水泥基材料水化过程的交流阻抗研究

用交流阻抗谱方法对水泥净浆、砂浆和普通混凝土的水化过程机理进行了研究,从不同龄期的交流阻抗谱的特征出发,对水泥基材料的水化过程进行了分期,并按照水化过程中水泥基材料与水的结合形式对水化进行了分类,对净浆在水化初期和早期的负电容现象从结构上进行了解释。     

硬化水泥浆体碳化的交流阻抗研究

硬化水泥浆体组分在长期使用过程中所发生的碳化可在交流阻抗谱中得到反映。根据交流阻抗谱的类型和特征可了解其碳化程度和特征。     

水泥基材料活性评估的交流阻抗方法

混凝土中的水泥基材料的活性直接影响混凝土的强度,因此是工厂生产时必须控制的主要技术指标。本文提出交流阻抗方法来测定其活性,比传统的28天强度法快速和简单易行。文中对交流阻抗谱测定水泥基材料的原理及操作作了简单介绍,并举了应用实例。     

硬化水泥浆体孔结构的交流阻抗研究

提出了应用交流阻抗谱来研究硬化水泥浆体孔结构的实验方法及其理论依据，通过交流阻抗等电路中常相角元件的指数与分形几何间的联系，推出硬化水泥浆体孔结构的特征可用分形维数来表示，得到了结果与用压汞法和BET吸附法的结果相一致。     

氯氧镁水泥交流阻抗研究

制备不同配合比的氯氧镁水泥试件,采用压力机测试不同龄期试件的力学性能,用恒电位仪分析试件不同龄期的电性能,同时通过扫描电镜分析其微观结构。结果表明:养护1 d试件的交流阻抗谱不呈现Randles状,养护7 d才呈Randles状,这和硅酸盐水泥有所差别,不同配合比的氯氧镁水泥试件的交流阻抗谱也有较大的差异,随着n(MgO)/n(MgC12)的增大,试件的阻抗值逐渐增大,微观结构变的致密,力学性能也变好。试件的力学性能和微观结构与其交流阻抗谱有一定的相关性。     

水泥水化过程的电化学研究(Ⅱ)--硬化水泥浆体在直流极化下的交流阻抗谱

应用在直流极化下的交流阻抗谱方法测定了水泥水化过程的复平面图,在此基础上计算了各电路参数和水化过程的动力学常数．通过电路参数随水化时间的变化对水化机理进行了探讨．     

水泥浆体／碎石界面性能的交流阻抗研究

提出了用交流阻抗谱方法来研究水泥浆体／碎石界面的性能。通过比较交流阻抗谱的三个参数来确定水混浆体／碎石界面效应的大小。     

早龄期碳化养护下水泥基材料的阻抗谱特征

利用交流阻抗技术对早龄期碳化养护下不同水灰比、砂灰比和试件尺寸的水泥基材料进行研究,建立优化的等效电路模型并获得相应电学参数,对比分析早龄期碳化养护下水泥基材料的质量增加率和交流阻抗谱变化.结果表明：试件质量增加率随水灰比增大而增大,随砂灰比降低而增大,净浆组的质量增加率均值为11.29%,为砂浆组的2～3倍;试件尺寸越大,质量增加率越大;在碳化养护条件下水泥基材料交流阻抗谱高频区圆弧直径呈增大趋势,低频区直线斜率呈减小趋势;建立了试件质量增加率与阻抗谱参数之间的关系模型,采用电荷传递电阻Rct2预测碳化养护下水泥基材料的CO2吸收量,早龄期碳化养护下水泥基材料的交流阻抗谱研究有助于建立相应的无损监测技术.     

MDF材料的介电性能湿敏性研究

通过测定不同相对湿度下样品的介电频谱，研究了ＭＤＦ材料介电极化和损耗机制与环境湿度的关系，探讨了不同湿度下材料内高价离子的迁移性及其对介电性能的影响．结果表明：ＭＤＦ材料在低相对湿度下的损耗由载流子屏蔽跳跃引起，在高相对湿度下，由水溶性的聚合物和界面区水化产物构成的亲水介质形成了离子扩散和迁移的快速通道，导致材料介电性能的显著劣化．     

Marsh筒法与流变仪法评价高效减水剂对新拌水泥浆体流变性能的影响

采用Marsh筒法与流变仪法研究了掺萘系高效减水剂(FDN-5R)和掺聚羧酸高效减水剂(3350C)的新拌水泥浆体的Marsh时间和流变性能,并对其相关性做了初步探讨.结果表明,高效减水剂的掺入可以明显减少新拌水泥浆中的絮凝结构,极大的降低屈服应力和表观粘度.回滞圈面积由大到小的顺序为:空白样＞掺萘系试样＞掺聚羧酸系试样,特别是掺有聚羧酸系的试样,由于空间位阻效应,上升阶段与下降阶段的曲线几乎重合,回滞圈面积趋于零.随着高效减水剂掺量的增加,剪切应力、表观粘度、触变性均减小.Marsh时间与流变仪测定的粘度基本成线性关系.     

