磷铝酸盐水泥发展研究

从分析硅酸盐水泥在生产和性能方面存在的问题着手,分析了现阶段国内外水泥的研究现状。认为应当采取多种措施,发挥一些含铝硅酸盐的工业废渣的潜在活性,达到充分利用资源的目的。着重介绍了磷铝酸盐水泥的性质与研究的国内外背景,提出可以开发新磷铝酸盐水泥。     

玻璃纤维增强磷铝酸盐水泥的初步研究

初步研究了不同掺量的玻璃纤维对磷铝酸盐水泥（简称PALC）力学性能的影响。按照国际标准成型砂浆试样，并利用SEM、EDS等测试方法，对磷铝酸盐水泥中玻璃纤维的结构和形貌进行了研究。结果表明，磷铝酸盐水泥的抗折强度以及劈裂强度都随着纤维掺量的增加呈现增大的趋势，而抗压强度增大的趋势不是很明显。当玻璃纤维体积率在0．10％-0．15％范围内时，磷铝酸盐水泥3d抗折强度和劈裂强度分别达到了5．7MPa和4．77MPa，比同期的纯磷铝酸盐水泥分别提高了9．6％和近100％，起到了明显的抗裂和增韧作用。．     

掺磷铝酸盐水泥的矿渣硅酸盐水泥水化行为

主要研究了掺放磷铝酸盐特种水泥（PALC）后矿渣硅酸盐水泥（SC）的水化行为;通过混凝土实验,探讨了在磷铝酸盐水泥作用下混凝土的力学性能变化,掺磷铝酸盐水泥后的矿渣硅酸盐水泥28d胶砂抗压强度可提高8～14MPa,利用DSC,XRD,SEM,IR等分析手段,对该复合水泥水化浆体的结构、形貌进行研究,IR分析表明,复合水泥浆体水化产物相晶体结构的对称性较SC的高,由此可推测其稳定性增强,浆体耐久性好,SEM表明,水化浆体中的C-S-H凝胶交织成网络状,结构致密。     

苯丙乳液改性硫铝酸盐水泥的抗渗性能研究

以苯乙烯和丙烯酸丁酯为主要原料,合成了苯丙乳液,并将其与硫铝酸盐水泥复合,制备了聚合物硫铝酸盐水泥。采用孔结构分析和抗渗性能等测试手段,研究了乳化剂掺量、聚灰比对聚合物硫铝酸盐水泥耐久性的影响。结果表明:水泥砂浆中添加苯丙乳液后改善了其抗渗性。随着乳化剂掺量的增加,乳液聚合稳定性提高,乳液的平均粒径略有降低,一般保持在100~140 nm之间。乳化剂掺入量为3.0%时,乳液的最低成膜温度为25.4℃,成膜性能提高。在低聚灰比条件下,随乳液掺入量的增加水泥砂浆抗渗性存在最优值,渗水高度仅为10.3 mm,此时乳化剂掺量为3%、聚灰比为7.5%。     

硫铝酸盐,铁铝酸盐水泥的特性与应用

硫铝酸盐、铁铝酸盐水泥的问世,引起了建筑界工程技术人员的重视.近几年这两个系列的水泥生产规模不断增加、应用领域也不断扩大,该水泥的特异性能,确实给建筑施工创造了优异条件和明显的效益,该两个系列的水泥基本特性相同,都具有早强、高强、凝结时间短、微膨胀、干缩率低、抗冻、抗渗、耐腐蚀等优点,如何运用这些特性,是一个很关键的问题.一、凝结性各类硅酸盐水泥国家标准规定,初凝时间不得小于45分钟.终结不得大于12小时.而这两种水泥国家标准规定,初凝不得小于25分钟、终凝不得大于3小时.可见其凝结时间比普通水泥快得多,根据工厂多年来出厂水泥的凝结看:一般的初凝为30～40分钟,终凝为50～60分钟.     

P2O5含量对磷石膏硫铝酸盐水泥性能的影响

采用磷石膏配制硫铝酸盐水泥,掺入部分分析纯P205,研究P205,含量对磷石膏硫铝酸盐水泥性能的影响。结果表明：随着P205,含量的增加,硫铝酸盐水泥熟料的凝结时间延长,强度大幅下降。因此,在使用磷石膏配制硫铝酸盐水泥时,应对磷石膏中P205,含量进行限制,控制在1．5％以内。     

