水泥材料研究动向

环境负荷小的高性能低钙水泥和水泥代用材料的研究越来越热,有机高聚物和水泥的复合使用是水泥砼行业减耗,增效和改性的必要手段,国际标准的采用把各国水泥的研究、生产和贸易联在一起。中国水泥研究应不忘自身特点和自主产权。     

甲酸钙对硫铝酸盐水泥早期水化过程的影响

利用维卡仪、水化放热速率、XRD、TG-DSC和SEM等测试手段,研究了甲酸钙(Ca(HCOO)2)对硫铝酸盐水泥凝结时间、水化历程和水化产物及微观形貌的影响。结果表明,Ca(HCOO)2可明显促进硫铝酸盐水泥的凝结,并缩短初凝和终凝时间间隔;显著缩短了硫铝酸盐水泥的水化诱导期,且使水化加速期提前,使第一水化热峰值提高32%,但对水化稳定期的水化放热速率无明显影响;Ca(HCOO)2可以提高硫铝酸盐水泥水化环境的碱度,在早期提高了水化产物钙矾石(AFt)的结晶度,水化早期生成的水化产物结构致密,但并不改变水化稳定期的水化产物和微观形貌。     

含钡硫铝酸盐水泥的水化动力学与热力学研究

采用XRD和等温微量热法测试计算含钡硫铝酸盐水泥的水化动力学和热力学过程。结果表明,含钡硫铝酸盐水泥的水化过程主要受扩散过程控制,水化速率变化模式与铝酸钙、硅酸盐水泥类似。水化过程分为加速期、减速期和衰减期:在加速期,水化反应受成核反应控制,属自催化反应;从减速期开始,水化物在颗粒表面形成水化物薄膜,水化反应阻力加大,速率减缓;进入衰减期,水化反应完全受扩散过程控制。     

粉煤灰基地聚物水泥的改性及其对Pb(Ⅱ)吸附的研究

为了解决过多向自然界排放含有重金属的废物,造成生态环境破坏问题,根据地聚物水泥具有很好的吸附性能及在处理含有铅废物方面特殊作用,本实验中添加天然沸石对粉煤灰基地聚物水泥改性,通过XRD证明有结晶的沸石相P型沸石结晶和方沸石出现,并用静态吸附试验证明改性后吸附能力增强,探讨了地聚物水泥水化产物粉体对铅的吸附性能及其主要影响因素。     

矿渣水泥水化产物平衡体系的研究

通过分析硅酸盐水泥熟料矿物组成、水化特性,矿渣的化学组成和水化过程,研究了普通矿渣水泥、碱矿渣水泥水化产物平衡体系的稳定性,并根据矿渣水泥系统水化产物稳定存在的条件,研制了适用于高掺量矿渣水泥的复合外加剂。     

水泥水化过程计算机模拟研究——CEMHYD3D系统分析与模拟实现

分析了水泥水化过程计算机模拟这一领域最有代表性的模拟系统--CEMHYD3D的建模过程,以CCRL Cement 133水泥为例,对不同水灰比条件下的水泥水化过程进行了实际模拟计算,对水化热、水化程度、水化过程中主要反应物和产物的变化情况进行了预测.研究表明,CEMHYD3D的模拟结果与实验所揭示的规律一致性较好,尤其是该软件在物相成分变化规律方面的预测对于水化机理的研究很有意义.     

硅酸盐水泥与铝酸盐水泥的性能对比分析

对硅酸盐水泥和铝酸盐水泥的组成、性能指标和水化机理进行了分析,对比二者性能差异对其应用范围进行了区别。     

煤系高岭土制备土聚水泥的正交优化设计

以煤系高岭石为原料,经粉磨、煅烧活化后加入碱性激发剂,在常温常压条件下制备出了具有早强、高强性能的土聚水泥.正交优化设计了高岭土的煅烧温度和保温时间、Na2O·nSiO2溶液的掺量和模数等对土聚水泥抗压强度的影响.研究表明:煤系高岭土经850℃煅烧、保温2h,所得的处于无定型状态的偏高岭土经模数为1.2、掺量为9%Na2O·nSiO2溶液的激发,可制备出4h抗压强度达87.5MPa,7d强度达137.6MPa的新型胶凝材料.     

