比和碳酸锂对硫铝酸盐水泥水化历程的影响

研究了水灰比和碳酸锂对硫铝酸盐水泥水化历程的影响。水化放热历程测试结果表明:随着水灰比的增大,硫铝酸盐水泥的水化放热速率增大,水化放热量提高;碳酸锂的掺入使得水化诱导期消失,水泥在加入水后直接进入水化加速期,与水灰比的影响相比,碳酸锂的掺入对水化加速期放热速率的影响更为显著;同时,碳酸锂的掺入使得硫铝酸盐水泥的早期水化速率和水化放热量增加,后期水化放热量减小。X射线衍射测试结果表明:碳酸锂的作用仅是提高了硫铝酸盐水泥的水化进程和水化速率,对生成水化产物的种类无影响。     

水泥水化过程的微观结构模型与数值计算

从微观角度建立了水泥水化过程的三维模型,并根据最小理论水灰比推导出了水化程度α与水化半径R之间的函数表达式。通过对不同水灰比(0.20,0.25,0.30,0.35和0.40)的算例做了水化程度α与水化半径R的数值计算,并与试验数据进行比较。结果表明,该模型能够从微观角度模拟水泥水化过程的组分变化情况。     

水泥石的干燥收缩及其与水化程度的关系

通过梯次干燥的方式测定了水泥石在干燥过程中的重量损失和收缩变化,并结合TG-DSC综合热分析研究了水泥石水化程度与干缩的关系。结果表明,水泥石水化程度随龄期延长而逐渐提高。随着水化程度增大(由0.55到0.81),水泥石100%~84%湿度范围内收缩减小,在84%~54%收缩增大,在54%~7%湿度范围内的收缩和总收缩先增大,后有减小趋势。再润湿以后,水泥石的重量损失可以回复,但一部分干缩不可逆,大部分不可逆干缩发生在84%~54%和54%~7%湿度范围内。干燥过程改变了水泥石的孔结构,使水泥石毛细孔粗化,凝胶孔塌陷减少。