新型水硬性磷铝酸盐水泥的研究进展

水硬性磷铝酸盐水泥是我国原创的一种新型水硬性水泥,其熟料主要矿物组成为磷铝酸钙、铝酸一钙和磷酸三钙。其中,磷铝酸钙是以材料设计为指导思想,设计、制备的具有优越水化性能的新化合物。依据熟料中各组成矿物的水化性能特征,通过调整磷铝酸钙、铝酸一钙和磷酸三钙的相对含量,使其相互配合,可获得满足不同性能需求的磷铝酸盐水泥。在原料中掺杂金属氧化物,可促进熟料煅烧过程中矿相的生成以及提高熟料的水化硬化性能。磷铝酸盐水泥具有高强早强、长期强度稳定发展、硬化体积稳定、优良的抗氯离子渗透、抗硫酸盐侵蚀以及抗碳化性能等,是一种高性能、多功能胶凝材料,可适用于复杂服役环境下的多种工程。     

硫铝酸盐水泥混凝土抗氯离子侵蚀机理分析

采用欧洲BUILD492《非稳态氯离子迁移试验法》测定普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥混凝土的氯离子非稳态扩散系数,应用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜分析(SEM)以及孔结构分析分别对这种水泥水化产物和水泥石内部结构进行研究,并对其抗氯离子侵蚀性能及其抵抗机理进行了研究分析.结果表明:硫铝酸盐水泥是提高混凝土抗氯盐侵蚀...     

硫铝酸盐水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能

通过制配水泥胶砂试件进行硫酸盐侵蚀试验,研究了水灰比、养护龄期、侵蚀溶液浓度、侵蚀龄期等对硫铝酸盐水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的影响;并采用宏观观测和扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)微观观测方法,分析和揭示其抗硫酸盐侵蚀机理,并与高抗硫硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的抗硫酸盐侵蚀性能进行了对比。结果表明,硫铝酸盐水泥胶砂试件可以抵抗高浓度硫酸盐的侵蚀,且随着水灰比的降低、养护龄期的延长,其抗硫酸盐侵蚀能力会进一步得到提高;硫铝酸盐水泥混凝土较高的抗硫酸盐侵蚀能力,主要取决于混凝土的高密实度和化学侵蚀内因的减少。侵蚀发生在开口孔隙内,侵蚀产物是团簇状钙矾石(AFt),硫铝酸盐水泥具有显著高于高抗硫水泥抗硫酸盐侵蚀的能力。     

硫铝酸盐水泥凝结性能的研究

文章通过对不同细度、不同水灰比、不同外加剂情况下的水化实验,探讨了水泥细度、水灰比、外加剂等对硫铝酸盐水泥凝结性能的影响,从而为实际使用硫铝酸盐水泥提供了理论依据,同时也拓宽了硫铝酸盐水泥的使用范围。     

硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥水化动力学的研究

研究了石膏掺量为3.5%(以SO3计,质量分数,下同)、磷铝酸盐水泥熟料掺量为10%的硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥的力学性能和水化动力学,测定了该复合水泥在不同水化时间下的Ca2 和[SiO4]4-溶出浓度、相应的电导率及pH值.研究结果表明,磷铝酸盐水泥的掺入不仅可以提高硅酸盐水泥的水化硬化速率,而且能使硅酸盐水泥的早期以及后期强度有不同程度的提高.该复合水泥水化硬化浆体的Ca2 和[SiO4]4-的相对溶出浓度、电导率及pH值均较同龄期的硅酸盐水泥低,说明该复合水泥的水化产物较为稳定,不易溶解,而且碱性较低.硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥的水化历程与硅酸盐水泥相同,经历5个阶段,即初始期或预诱导期、诱导期、加速反应期、减速反应期和稳定期.加速反应期的水化主要由成核反应控制,而稳定期的水化主要由扩散过程控制.     

磷铝酸盐水泥浆体抗碳化性能的研究

应用定量X射线衍射(QXRD)和电子探针微区分析技术,从微观角度考察了磷铝酸盐水泥(phosphoaluminate cement,PALC)浆体的碳化程度.通过对浆体的Ca2+溶出浓度、离子电导、在设定条件下浸出溶液的pH值和孔结构分析,探索了浆体的抗碳化机理.将上述研究与相应的硅酸盐水泥(PC)和硫铝酸盐水泥(SALC)浆体试样进行了比较,结果表明:在CO2(质量分数)>90%、相对湿度为(50±2)%的情况下,经碳化后的PALC浆体强度相对稳定:碳化45d时其抗压强度损失率为4.5%,而SALC和PC浆体抗压强度损失率分别达到了13.4%和29.1%.PALC浆体的碳化系数α为0.030,PC和SALC浆体的α分别为0.092和0.118,后两者分别是前者的3.08及3.94倍.     

氮吸附法研究早期磷铝酸盐浆体的孔结构

以吸附-凝聚理论为基础,利用氮吸附法(BET)对早期磷铝酸盐水泥(PAC)浆体的孔结构进行了测试研究,通过不同水灰比、不同龄期硬化PAC浆体的等温吸附曲线及吸附回线的线型,分析了其氮吸附特点,并根据孔比表面积和孔分布等孔结构参数,对其早期微观结构进行了分析.     

