自燃煤矸石水泥水化及强度发展的研究

本文应用X射线分析和扫描电子显微镜技术研究了在常温和蒸汽养护条件下自燃煤矸石水泥水化和强度发展。该研究为自燃煤矸石水泥的应用提供了实验和理论依据。     

钢渣水泥性能与水化机理的研究

研究了钢渣水泥的抗硫酸盐侵蚀性，耐磨性，抗碳化性能以及抗干缩变形能力，各项性能指标均达到或超过纯硅酸盐水泥。采用ＸＲＤ，ＳＥＭ，ＤＴＡ，ＩＭＰ等测试手段研究了钢渣水泥的水化产物，孔结构，对其水化机理进行了分析讨论。     

掺矿粉水泥的水化机理研究

研究利用在硅酸盐水泥中掺加矿粉来提高水泥的抗折强度,降低脆性,并通过ＴＧ－ＤＴＡ、Ｘ－衍射及ＳＥＭ等微观分析方法对掺矿粉水泥的水化机理进行研究,结果表明,矿粉的掺入不权可以提高水泥的水化程度,增加水泥石的密实度,同时也可以降低水泥石的脆性。     

煤矸石-水泥二元胶凝材料水化动力学研究

为揭示煤矸石对水泥水化过程的影响,采用等温量热仪研究了煅烧煤矸石-水泥复合胶凝体系的水化动力学。煤矸石-水泥二元胶凝材料水化放热规律与纯水泥基本一致;复合盐(CaCl2—K2SO4,CaCO3—K2SO4)能够促进煤矸石-水泥胶凝材料的水化,缩短煤矸石-水泥胶凝材料的水化诱导期,提高煤矸石-水泥的水化放热量;从加速期水化反应速率常数和水化放热量来看,氯盐-硫酸盐比碳酸盐-硫酸盐对煤矸石-水泥二元胶凝材料激发效果更好。     

氯氧镁水泥水化机理与水化动力学研究

本文时按５·１·８和３·１·８摩尔比配制的Ｍｇ（ＯＨ）２［及ＭｇＯ］与ＭｇＣＩｌ２水溶液反应的水化动力学作了较为详细的讨论。通过测定系统中固相结合氯离子的含量作为水化动力学的指标─—水化程度，同时测定水化后试件强度，结果表明，固相结合氯离子的含量与强度发展有较好的相关性。水化程度实质上反映了氯氧镁水泥的结构形成过程．通过Ｘ－ｒａｙ快速分析水化反应，追踪５·１·８相（特征峰值０．７５６ｎｍ）、Ｍｇ（ＯＨ）２晶相（特征峰值０．４７７ｎｍ）和ＭｇＯ晶相（特征峰值０．２１１ｎｍ）的变化，阐明了氯氧镁水泥水化反应初期，在结构形成过程中存在着一个凝胶阶段，随后水化相在凝胶表面析晶，并联接凝胶形成结晶结构网，凝胶的主要组成是Ｍｇ２＋、Ｃｌ－、ＯＨ－并以５·１·８相形成存在。     

热-机械复合活化煤矸石掺量对普通硅酸盐水泥水化产物的影响

为了解决热-机械复合活化煤矸石掺量对普通硅酸盐水泥水化产物的影响问题,采用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),能量色散谱(EDS)和微机控制抗压折一体机,对掺有热-机械复合活化煤矸石水泥的抗压强度、水化过程、水化产物的微观结构、化学组成、形貌特征和水化产物水化硅酸钙C—S—H凝胶的钙硅比进行了研究。结果表明：活化煤矸石的掺入不仅参与了水泥水化反应,水化生成更多低n(Ca)/n(Si)的C—S—H,而且活化煤矸石中的活性物质将高硫型水化硫铝酸钙AFt转化成单硫型水化硫铝酸钙AFm,使得孔结构得到了优化,但是活化煤矸石的掺量不宜大于30%,过多活化煤矸石的掺量使CH含量减少,导致水泥试块91 d龄期的抗压强度明显降低。     

改性高铝水泥水化,硬化机理研究

运用 Ｘ 射线衍射分析,原子吸收光谱等测试手段, 结合宏观试验结果,对改性高铝水泥水化硬化机理与改性原理进行了分析研究。     

水泥基多元复合体系水化历程及耐久性研究

通过对硅铝质胶凝材料+水泥体系的水化产物和微观结构特征分析,研究多元体系叠加与互补效应对高性能复合材料工作性能及耐久性能的影响。结果表明:矿渣在水化释放OH-过程及粉煤灰水化消耗OH-过程有效加速了整体的早期水化进程,从而消除潜在不稳因素使其后期性能保持稳定。多元体系协同效应能够在工业废弃物大掺量前提下促进其水泥制品的耐久性能的有效改进。     

基于煅烧煤矸石的复合水泥碳化研究

以煅烧煤矸石为主要混合材料,辅以石灰石和石膏,配制了熟料含量分别为50%和60%的2种复合水泥,研究了加速碳化对复合水泥胶砂结构和性能影响。实验结果表明：煅烧煤矸石中偏高岭土含量较低,其与熟料水化产物、石灰石的协同水化效应发挥不足,后期力学性能增幅较小;2种复合水泥抗碳化能力较弱,熟料含量50%的复合水泥制备的胶砂加速碳化14 d即接近完全碳化;加速碳化条件下,复合水泥胶砂力学性能增长明显。加速碳化后,复合水泥胶砂孔径粗化、大孔相对体积增加且孔径分布范围增宽,总孔容和总孔隙率降低。碳化产物碳酸钙结晶长大且堆积或镶嵌于C-S-H凝胶中,同时碳化反应生成的硅胶填充了砂与水泥浆体的界面空隙,界面密实度增加。     

