纳米二氧化硅对硅酸盐水泥水化硬化的影响

利用微量热分析、X射线衍射、差热分析、扫描电镜和氮气吸附等手段研究了纳米SiO2对硅酸盐水泥水化硬化的影响.结果表明:纳米SiO2掺量为5%(质量分数)时,其高火山灰反应能大量吸收Ca(OH)2,进而促进水泥水化,提高水化开始时的放热速率,并改善水泥浆体的微观结构,使得水泥石更加均一密实.同时,纳米SiO2的掺入使得标准稠度需水量急剧上升,凝结时间缩短,促进水泥石的中后期强度增长.     

纳米CaCO3对硅酸盐水泥水化特性的影响

为研究纳米CaCO3对硅酸盐水泥水化特性的影响,利用微量热仪法测试了不同掺量纳米CaCO3对硅酸盐水泥水化放热影响,利用差示扫描热分析-热重(DSC-TG)法分析了其水化产物中Ca(OH)2含量与结合水量,并研究不同掺量纳米CaCO3对水泥基材料力学性能的影响.结果表明,在本试验条件下,纳米CaCO3的掺入促进了水泥的水化放热速率,水化放热亦随之增加;随着纳米CaCO3掺量增大,硅酸盐水泥水化生成的Ca(OH)2含量与化学结合水量皆增加;掺入纳米CaCO3水泥基材料的抗折和抗压强度提高,掺量为1.5％(质量分数)时对水泥基材料的力学性能提高最为显著.研究结果显示纳米CaCO3加速了硅酸盐水泥的水化.     

纳米SiO_2和ZrO_2共同作用硅酸盐水泥水化机理

利用XRD和SEM表征了纳米S iO2和ZrO2对硅酸盐水泥砂浆改性后的试样。研究发现,在固定水灰比为0.5时,复掺2%纳米S iO2和0.25%ZrO2共同发挥纳米诱导水化作用,生成更多的C—S—H凝胶并向着针柱状形貌生长,细化了Ca(OH)2,使其镶嵌在C—S—H凝胶和钙钒石中,使得C—S—H与凝胶与钙矾石紧密交织,减少水泥石中总孔隙率,水泥石的结构更加细化密实,使抗压强度明显高于同龄期标准试样。     

纳米SiO_2对水泥粉煤灰胶凝材料早期水化硬化的影响

利用纳米SiO_2对水泥-粉煤灰体系早期水化硬化促进作用,可以显著弥补大掺量粉煤灰体系凝结时间长、早期强度较低的缺陷。结果表明,掺有占胶凝材料质量5%的纳米SiO_2的水泥-粉煤灰净浆(粉煤灰取代率为40%)凝结时间与水泥净浆相当。纳米SiO_2可显著提高水泥-粉煤灰砂浆早期(3-7d)强度,且粉煤灰取代率越高,增强作用越明显,5%纳米SiO_2掺量可提高40%和60%粉煤灰取代率砂浆7d强度达到50%和68%。拌合物中纳米SiO_2促进了水泥水化硬化过程,密实了水泥石结构。结果表明,纳米SiO_2的掺入有利于大掺量粉煤灰、绿色混凝土的开发和利用。     

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。     

纳米SiO2-x水泥基复合材料的水化行为

探讨了纳米SiO2-x对水泥水化的影响。结果表明：纳米SiO2-x加快了水泥早期水化的放热速率，提前了水化诱导期、加速期和减速期，缩短了水泥的凝结时间；纳米SiO2-x复合水泥试样的早期累计水化放热量要低于硅灰试样；此外，纳为SiO2-x大大增加了水泥浆体标准稠度需水量。     

