碱对钙矾石结晶及溶解性能的影响

主要通过C3A-CaSO4.2H2O,在不同碱性溶液中钙矾石的形成、晶体形貌变化以及制备得到的纯钙矾石在不同碱性溶液中的溶解来研究碱对钙矾石结晶、溶解性能的影响,并采用XRD、SEM以及ICP等分析方法进行表征.研究结果表明,碱对钙矾石的形成有促进作用,还会影响钙矾石晶体形貌.钙矾石在不同碱性溶液中具有不一致溶特性,OH-对钙矾石中A l(OH)4-、Ca2 和SO42-溶出能力具有抑制作用.     

不同硫酸盐环境下铝酸三钙的劣化过程及机制

主要研究了硫酸钠和硫酸镁溶液对铝酸三钙（C₃A）单矿浆体损伤的影响,使用外观、膨胀率、质量变化研究了浆体宏观性能的劣化,并进一步采用半定量X射线衍射分析（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析了浆体的侵蚀产物含量和微结构,最后采用光学显微镜原位研究了C₃A-CaSO₄体系下钙矾石的形成特征。研究结果表明：外部的硫酸根能够扩散进入水泥基材料与含铝相的水化产物发生反应形成钙矾石,针棒状钙矾石在有限的空间中不断形成,会导致试件膨胀并引起质量的增加。在硫酸钠溶液中浸泡120 h后浆体中钙矾石质量分数上升到20.12%,而硫酸镁溶液中浆体的钙矾石质量分数仅为6.87%。与硫酸钠溶液不同,镁离子的存在会与孔溶液中的氢氧根发生反应形成氢氧化镁附着在表层,抑制了外部硫酸根的侵入,同时该环境下氢氧根的消耗引起的较低pH有利于石膏的生长。     

室温环境固化下硫酸盐浓度对地质聚合物的性能影响

将室温环境固化下的地质聚合物试件浸泡在不同浓度的硫酸钠或硫酸镁溶液(1wt％、3wt％和5wt％)中,分析了不同硫酸盐浓度对地质聚合物试件表观形貌变化、质量损失、抗压强度与耐蚀系数的影响,通过X射线衍射和红外光谱对其侵蚀机理进行分析.结果 表明,硫酸盐溶液浓度的增加,会导致试件的质量损失率减小、抗压强度与耐蚀系数降低.由于硫酸盐中阳离子的不同,Mg2+对室温环境固化下的地质聚合物试件影响大于Na+影响.氢氧化钠模数的增大对硫酸钠溶液中试件的性能影响大于硫酸镁中试件的影响.XRD和FTIR分析的结果表明SOl-会使C-A-S-H发生脱钙反应,在硫酸镁溶液中Mg(OH)2的结晶也会加速试件的破坏.     

冻融循环下受硫酸镁侵蚀混凝土内腐蚀产物热分析研究

进行了冻融条件下硫酸镁侵蚀混凝土腐蚀试验.采用热分析技术,对侵蚀混凝土内腐蚀产物进行了辨别和定量分析.结果表明:冻融循环与硫酸镁侵蚀共同作用下,混凝土腐蚀产物主要是钙矾石和石膏;混凝土中钙矾石和石膏的含量表层比第二层多,在同一深度处,腐蚀产物的含量随着冻融循环次数的增加而增多,但达到一定的冻融循环次数,表层中钙矾石含量有所降低,且第二层中钙矾石含量大于第一层.     

碳硫硅钙石和钙矾石的稳定性

采用化学方法合成出纯的碳硫硅钙石和钙矾石,对比研究了二者的稳定性。结果显示:钙矾石比碳硫硅钙石更易受到碳酸钠破坏;碳硫硅钙石与氯化钡几乎不发生反应,钙矾石则较易被氯化钡破坏;在碳化条件下,钙矾石较易分解,碳硫硅钙石则几乎没变化。碳硫硅钙石在碳酸钠或氯化钡溶液中的稳定性、热分解稳定性和碳化稳定性均明显高于钙矾石,可能是由于碳硫硅钙石结构中离子键和氢键强度高于钙矾石。     

利用FT-IR研究硫酸盐侵蚀后混凝土表层的胀裂

为了研究由硫酸盐侵蚀而导致的混凝土里表不同部位侵蚀的变化特征,利用傅里叶变换红外光谱定性地研究了在10％硫酸钠溶液中浸泡4年的混凝土试件内部的侵蚀产物分布规律.研究表明:在该类侵蚀介质的作用下,混凝土内主要侵蚀产物为石膏和钙矾石;在界面过渡区和水泥石基体中,石膏的含量沿着混凝士厚度方向减少,钙矾石增加;在同一厚度下,界面过渡区中钙矾石和氢氧化钙的含量高于水泥石基体中钙矾石和氢氧化钙的含量.     

