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。     

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。     

高性能硫铝酸盐-硅酸盐复合胶凝体系的制备及性能研究

根据实验配比,制备了硫铝酸盐-硅酸盐复合胶凝体系,通过XRD、SEM、TG-DTG和力学性能分析等对复合胶凝体系进行了表征,探究了不同硫铝酸盐掺量下复合胶凝体系的物相结构、显微形貌、热性能和力学性能.结果表明,硫铝酸盐-硅酸盐复合胶凝体系中主要检测到Ca(OH)2、Mulite、钙矾石(AFT)、水硫铝钙石(Ku-ze...     

硫铝酸盐水泥和丁苯乳液对水泥基修补材料性能的影响

将硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥复合,并引入丁苯乳液作为聚合物改性剂制备高性能修补材料,研究硫铝酸盐水泥和丁苯乳液对修补材料的强度、凝结时间和黏度的影响和作用机制。结果表明:硫铝酸盐水泥明显提高复合水泥的早期强度,缩短初凝和终凝时间,增大黏度;适量丁苯乳液能在复合水泥浆体中形成网状结构,提高力学强度;丁苯乳液中的羧基能够减小熟料矿物铝酸钙、硅酸三钙和硅酸二钙的水化速率,复合水泥净浆的初凝和终凝时间均明显延长,黏度减小。     

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。     

微组分对磷铝酸盐水泥耐水性的影响初探

以净浆力学强度及Ca”和[A1O4]^5-离子溶出浓度为耐水性评价指标，研究了微组分石膏对磷铝酸盐水泥（phosphoaluminate cement，PALC）的影响，并通过S电位、XRD和孔结构等技术分析了其耐水性机理。结果表明：在浸水过程中，掺石膏和未掺石膏的磷铝酸盐水泥硬化浆体的力学性能均在不断提高，Ca^2＋和[AIO4]^5-的溶出浓度不断减小。相比较而言，掺石膏的磷铝酸盐水泥试样在浸水早期的力学性能和离子溶出浓度较未掺的变化不大，但在长期浸水的过程中，前者力学性能明显高于后者，而Ca^2＋和EAIO4]^5-溶出浓度却显著下降，这表明在磷铝酸盐水泥中掺入石膏，对其早期耐水性影响不大，但对长期耐水性的提高是十分有利的。     

普通硅酸盐-硫铝酸盐水泥复合凝胶体系的制备及性能研究

根据设计配比,制备了普通硅酸盐-硫铝酸盐水泥复合凝胶体系.通过改变普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥的质量比、水胶比和减水剂用量等参数,采用净浆流动度、凝胶时间、结石率、抗压强度和竖向膨胀率等实验,探究了普通硅酸盐-硫铝酸盐水泥复合凝胶体系的性能影响因素.结果表明,当硫铝酸盐水泥的用量为70％(质量分数)、水胶比为0.5、减...     

硫铝酸盐水泥基胶凝材料的改性研究

根据结晶诱导、超细粉体、化学激发等效应,通过抗压强度测试、XRD、热重、SEM等分析手段对大掺量粉煤灰的硫铝酸盐水泥进行了研究。实验结果表明,引入增强组分M后,试块2h、3,7,28d最高抗压强度分别提高了140%,116%,80%和60%;钙矾石及铝胶生成量增多,体系变的更致密,2h就能达很高强度;M的引入,可能使钙矾石初始结晶度变差;随养护龄期的延长,钙矾石结晶度逐渐变好,M促使粉煤灰参与后续水化反应,使粉煤灰颗粒被水化物紧密包裹,体系变得更致密,试块后期强度变大。     

砒砂岩对硅酸盐和硫铝酸盐水泥性能的影响

为了研究砒砂岩对硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥物理性能的影响,采用单因素多水平梯度实验,通过不同砒砂岩掺量的对比,测定硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥的凝结时间、标准稠度用水量和胶砂强度等性能。结果表明:砒砂岩对硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥皆有促凝作用,当砒砂岩掺量质量分数为5%时硅酸盐水泥的初凝时间会缩短30%,硫铝酸盐水泥初凝时间缩短47%,硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥的标准稠度用水量分别增加6.6%和21.7%;砒砂岩掺量质量分数为10%时,硅酸盐水泥的3 d和28 d的强度分别增加7.2%和6%,对其力学性能有较大影响;掺入砒砂岩后,硫铝酸盐水泥强度降低,且随掺量增加,抗压强度降幅增大。     