多组分水泥基材料的水化放热行为

研究了复掺粉煤灰、矿渣、硅灰的多组分水泥基材料的水化放热行为。研究结果表明,与纯P·O42.5水泥水化放热行为不同的是,多组分水泥基水化体系的诱导期延长,加速期和减速期的出现推迟,并且明显降低各水化阶段的水化放热速率,第2放热峰的出现发生了明显的推迟;温度为303K时,多组分体系的第2放热峰可细化成2个小峰,分别对应于熟料和掺合料的水化;323K下由于温度作用,矿物掺合料和水泥熟料的水化速率差距减小,第2放热峰基本没有明显分化现象;矿物掺合料的种类和掺量对多组分体系水化放热行为有较大影响,尤其是掺加硅灰时,早期水化速率明显增加。     

硅酸盐水泥水化热的研究及其进展

硅酸盐水泥水化硬化过程中会释放大量的水化热,由此而产生的温度应力是导致混凝土出现裂缝的一个主要原因,对大体积混凝土的影响更为显著。因此,水泥混凝土水化热的研究长期以来受到国内外水泥和混凝土科学家及建筑工程界的重视。本文在总结前人关于水泥水化热研究方面提出的一些理论计算公式的基础上,综合分析了影响水泥水化热的因素,介绍了国内外关于水泥水化放热模型的最新研究进展以及水泥生产中降低水化热的技术措施。     

煅烧硬石膏对硅酸盐水泥水化过程的影响

研究了不同温度煅烧的硬石膏对硅酸盐水泥水化过程的影响。用热导式微热量仪测定了它们的水化反应速度；用ＸＲＤ测定了它们的水化产物，结合ＳＥＭ分析，发现经４００℃以上攻的硬石膏对硅酸盐水泥的水化有明显的促进作用，并指出水化产物的迅速以致形成密实的水泥石结构是增强硅酸盐水泥的根本原因。     

碱对硅酸盐水泥水化硬化性能的影响

系统地研究了以碱含量不同、存在形式各异的熟料所制水泥的水化液相成分、水化程度、水化产物和硬化浆体微观结构,揭示了碱对硅酸盐水泥水化硬化性能影响的机理。水泥水化时,熟料中的碱迅速溶入水化液相,使液相中[OH-]升高、[Ca~(2+)]降低。由此促进水泥早期水化,并阻滞了后期水化的发展。所以,高碱水泥凝结快,1～3d硬化浆体的孔隙少、强度高;7～28d硬化浆体的孔隙多、强度低。     

Effect of silica fume and fly ash on heat of hydration of Portland cement

Results of calorimeter tests on Portland cement-silica fume-fly ash mixtures are presented. Data indicate that silica fume accelerates cement hydration at high water/cementitious ratios and retards hydration at low water/cementitious ratios. On the other hand, fly ash retards cement hydration more significantly at high water/cementitious ratios. When silica fume and fly ash are added together with cement, the reactivity of the silica fume is hampered and the hydration of the cementitious system is significantly retarded.     

石膏对改性硅酸盐水泥性能的影响

将磷铝酸盐水泥熟料掺入硅酸盐水泥中改性后,运用XRD和SEM等测试技术,研究了石膏对改性硅酸盐水泥性能的影响.结果表明,石膏的掺入可以改善改性硅酸盐水泥的力学性能和抗冻性;在石膏掺量为3.5%时,改性硅酸盐水泥水化速度最快,硬化浆体的结构最致密,强度最高,抗冻性最好.     

Working mechanism of calcium nitrate as an accelerator for Portland cement hydration

Precast concrete, cold weather concreting, and the emerging technique of concrete additive manufacturing are applications in which the acceleration of cement hydration plays a critical role. To allow precise control of early cement hydration in these applications, a thorough understanding of the working mechanisms of cement hydration accelerators is required. This study contributes to the understanding of the mechanism by which calcium nitrate (Ca(NO₃)₂) influences early cement hydration. The influence of Ca(NO₃)₂ on the hydration of an ordinary Portland cement has been followed by isothermal calorimetry, in situ X-ray diffraction (XRD), quantitative XRD, compressive strength testing, and the analysis of the pore solution composition. Further, the initial pore solution, the initial phase composition, and the phase composition in the fully hydrated cement have been estimated by thermodynamic calculations to corroborate the experimentally obtained results. The results indicate that Ca(NO₃)₂, especially at the highest analyzed dosage of 5 wt.%, enhances the formation of ettringite and a nitrate-containing AFm phase. Furthermore, Ca(NO₃)₂ accelerates alite hydration. Besides the increased Ca concentration in solution, it has been found that a reduction of the Al concentration in the initial pore solution by Ca(NO₃)₂ possibly contributes to the accelerating effect of Ca(NO₃)₂ on alite hydration.     