添加脱硫石膏和赤泥对复合水泥土性能的影响

为了综合利用脱硫石膏和赤泥这两种固废物,本文以二者为原料制备了复合水泥土,对其应力-应变关系和无侧限抗压强度随龄期、pH值及试验材料配比的变化规律进行研究.结果表明,复合水泥土应力-应变曲线呈软化型,且固废物的添加会使材料偏脆性发展;当固废物中碱性材料赤泥比例较大时,复合土强度随龄期增加而增大;而脱硫石膏比例较大时,复合土后期强度会有所减小.原因在于碱性环境有利于钙矾石的产生,同时碱性增大会降低土的塑限而使溶解的胶质析出,对试块内部产生胶结作用,进而提高抗压强度;此外,随着脱硫石膏和赤泥比例的变化,水泥土无侧限抗压强度值从1 MPa提高到8 MPa左右,说明两种固化物的添加有利于水泥土强度的提升.     

稻草纤维碱萃取物对碱式硫酸镁水泥性能的影响

主要研究了稻草纤维碱处理液对碱式硫酸镁水泥凝结时间、流动度和强度的影响,同时利用XRD对水泥水化产物的物相组成进行了分析.研究结果显示,稻草纤维中的萃取物对水泥浆体有缓凝作用,并使得水泥浆体的流动度降低,早期强度也较低.由于纤维萃取物阻止了水泥浆体中MgO水解生成[Mg(OH)(H2O)x]+,抑制了早期水化产物中5Mg(OH)2· MgSO4· 7H2O(5· 1· 7)相的形成,因而早期强度发展缓慢.与溶剂为水的碱式硫酸镁水泥相比,碱处理过程中NaOH溶液加速了水泥的正常凝结,降低了水泥浆体的流动性,并对强度的发展有抑制作用.NaOH与MgSO4反应生成Mg(OH)2,使得水泥浆体中Mg2+减少,Mg(OH)2含量增加,导致水泥强度有所降低.     

粉煤灰在高硫石煤提钒尾渣蒸压砖制备中的应用

石煤酸浸提钒尾渣是一种富含硫酸盐的硅铝材料,含硫高达16％.研究了以石煤酸浸提钒尾渣和熟石灰为主要原料制备蒸压砖,考察了添加粉煤灰对蒸压砖性能的影响,并采用XRD、DSC以及SEM形貌分析对其机理进行了探讨.结果表明:添加粉煤灰能很好的提高蒸压砖的抗压强度,添加量为25％时,砖坯强度达到GB11945-1999《蒸压灰砂砖》规定的MU15的要求;蒸压砖的主要矿物组成为CSH和钙矾石,以及部分托勃莫来石,硫酸盐以二水石膏的形式存在;粉煤灰在蒸压过程中提供活性的SiO2和Al2 O3,在增加水化产物的同时促使二水石膏向钙矾石的转变,减少样品中的石膏含量,增加砖坯的稳定性.     

碱渣-石膏-水泥联合固化粉土的力学特性及微观机理研究

本文通过采用无侧限抗压强度试验、扫描电镜、低场核磁共振试验方法,研究了龄期、碱渣、石膏等工业固废综合掺配作用下对水泥土强度的影响规律和固化机理。结果表明：单掺碱渣+水泥时,碱渣改良水泥土强度随水泥与碱渣掺量的增加而增加;单掺石膏+水泥时,石膏改良水泥土强度随着石膏掺量的增加先大幅上升,随后会有下降趋势,最优石膏掺量比为水泥∶石膏=10∶3。通过多组正交试验得到,水泥∶碱渣∶石膏=10∶5∶3时为最优复合配比。通过扫描电镜和低场核磁共振试验发现,碱渣提供的碱性环境使水化反应更为充分,而石膏会在固化土中形成了钙矾石以填充孔隙,使大孔隙比例明显下降,且中孔隙比例明显提高。