缓凝剂对补偿收缩胶凝体系水化放热的影响

采用等温量热法,研究了酒石酸和硼酸这2种缓凝剂对掺氧化钙型膨胀剂与氧化钙-硫铝酸钙复合型膨胀剂的水泥净浆的诱导期结束时间、主放热峰出现时间及其最大放热速率、不同时间累计放热量等方面的影响.结果表明:与掺膨胀剂水泥净浆相比,缓凝剂均明显推迟补偿收缩胶凝材料体系的诱导期结束时间和主放热峰出现时间,减少最大放热速率和24 h内累计水化热,72 h总水化热略低.对氧化钙型膨胀剂水泥体系,硼酸比酒石酸缓凝效果好.     

游离氧化钙对水泥浆体体积膨胀的影响机制

硬化水泥桨体由于水泥中游高氧化钙水化会导致体积膨胀。研究发现,浆体的体积膨胀除与ｆＣａＯ的含量和活性有关外,还与浆体的结构和性能密切ｆＣａＯ水化形成Ｃａ（ＯＨ）２时,不仅固相体积增加,而且空隙体积亦增加,而且空隙体积亦增加。ｆＣａＯ在浆体硬化结构形成之后水化,且其水化产物成堆聚集时才会导致浆体体积膨胀。     

大分子缓凝剂对建筑石膏水化进程的影响及缓凝机理

研究了大分子缓凝剂(骨胶)对建筑石膏水化进程、液相离子浓度与过饱和度及二水石膏晶体形貌的影响,结合X光电子能谱分析技术对其缓凝机理进行了分析.结果表明:骨胶能抑制建筑石膏早期水化,使其水化放热减缓,早期水化率降低,凝结时间延长;骨胶对二水石膏晶体形貌影响较小,但使二水石膏晶体尺度明显增大;骨胶与二水石膏晶核表面钙元素作用,在其表面形成化学吸附层,降低晶核表面能,抑制二水石膏晶核生长,使建筑石膏水化进程变缓.     

原材料对水工大坝混凝土自生体积变形的影响试验研究

自生体积变形是评价大坝混凝土抗裂性能的关键指标之一,但一直以来针对原材料对混凝土自生体积变形的影响缺乏系统全面的试验研究。本文选用三种水泥、四种粉煤灰、两种骨料、两种膨胀剂,采用原材料逐项替换的方式成型大坝全级配和湿筛二级配混凝土试件,测试其自生体积变形。试验结果表明,全级配混凝土的自生体积变形收缩量显著低于湿筛二级配混凝土;随着水泥中MgO含量的增大,混凝土自生体积变形收缩量减小;高钙、高碱粉煤灰混凝土的自生体积变形收缩率增大;相对于花岗岩骨料,灰岩骨料混凝土的自生体积变形收缩量更小;MgO类复合膨胀剂对大坝混凝土自生体积变形具有显著的调节改善作用,但在选用时还需要同时考虑膨胀剂对混凝土微观结构、长期力学性能、耐久性等各项性能的影响。     

MgO膨胀剂对超高性能混凝土收缩性能的影响

为明确MgO膨胀剂(MEA)对超高性能混凝土(UHPC)收缩性能及抗压强度的影响,本文通过抗压强度和自收缩试验来评估不同活性、不同掺量MEA对UHPC的作用效果,并对其作用机理进行分析。结果表明,不同活性的MEA均能有效抑制UHPC的收缩,其中高活性的MEA水化速率相对较大,对UHPC早期的自收缩抑制效果明显。然而,MEA与水泥之间“争水效应”的存在,使得掺加高活性MEA的UHPC的抗压强度较同龄期掺加低活性MEA的UHPC的抗压强度低6%左右。MEA的掺量是影响其减缩效果的重要因素,当MEA掺量超过6%(质量分数)时,受UHPC基体自由水含量的限制导致其膨胀性能不能充分激发,难以进一步提升MEA的膨胀性能。综合考虑MEA对UHPC的收缩性能与力学性能的影响,本文建议选用活性值为220 s、掺量为6%的低活性MEA。     