硫铝酸盐复合水泥体系水化特征研究

通过正交试验研究了硫铝酸盐复合水泥中不同掺量的普通硅酸盐水泥、石膏、硅灰及粉煤灰对其强度、自收缩以及水化热的影响。结果表明:普通硅酸盐水泥及石膏的掺入显著改变了硫铝酸盐复合水泥水化进程,硅灰及粉煤灰是影响后期强度的主要因素;自收缩试验结果表明普通硅酸盐水泥和石膏是影响硫铝酸盐复合水泥水化早期自收缩的主要因素;水化热测试结果表明粉煤灰和普通硅酸盐水泥在水化前6 h起到显著作用,粉煤灰降低了水化放热,而普通硅酸盐水泥增加水化放热;硅灰及石膏对6~24 h水化放热影响显著。结合XRD及SEM测试结果,表明普通硅酸盐水泥和石膏的存在加速了硫铝酸盐复合水泥水化早期钙矾石生成,随着石膏浓度的下降,发生转晶(AFm),随着后期硫铝酸盐水泥中β-C₂S的水化以及硅灰、粉煤灰的火山灰反应产生C-S-H凝胶,使得体系致密化。     

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%。     

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。     

预分解磷石膏制备贝利特-硫铝酸盐水泥

研究磷石膏在低温还原-高温氧化气氛下的分解特性,并将分解后的磷石膏作为钙源代替石灰石制备贝利特-硫铝酸盐水泥。结果表明:在碳硫比(C/S)为2,CO_2-950℃-1h/空气-1 200℃-1h的分段煅烧条件下,磷石膏分解率可达87.69%,且SO_2在900~1 200℃内集中释放。将分解率为87.69%的磷石膏代替部分石灰石烧制贝利特-硫铝酸盐水泥熟料,其主要矿相有C4A3珔S、C2S和C4AF,及少量C2AS,水泥净浆3d抗压强度为41.4 MPa。每生产1t贝利特-硫铝酸盐水泥熟料可消纳约0.98t磷石膏,减少石灰石用量近50%。     

工业废渣在硫铝酸盐水泥生产中的应用现状

硫铝酸盐水泥具有高早强、低碱度、耐侵蚀等特性,与传统硅酸盐水泥相比具有显著的低碳优势。本文对目前利用含铝、含硫废渣代替天然材料制备硫铝酸盐水泥熟料的矿物形成、水泥性能等作了归纳总结。结果表明,利用这些工业废渣制备硫铝酸盐水泥具有一定可行性,不仅可以降低水泥生产成本,而且有利于水泥的低碳生产。同时也指出,在水泥中引入硫硅酸钙矿物,可以促进废渣利用和水泥性能提高,对于新型低碳水泥的开发具有重要的现实意义。     

硫铝酸盐水泥增强陶瓷模具石膏性能研究

研究了硫铝酸盐水泥(SAC)对陶瓷模具石膏凝结时间、抗折强度、溶蚀率、吸水率的影响,并采用SEMEDS及MIP测试技术对SAC作用机理进行分析。结果表明:SAC对石膏具有促凝作用;SAC增强效果非常显著,随着SAC掺量增加模具石膏抗折强度呈抛物线变化,最佳掺量为8%。SAC显著改善了石膏抵抗泥浆电解质溶蚀的性能。而吸水率则随着SAC掺量增加有小幅度降低。因此,为满足模具石膏综合性能,SAC最佳掺量为8%。此时硫铝酸盐水泥与石膏共同水化生成的针棒状DH与细针状AFt相互搭接交织生长形成网状结构,AH3凝胶及C-SH凝胶则紧密填充于网络结构晶隙间,进一步增加硬化体稳定性及密实性,改变硬化体孔径结构使孔径细化,降低其孔隙率,显著提高模具石膏强度、耐水性及耐溶蚀性。     

缓凝剂硼砂对磷酸镁水泥水化硬化特性的影响

为了探讨缓凝剂硼砂(B)对磷酸镁水泥(MPC)的作用机理,测试和分析了不同掺量硼砂(B)的磷酸镁水泥(MPC)浆体的凝结时间、pH值、体系温度以及硬化体的强度和微观结构。结果表明:硼砂在一定掺量范围内对磷酸镁水泥(MPC)浆体有较明显的吸热降温促进作用和调节pH值作用,两种作用均可减慢浆体的水化反应速度且进一步影响硬化体的微观结构形貌和强度。由此推论硼砂在磷酸镁水泥(MPC)浆体中,除在MgO表面形成保护膜外,还通过降低体系温度和调节浆体pH值进而减慢水化反应速度来延缓浆体的凝结,随着硼砂(B)掺量的变化,不同因素起主导作用。