6-乙烯基-1,1-双二茂铁基丁烷的聚合反应及其聚合产物的研究

本文通过单体6-乙烯基-1,1-双二茂铁基丁烷的自由基聚合反应和阳离子聚合反应得到了不同的聚合产物,并利用红外,核磁,XPS,差热热重等方法对其进行了表征和性能鉴定。通过多次自由基聚合反应确定,当反应时间为8小时,反应温度为80℃,AIBN和单体的质量比为0.1时反应效果最佳。     

液／固与气／固ZN催化烯烃聚合反应的研究

本文综述了研制多功能ZN催化剂用于乙烯、丙烯、1-丁烯、苯乙烯、1,4-丁二烯进行液相均聚反应和二元、三元共聚反应,以及对制得的产物的结构和性能进行表征。研究了采用ZN多功能催化剂进行气相乙烯均聚和乙烯、1-丁烯共聚反应,并对上述液相聚合反应和气相聚合反应规律、聚合反应动力学进行了详细的研究和比较。     

氯氧镁水泥胶凝材料的研究进展

氯氧镁水泥是由轻烧菱镁石粉和氯化镁水溶液按一定比例混合而成的一种新型镁质气硬性胶凝材料。它有很多优于普通硅酸盐水泥的性能,但其耐水性差等缺点也很突出。为了使氯氧镁水泥得到更好的应用,总结和分析了氯氧镁水泥的研究进展,包括水化行为、水化产物组成和结构、耐水性以及生产应用方面。指出了氯氧镁水泥在当前的发展过程中存在的不足和问题,以期为后续氯氧镁水泥的进一步研究提供参考。     

抑制铝酸盐水泥水化产物相转变的研究进展

铝酸盐水泥以其快硬早强、耐高温和能在低温下硬化等优良特性,在冶金、建材、石油和电力等行业得到广泛应用,然而铝酸盐水泥在服役过程中存在的相转变问题却一直制约其在建筑工程中的进一步发展。从铝酸盐水泥水化产物相转变的本因着手,分别从调整铝酸盐水泥矿相晶型、外掺辅助胶凝材料和功能性调节组分等方面阐述了抑制铝酸盐水泥水化产物相转变的研究进展。在此基础上,提出了下一步有待深入研究的问题。     

碱式硫酸镁水泥耐酸腐蚀性能研究

为了研究碱式硫酸镁水泥耐酸腐蚀性能,将不同配比的水泥试样分别在柠檬酸溶液及水中浸泡不同龄期,再进行质量变化测定及抗折强度和抗压强度试验。采用XRD与SEM技术分析不同配比水泥试样浸泡于两种溶液后的物相组成和显微形貌。结果表明,掺入的矿渣和粉煤灰对碱式硫酸镁水泥具有良好的密实填充作用,降低了水泥的孔隙率,有效阻止了侵蚀介质的进入,其耐酸腐蚀性能与未掺矿渣和粉煤灰的碱式硫酸镁水泥相比有明显提升,其中,掺矿渣的碱式硫酸镁水泥耐酸腐蚀性能更优。     

复合调凝组分对硫铝酸盐水泥性能的影响及机理

为了有效控制硫铝酸盐水泥(SAC)的凝结时间,研究了硼砂、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠单掺和复掺对硫铝酸盐水泥凝结时间和流动性能的影响。结果表明:葡萄糖酸钠与柠檬酸钠以一定质量比复合后可以有效控制水泥浆体的凝结时间,并很好地改善其工作性能和早期强度,而且葡萄糖酸钠与柠檬酸钠复合质量比为5∶1时对硫铝酸盐水泥的缓凝效果最好。水化早期浆体的XRD和SEM分析结果表明,复合调凝组分的加入减缓了钙矾石的生成,并且使得水化产物中CSH凝结的生成数量增多,从而有效抑制了硫铝酸盐水泥的水化速度,并改善了其工作性能。     