膨胀剂对大体积混凝土性能的影响研究

研究膨胀剂对大体积混凝土性能的影响。利用水泥、粉煤灰、不同类别的膨胀剂等材料,依照设定的配比要求制备大体积混凝土试件。在工程温度与标准温度2种氧化条件下,依照相应的方法进行长度变形、收缩应变、抗压强度等检测。结果显示：不同种类膨胀剂造成混凝土试件产生倒缩现象的时间具有显著差异,氧化钙类膨胀剂的时间更短;膨胀剂在不同水泥中产生的变形程度具有一定差异性;钙类膨胀剂能够有效抑制混凝土试件的收缩开裂问题,且添加量越高,开裂问题控制得越好;添加膨胀剂的混凝土试件抗压强度呈现不同程度的下降趋势;混凝土的收缩应变与膨胀剂和氧化时间均具有一定相关性。     

缓凝剂对脱硫建筑石膏性能的影响

本文分别研究了酒石酸、柠檬酸和石膏缓凝剂(SG-10)三种缓凝剂对脱硫建筑石膏初凝时间、终凝时间、抗压强度、抗折强度、水化率以及微观形貌等性能的影响,结果表明,柠檬酸的缓凝效果相对较好,但其对脱硫建筑石膏的强度影响最大;脱硫建筑石膏中掺加缓凝剂,在一定程度上,延缓了脱硫建筑石膏的水化时间,但并没有降低最终的水化率;缓凝剂的种类和掺加量对脱硫建筑石膏硬化浆体形貌影响显著.     

复合使用高效减水剂与缓凝剂对水泥水化历程的影响

用直接测温法及X射线衍射技术,系统研究了萘系、氨基磺酸盐系及聚羧酸盐系3种高效减水剂,三聚磷酸钠及糖钙2种缓凝剂及复合使用高效减水剂与缓凝剂对水泥水化热、水化温峰、温峰出现时间及不同水化龄期Ca(OH)2和钙矾石(ettringaite,AFt)生成量等方面的影响.结果表明:单掺高效减水剂使水化温峰升高,温峰出现时间延迟,水化热及温峰时的Ca(OH)2生成量增加.单掺缓凝剂使水化温峰降低,温峰出现时间大幅度延迟,水化热及温峰时的Ca(OH)2生成量明显减少.复合使用高效减水剂与缓凝剂时,由于协同效应,使高效减水剂的分散作用及缓凝剂的缓凝作用同时得到加强.与单掺缓凝剂相比,复掺后水泥水化温峰出现的时间进一步延迟,水化温峰进一步降低,水化热及水化温峰时Ca(OH)2生成量进一步减少;但是,外加剂对AFt生成量影响不大.     

氧化钙类膨胀剂表面改性的研究进展

从物理机械改性和化学包覆改性两个方面,详细总结了比表面积、颗粒级配、物理包覆、化学包覆改性和CO2气体碳化等方面对氧化钙类膨胀剂颗粒表面改性的研究成果。深入分析了氧化钙类膨胀剂颗粒表面改性方法和效果,提出有待解决的问题和对未来研究方向进行展望。     

不同缓凝剂对水泥超长缓凝作用与水化特性的影响

研究了羟基乙叉二膦酸(HP)、蔗糖(ZT)和葡萄糖酸钠(PN)3种缓凝剂对水泥净浆凝结时间和抗压强度的影响,并利用水化热测试、XRD、热重等手段分析对延缓水泥水化的影响机理.结果表明,随着3种缓凝剂掺量的增大,凝结时间逐渐延长,掺0.3％ 和0.4％ 的ZT出现不凝的现象,掺0.3％ 和0.4％ 的PN和HP均达超缓凝,7 d时无强度,14 d和21 d强度明显低于空白组(KB),但28 d强度接近空白组,到90 d则均高于空白组.HP的超缓凝作用使水泥的水化程度缓慢降低的效果最明显,其水化产物中的AFt略低于KB的,而AFm量极少,远低于KB的,CH以及包括C-S-H凝胶在内的非晶相接近KB的.与PN相比,HP对水泥的水化抑制效果较好,HP的水化产物AFt量略低于PN的,CH以及包括C-S-H凝胶在内的非晶相与PN接近.     