由水化反应的活性中心探讨波特兰水泥的水化机理

本文采用程序升湿脱附(TPD)技术研究C3S、β-C2S、C3A和C4AF表面上的水化反应。水在四种单矿物表面上有两种吸附态——分子卷和离子态．也即，这些单矿物对水有两类活性中心．对C3S，在分子态的活性中心上可能生成C-S-H．在离子态的活性中心上可能生成C-H．在C3A、C3S、C4AF和β-CS上的相对活性中心数分别为：100，97．7，69．9和2．2，同时得到了脱附活化能．     

煅烧猛渣取代水泥胶结料水化机理

本文借助Ｘ射线衍射、差热分析等试验手段，分析了煅烧锰渣取代水胶结料的水水化产物，剖析了其强度形成和稳定发展的机理。     

矿渣高钙灰复合水泥的水化程度研究

根据水化热、化学收缩、CH生成量和强度等实验结果，分析了由30％矿渣＋25％改性高钙灰＋45％52．5PⅡ水泥制备的42．5矿渣高钙灰复合水泥在不同龄期的水化程度。与普通硅酸盐水泥相比，由于高掺量的矿渣及改性高钙灰大幅度减少了熟料量，同时其火山灰反应消耗熟料的水化产物CH，水化产物组成和结构改变，水化热显著降低，早期化学收缩降低而后期化学收缩基本一致，不同龄期的CH生成量均显著降低，7d和28d的龄期强度接近，该复合水泥能够有效控制集中放热期的水化程度和优化水化产物组成，有利于改善耐久性。降低水胶比减少水化热、化学收缩和CH生成量，使水化度降低，但有利于水泥石结构的优化。     

活化煤矸石-矿渣作复合硅酸盐水泥混合材的试验研究

本文对活化煤矸石及矿渣作为复合硅酸盐水泥混合材进行试验研究。通过正交试验寻找煤矸石热活化的最优条件,优化设计活化煤矸石-矿渣作混合材制备复合硅酸盐水泥,探索不同配比混合材、石膏对复合硅酸盐水泥性能影响。结果表明:煤矸石最佳热活化条件为煅烧温度700℃、保温时间1 h、物料粒度0.08 mm;以活化煤矸石为主的混合材掺量为40%,能够制备出强度等级达到32.5的复合硅酸盐水泥。     

超快硬磷酸盐修补水泥水化硬化机理的研究

通过测定磷酸镁水泥的水化热和水泥净浆不同龄期的磷酸根离子浓度的变化，探讨了磷酸镁水泥水化硬化机理，并借助XRD、SEM等手段磷酸镁水泥硬化体的微观结构进行了分析。     

高温煅烧石膏硅酸盐水泥早期水化产物的研究

利用DTA、XRD、IR、化学结合水和Ca（OH）2生成量测定等方法,研究了煅烧石膏、二水石膏对硅酸盐水泥早期水化过程的影响。结果表明：在水化龄期相同时,掺煅烧石膏水泥浆体中水化产物同掺二水石膏相比,Ca（OH）2生成量大;在一天前无AFt生成;结合水量在一天前前者高于后者,而一天后则相反。指出了煅烧石膏提高水泥强度的机理在于：由于煅烧石膏的溶解速度较低,在水泥水化初期（1d前）,存在于水泥中的铝酸盐相不能形成AFt,从而减缓了AFt对水泥水化的延缓作用,加速了整个熟料矿物相的水化,提高了水泥的强度。     

超硫酸盐水泥的水化产物及孔结构特性

采用抗压强度试验、X射线衍射分析、电镜扫描及压汞仪法等测试技术,测试和分析了超硫酸盐水泥在不同龄期的强度、水化产物及孔结构,并将其与普通硅酸盐水泥、矿渣水泥对比,探讨超硫酸盐水泥的水化机理.研究结果表明,超硫酸盐水泥早期强度较低,但后期强度发展快,28 d强度高于42.5普硅水泥;超硫酸盐水泥的主要水化产物为水化硅酸钙、钙矾石及少量石膏晶体,未见普硅水泥及矿渣水泥的主要水化产物氢氧化钙;90 d时,超硫酸盐水泥硬化浆体的阈值孔径、最可几孔径、中孔孔径及平均孔径均小于普硅水泥和矿渣水泥,具有更小的孔隙率和更高的密实度,有效地促进了超硫酸盐水泥后期强度的增长.     

复合浆体中粉煤灰和水泥水化反应程度的测定

采用盐酸选择溶解法测定粉煤灰的水化程度,再结合水化热法计算复合浆体中水泥的水化程度。试样结果表明,在水化早期粉煤灰仅作为惰性材料填充于复合浆体的孔隙中。随着粉煤灰掺量的增大,水泥的水化程度越高,单位体积中水化产物的总体数量仍为减少。