普通硅酸盐-硫铝酸盐复合胶凝体系水化性能和机理研究

对普通硅酸盐(P·O)-硫铝酸盐(R·SAC)复合胶凝体系的凝结时间、胶砂强度进行了分析,利用等温量热仪、综合热分析仪(TG-DSC)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等从水化速率及水化产物微观形貌等方面分析了复合胶凝体系的水化机理。结果表明:当R·SAC掺量约为10%时,复合胶凝体系的凝结时间相比P·O明显缩短,早期强度提高幅度较大,同时也能获得较大幅度的后期强度增长,力学性能较纯组分水泥性能优越。复合胶凝体系的早期水化速率和放热量高于单组分水泥。随着R·SAC的掺入,复合胶凝体系的水化产物中钙矾石(AFt)增多,Ca(OH)₂晶体减少,且AFt的生成量越多,越有利于早期强度的发展,当R·SAC掺量超过30%时,Ca(OH)₂消失。     

复合无机水合盐对磷酸镁水泥水化及性能的影响

将三种无机水合盐Na_2B_4O_7·10H_2O、Na_2SO_4·10H_2O和Ca(NO_3)_2·4H_2O按照最优比例(质量比为1.5∶7∶1.5)复掺得到复合无机水合盐FH,比较了单掺硼砂的磷酸钾镁水泥(MKPC)NB10与不同FH掺量下MKPC(FH-MKPC)的工作性能、绝热温升及抗压强度。利用XRD、TG-DSC及SEM等微观分析手段,结合水化放热速率曲线研究了FH对MKPC早期水化历程的影响。结果表明:FH延缓了MKPC的水化,使得水化温升曲线出现诱导期和两个温度峰,水化放热速率和水化温峰值降低。FH的掺入(8%)大幅延长了MKPC的凝结时间,增强了MKPC的施工可操作性。FH掺量越多,MKPC凝结时间不断延长,流动度提高,早期强度降低。FH掺量为8%的FH-MKPC初凝时间达到25.20min,较NB10延长了90.76%,同时水化产物的早期生成量和热稳定性更高,7h、1d和3d抗压强度略高于NB10。为保证MKPC符合施工需要又满足强度要求,FH的最佳掺量为8%。     

掺农作物秸秆水泥浆体的水化与硬化性能

将稻秆、麦秆、棉花杆、稻壳4种秸秆在20℃水中浸泡24h,测定了浸出液中糖类含量、掺浸出液水泥净浆的力学性能、凝结时间、水化热,掺水泥质量分数为5%各种秸秆水泥胶砂试样的力学性能,用TG-DSC、XRD、SEM方法研究了各种浸出液对水泥净浆水化程度的影响。结果表明各种浸出液对水泥水化和硬化均有显著的抑制作用,其作用顺序为:麦秆>稻草>棉杆>稻壳,同未掺秸秆的试样相比,掺5%秸秆(占水泥质量的百分数)水泥砂浆试样28 d的抗压强度分别下降了49.5%(掺稻壳试样),51.3%(掺棉杆试样),74.7%(掺稻草试样)和76.8%(掺麦秆试样),分析指出,掺加秸秆会显著降低水泥力学强度的原因一方面是秸秆浸出液对水泥水化硬化有显著的抑制作用,另一方面是由于秸秆密度小,导致水泥硬化浆体中起力学强度作用的组分显著减少。     

烧页岩在复合水泥中的应用

利用烧页岩与硅酸盐水泥熟料复合制备复合水泥,检测复合水泥的物理性能,通过正交试验和分析得到最佳原料配比,探讨该复合水泥的水化机理。结果表明,在合适的配比条件下,烧页岩与矿渣、粉煤灰复掺的复合硅酸盐水泥的安定性、凝结时间及其抗折、抗压性能均满足P.C 42.5#水泥的生产要求。     

水泥粒径分布与水化速度间的关系研究

为了研究水泥颗粒粒径分布与水泥水化速度之间的关系,根据文献提供的水泥粒径分布与水化度的试验数据,拟合建立了连续粒径分布水泥颗粒的水化速度公式。用该公式计算已知不同粒径分布的水泥浆体的水化速度,通过水泥水化过裤中的热重分析,得出不同龄期的水泥石的水化度试验值。结果表明:计算值与试验值对比基本吻合。