WJ-1型缓凝剂对水泥浆早期水化过程的影响

针对油井施工高温环境下水泥浆缓凝技术的需要,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、马来酸酐(MA)和丙烯酰胺(AM)为单体合成了三元共聚物W J-1型缓凝剂.经正交实验得最佳合成条件:单体质量比AMPS:MA:AM =21:9:8、反应温度90℃、反应时间5h、∞(引发剂)=4％(占所有单体质量比).高温高压(120℃、73.9MPa)稠化时间表明其具有良好的缓凝性能.用低场核磁对比研究了纯水泥浆G和掺加缓凝剂的水泥浆GR的横向弛豫时间在不同时间点的T2值分布情况和T2总信号量随水化时间的变化.结果表明:在初始水化阶段的150min内,对比弛豫峰的变化发现,水泥浆GR的弛豫峰峰形和峰顶位置均无明显变化,水泥浆G的弛豫峰峰形变窄且峰顶位置向短弛豫方向偏移;随水化时间的进行,T2总信号量不断减小,反映了浆体中自由水转变为化学结合水的过程.     

温度和湿度对氧化镁膨胀剂膨胀性能的影响

为研究温度和湿度对氧化镁膨胀剂膨胀性能的影响,探讨氧化镁膨胀剂敏感性影响因素的作用机理,开展了养护温度(20℃、40℃、60℃、80℃)和养护湿度(RH100％、RH95％、RH60％、绝湿)对掺氧化镁膨胀剂的净浆、砂浆膨胀特性以及微观结构的影响研究.结果 表明:养护温度越高、养护湿度越大,氧化镁膨胀剂的膨胀效能发挥越大;氧化镁膨胀剂对20 ～ 40℃温度范围不敏感,对40 ～ 80℃的温度范围十分敏感;氧化镁膨胀剂对高湿度环境(RH≥95％)不敏感,对低湿度环境(RH≤60％)较为敏感;氧化镁膨胀剂自身膨胀效能及水化反应动力学参数的差异是造成温度和湿度敏感性差异的主要原因.     

改性磷石膏球作缓凝剂对水泥性能的影响

研究了工业化生产的改性磷石膏球对水泥标准稠度用水量、凝结时间、胶砂流动度、胶砂强度及水泥与减水剂相容性的影响,并与原状磷石膏和天然石膏进行对比,结合X-射线衍射、综合热分析等微观测试,分析了改性磷石膏球对水泥水化产物相、水化程度的影响.结果表明:采用改性磷石膏球配制的水泥,其初凝、终凝时间与掺配原状磷石膏水泥相比分别缩短217 min、227 min,1d、3d强度显著高于原状磷石膏配制的水泥,28d强度高于天然石膏配制的水泥,且标准稠度用水量、胶砂流动度、与减水剂的相容性等指标优于天然石膏配制的水泥.改性磷石膏球对水泥早期水化无不良延缓作用,且能提高水泥后期水化程度.综合对比上述三种石膏对水泥性能影响的各项指标,认为改性磷石膏球可以完全替代天然石膏作水泥缓凝剂.     

水胶比对氧化镁膨胀剂的水化程度及膨胀性能的影响

观察了不同水胶比内掺氧化镁膨胀剂补偿收缩砂浆在不同养护制度下(水中养护与密封养护)的自由膨胀率,并结合浆体孔隙率以及显微形貌观察,分析了在较长龄期中不同水胶比条件下的氧化镁膨胀剂的补偿收缩特性。采用XRD-Rietveld法测定不同水胶比条件下氧化镁膨胀剂的反应程度。结果表明:氧化镁膨胀剂发挥作用的最适宜水胶比为0.4,过高或过低都会降低补偿收缩砂浆的膨胀效果。密封条件会使其膨胀效应更早停止。低水胶比使浆体中缺水,因而MgO水化程度较低,同时使浆体结构致密,进而降低补偿收缩砂浆的膨胀量。高水胶比使得浆体内水分供给充足,MgO较快反应完全,进而使得补偿收缩砂浆的膨胀停止较早。     