阿利特-硫铝酸钡钙水泥砂浆抗渗性能研究

研究了矿渣、粉煤灰和沸石粉对阿利特-硫铝酸钡钙水泥砂浆抗渗性能和抗Cl-渗透性能的影响.采用XRD,SEM对28 d砂浆的水化产物物相组成和形貌进行了分析、观察;用压汞法对硬化砂浆的孔结构进行了分析.结果表明:在阿利特-硫铝酸钡钙水泥浆体中,掺和料的加入可以提高结构的致密性、抗渗性能和抗Cl-渗透性能,3种掺和料对砂浆抗渗透性能的作用效果为:矿渣>粉煤灰>沸石粉,对抗Cl-渗透性能的作用效果为:矿渣>沸石粉>粉煤灰.     

养护龄期对水泥混凝土性能和微观结构的影响

研究养护龄期对磷铝酸盐水泥混凝土抗压强度、表面透气和吸水性能影响,利用多种测定仪对混凝土水化产物物相组成、微观结构形貌、电性能和孔结构特性等进行了分析.此外,还分析了不同种类水泥早期水化特性,并解析了磷酸盐水泥具有早强和高强特性的缘由.结果表明:养护龄期对混凝土表观性能和微观结构影响较大,混凝土表观性能与微观结构之间存在密切联系;随着养护龄期延长,混凝土抗压强度不断增加,表面透气和吸水系数不断降低,其微观结构更加致密,孔的分形维数降低,这是由于生成的水化产物不断增多,减少了混凝土总孔隙含量造成的.磷铝酸盐水泥混凝土性能优于相同龄期的硅酸盐水泥混凝土,这是由于2种水泥属于不同体系,其水化生成物和反应机理不同.     

透水性混凝土强度-渗透性模型试验研究

高透水性是透水性混凝土的重要特征,现有的透水性混凝土渗透系数测试装置存在试件侧壁渗漏问题,为此提出了一种试件侧面防水涂抹+柔性夹层+套筒刚性壁的防侧漏复合结构,提高了渗透系数测试精度。透水性混凝土的透水性和强度是一对矛盾体,此消彼长,但目前对它们之间关系缺乏系统的研究。通过室内渗透性和强度试验研究了多种因素（如：水灰比、集灰比、孔隙率）对透水性混凝土的强度和透水性的影响,建立了强度孔隙率模型、渗透性孔隙率模型和强度渗透性模型。研究结果表明：透水性混凝土与普通混凝土不同,存在一个最佳水灰比,最佳水灰比对应的强度最大;强度和水灰比成开口向下的二次抛物线关系,而孔隙率和集灰比均与渗透系数成正相关关系;透水性混凝土强度和渗透性关系服从Lorentzian函数,强度随渗透性的增大而逐渐降低,降低速度先快后慢。在工程设计中应根据具体要求,确定最佳的强度和渗透性组合。     

黏附砂浆含量对再生混凝土抗氯离子侵蚀性能影响

针对再生粗骨料黏附砂浆含量高的特点,分析其含量变化与再生粗骨料性能的关系,研究全再生粗骨料混凝土在不同黏附砂浆含量下的抗氯离子侵蚀性能演化规律,界定再生粗骨料黏附砂浆含量的门槛值.研究发现:黏附砂浆含量对再生粗骨料和再生混凝土性能影响很大;随着黏附砂浆含量的增加,再生粗骨料吸水率、开口孔隙率和压碎值线性增大,表观密度线性减小,再生混凝土的3、7、28 d抗压强度出现不同程度的降低,孔隙率则逐渐增大;再生混凝土的氯离子扩散系数、自由氯离子含量和结合氯离子含量均随着黏附砂浆含量的增加而逐渐增大,且氯离子结合能力不断增强;再生混凝土氯离子扩散系数与再生粗骨料的黏附砂浆含量呈二次抛物线关系,在D级和E级氯盐环境下,能满足再生混凝土50 a抗氯离子侵入性指标的黏附砂浆含量最大值分别确定为35.03％和23.01％.     

聚合物排矸石水泥混凝土的力学性能研究

以水泥为胶结材的混凝土已成为用量最大、使用领域最广的建筑材料,并被誉为第一结构材料。但是,水泥混凝土本身造成的“脆性”和难以完全避免的“不密实性”,使它不能满足更多方面的使用要求,尤其不能满足在严酷环境中的使用。为了改善混凝土的脆性、不密实性,在混凝土中加入有机聚合物,从而形成聚合物水泥混凝土。试验中,在混凝土中加入硅粉以改善由于聚合物引起的抗压强度和密实度下降的问题。本文利用隧道排矸石作为混凝土的粗骨料,来配制聚合物水泥混凝土,具有显著的社会效益、经济效益与环境效益。