微生物水泥净浆的自修复性能研究

研究了微生物矿化对水泥基材料的自修复作用,试验测定了微生物水泥净浆的裂缝自愈合、抗压强度、吸水率、孔结构等性能,并采用X射线衍射对矿化产物进行成分分析。结果表明微生物的掺入使普通硅酸盐水泥净浆和硫铝酸盐水泥净浆的抗压强度增加,吸水率下降;试件裂缝处自愈合形成了一条连续、饱满的灰白色矿物填充带。矿化生成的方解石型碳酸钙和菱镁矿型碳酸镁沉淀填充于试件内部缺陷、裂缝,使水泥净浆的总孔隙率及其增长率下降微细孔隙比例增加促进了材料的自修复,改善了其孔结构。     

SJP注浆浆液水化进程与流变特性研究

针对陡倾宽缝、松散架空等复杂地层灌浆,普通水泥浆存在"灌不住"、"顺缝跑"等问题,研制开发的SJP水泥基灌浆材料具有初始流动度大、可灌性好,接近可泵期时表现为黏度突增、流动度突降的流变特性。SJP浆材是水泥基浆材掺加改性纤维、硅钙早强剂与稳定剂配制而成,助剂加量为2%~2.5%。掺入水泥浆中的助剂首先在水泥颗粒表面形成溶剂膜,起到调节水泥水化离子与助剂硅钙阳离子浓度变化的作用,实现水化加速期控制成核的速度,最后掺入的稳定剂可以调整水泥水化衰减期的成核和扩散,调节水泥浆的流动时间。SJP浆材由于水化速度快,流动时间可控,水化产物凝结胶连紧密,结石体后期强度较普通水泥浆平均提高15%~25%,解决了水泥基速凝浆材早期强度高后期强度低的问题,得到了较大范围的推广应用。     

稻秆对水泥浆体性能的影响

通过成型压力20MPa,保压时间30 s制备秸秆水泥试样,研究了秸秆掺量和尺寸对试样物理力学性能、吸声系数和导热系数的影响,并且研究了SD-800乳液成膜改性稻秆对试样性能的影响.结果表明:随着稻秆掺量或尺寸的增大,均引起稻秆水泥净浆试块体积密度降低,抗压强度降低,吸声系数提高,导热系数降低,掺成膜稻秆(占水泥质量10...     

麦秸与硬化水泥浆体的适应性研究

采用不同方法对麦秸进行了改性处理,研究了改性前后麦秸的力学性能和表面结构特征,并就改性前后麦秸与硬化水泥浆体的相容性进行了对比分析。结果表明:经质量分数为5%的NaOH溶液浸泡麦秸秸秆12 h后,麦秸的酯类和糖类杂质溶出率为36.85%,麦秸的极限拉伸强度和断裂伸长率分别提高了104.81%和78.57%,且麦秸与硬化水泥浆体界面黏结得到改善。     

汞压法对水泥浆和掺合料水泥浆孔隙分析

硬化后混凝土材料具有细观、微观多孔隙特征,即使配制良好的高性能混凝土,也含有微孔隙和微裂纹。混凝土内部孔隙率及孔径分布对混凝土材料的性质有重要影响,如强度、变形、容重、导热性、吸水性、抗渗性及耐久性等;而矿物掺合料可改变混凝土内部孔隙的分布,从而影响混凝土的性能;因此,对混凝土材料内部孔隙的研究也是混凝土微观研究的一个重要方面。     

碳系导电材料对水泥净浆导电性能及微观机理的影响

研究了石墨、炭黑替代碳纤维对水泥净浆电阻率的影响,并通过SEM对其导电机理进行了微观分析.结果表明,石墨、炭黑分别替代10％、25％、40％、50％和60％的碳纤维时,水泥净浆的电阻率呈现波浪式变化,石墨最优替代比例约为40％,炭黑的最优替代比例为25％～40％;碳纤维掺量为1.0％时,碳纤维在水泥基材料中相互搭接形成良好的导电网络;石墨、炭黑适量替代碳纤维,可改善水泥净浆的导电性能,且碳系导电材料自身没有发生变化.     

Effects of mineral admixtures on the thermal expansion properties of hardened cement paste

Concrete is a heterogeneous composite material with multiple components that have different thermal expansion properties. Internal stresses are generated if the concrete is rapidly heated or cooled, causing cracking in the micro- or macro-scale. If the coefficient of thermal expansion (CTE) of hardened cement pastes (HCP) is adapted, the thermal stress caused by the mismatch of thermal expansion properties of the components can be mitigated. The effects of the commonly used mineral admixtures (fly ash, ground granulated blast furnace slag and silica fume) on the thermal expansion properties of HCP are investigated. The thermal dilation rates (TDR) of HCP in which Portland cement is partially replaced with mineral admixtures are tested with a dilatometer and the CTE are derived. Replacing Portland cement with mineral admixtures is found to lower the CTE of HCP, which is beneficial for mitigating the thermal mismatch between the HCP and the aggregates. The extent of this lowering effect increases with the increasing replacement proportions of mineral admixtures in the pastes. Through quantitative determination of the porosity and the amount of portlandite in the paste and microscopic observations, it is revealed that the effects of the mineral admixtures are mainly due to the change of the porosity and the amounts of hydration products in the pastes.     

纳米硅粉对水泥硬化浆体的改性研究

与普通硅粉相比,纳米硅粉具有更加优异的火山灰活性,在水泥基材料改性研究中,掺加性能优异的纳米硅粉成为一种新的探索.分析了普通硅粉和纳米硅粉的颗粒细度、晶体结构及火山灰活性,通过掺加纳米硅粉的水泥硬化浆体强度性能试验研究,结合试验测试和理论分析,探讨了纳米硅粉在水泥硬化浆体中的作用机理,为纳米硅粉应用于高性能水泥基材料的研究奠定理论和试验基础.     

减水剂、糖对水泥净浆、砂浆性能的影响

研究了萘系减水剂、糖对不同水泥的适应性。研究了同一掺量的减水剂与不同糖复合时,糖对净浆流动度、砂浆强度的影响。研究表明:掺入不同的糖,水泥净浆流动度有不同程度的提高,并有效降低了水泥净浆的流动度损失;掺入适宜的糖能提高砂浆28 d的强度。该项研究为今后的实际工程应用提供了可靠的技术依据。