溶解热法测定水泥水化热的探讨

针对测定水泥水化热的溶解热法,通过引入"烧失量",并在温度控制、破型时间、温度计晃动和水化热计算方面提高水泥水化热的测定准确性。试验结果表明:(1)称取三份试样进行灼烧试验,成功的概率更大;(2)烧失量的引入既保证了称样的速度,又实现了试验的精度;(3)利用基准法,单筒溶解热测定仪或双筒溶解热测定仪中的一个筒来测定是可行的。     

粉磨方式对硅酸盐水泥颗粒和早期水化行为的影响

采用同一批熟料,通过辊压机终粉磨、辊压机—球磨机联合粉磨和实验室球磨三种粉磨方式粉磨。试验发现,在细度相同时,不同粉磨方式制成的水泥颗粒特性具有较大的差异。水泥颗粒形状、形貌对水泥的早期水化行为(如:标准稠度、凝结时间、流动度和水化热)影响较大,但1d的水化总放热量却相差不大。     

低热硅酸盐水泥性能评价

通过对比试验，证明低热硅酸盐水泥(HBC)的工作性、力学性能和耐久性等均优于纯硅酸盐水泥(PC)，完全能够满足高性能砼的三大技术要求，是制备高性能砼、大体积砼、蒸养砼制品、高温施工砼及有特殊抗化学侵蚀要求砼的理想胶凝材料。     

掺石灰石粉水泥的水化过程及微观结构

用微量热仪测定了含石灰石粉水泥浆体的水化放热。用扫描电镜观察了掺石灰石粉水泥硬化浆体的微观结构。试验结果表明:一定细度的石灰石粉可加速水泥的水化,掺石灰石粉水泥的水化放热量低于不掺石灰石粉水泥的水化放热量。水泥硬化浆体中沿着石灰石粉片状方解石晶体的边缘容易形成平整断面。     

醇胺类助磨剂对硅酸盐水泥水化及胶砂强度影响的研究

研究了C和D两种醇胺类助磨剂对硅酸盐水泥水化过程及胶砂强度的影响。化学结合水、水化热分析、综合热分析及XRD结果表明,C加快了水泥3d水化放热和28d水化速度及水化放热,促进了铁铝酸盐矿物的水化;D加快了水泥3d水化速度和水化放热：C、D复合加快了水泥3d和28d的水化,且复合作用优于两者的叠加效应。胶砂强度结果表明,C对水泥28d胶砂抗压强度提高幅度显著;D的加入有利于提高水泥3d胶砂抗压强度;C和D复合对28d抗压强度的增幅远高于两者的叠加效应。     

铝酸盐水泥熟料对粉煤灰硅酸盐水泥性能的影响

以铝酸盐水泥熟料、硅酸盐水泥熟料和粉煤灰为原料,探讨了掺加少量铝酸盐水泥熟料对硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥复合体系水化、凝结和硬化性能的影响。结果表明,在硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥中掺加铝酸盐水泥熟料,可以明显缩短水泥的初、终凝时间,但复合体系的需水量增加;掺加少量铝酸盐水泥熟料(≤3%)可明显提高硅酸盐水泥的早期强度,但后期强度(28d)有所降低;当铝酸盐水泥熟料的掺量达5%时,水泥的各龄期强度均明显降低。少量铝酸盐水泥熟料掺加到粉煤灰硅酸盐水泥中,复合体系的各龄期强度都明显提高,且早期强度的提高幅度较大。