废砖粉改性MgO膨胀剂及其对砂浆性能的影响

采用白云岩和废砖粉为原料,研究了煅烧制度对废砖粉改性MgO膨胀剂的影响(方镁石和贝利特为主要煅烧产物,故简称PB),并测定了PB对砂浆变形和强度的影响.结果表明,在950～1050℃内,煅烧制度对PB中MgO含量无明显影响,提高煅烧温度或延长保温时间均有助于降低PB的f-CaO和石英含量,增加β-C2 S含量.掺PB砂浆试件的膨胀率随PB掺量的增加而增大,随着养护龄期的延长而增大.延长PB的保温时间或提高煅烧温度均使掺PB砂浆60 d之前的膨胀减缓.掺PB砂浆试件的抗压强度随PB掺量的增大而降低,随着养护龄期的延长,抗压强度降低百分数趋于减小.掺20％PB砂浆试件的28 d抗压强度降低百分数均小于10％;掺950℃煅烧1 h制备的PB砂浆试件在60 d之前具有最大的膨胀率并且抗压强度降低百分数最小.     

硫铝酸钙膨胀剂与氧化镁膨胀剂对丁苯乳液改性砂浆性能的影响

本文研究了温度为20 ℃,相对湿度为90%(RH90%)和60%(RH60%)时,硫铝酸钙膨胀剂(CSA)与氧化镁膨胀剂(MEA)对丁苯乳液改性砂浆的工作性能、力学性能与收缩性能的影响。结果表明,丁苯乳液改性砂浆的流动度随着2种膨胀剂掺量的增加均先增大后降低。在RH90%与RH60%下,CSA掺量分别为水泥质量的6%与10%时,砂浆的抗折与抗压强度最高。2种相对湿度下,CSA都可有效降低砂浆干燥收缩;RH90%下掺8%MEA可提升砂浆抗折与抗压强度,亦可有效补偿砂浆后期干燥收缩;RH60%下掺8%MEA会降低砂浆抗折与抗压强度,且无法有效补偿砂浆的干燥收缩。     

三聚磷酸钠对建筑石膏水化进程的影响及缓凝机理研究

系统研究了三聚磷酸钠对建筑石膏水化进程、液相离子浓度与过饱和度及二水石膏晶体形貌的影响,结合X光电子能谱分析技术对其缓凝机理进行了分析.结果表明:三聚磷酸钠使建筑石膏水化放热变缓,早期水化率降低,诱导期延长;三聚磷酸钠使液相离子浓度和过饱和度降低,二水石膏晶体粗化,晶型由针状转化为短柱状;三聚磷酸钠使二水石膏晶核表面钙元素2p电子结合能发生1.267eV化学位移,它与二水石膏表面的钙元素作用,在其表面形成化学吸附层,阻碍二水石膏晶核生长;三聚磷酸钠形成磷酸钙难溶盐覆盖在建筑石膏表面抑制其溶解和三聚磷酸钠在二水石膏晶核表面形成化学吸附层阻碍其生长是三聚磷酸钠缓凝的内在原因.     

静态膨胀剂体积增长率的实验研究

研究了无约束状态下静态膨胀剂反应前后体积增长率随时间变化的规律。采用密度测量法,研究了不同水灰比条件下静态膨胀剂的体积膨胀率和温度在24 h内发生的变化。结果表明：水灰比越大,反应速度越快;反应开始和结束的时间随着水灰比的增大而提前,反应温度最高可达到152℃;在达到最高温度后将持续此温度7～9 h,等反应结束后再降至室温;反应过程中,体积膨胀率随着水灰比的增大而降低。静态膨胀剂反应后的体积能够达到原体积的2.2倍,但考虑到流动性要求,选择水灰比在0.25～0.35之间最合适。