多元复合超早强水泥基材料的性能研究

研究了不同掺量石灰石粉和普通硅酸盐水泥对硫铝酸盐水泥凝结时间和力学性能的影响,采用水化热测试对水化进程进行了分析,同时,采用DTG对水化产物进行了综合热分析。结果表明：石灰石粉的掺入,缩短了终凝时间,降低了抗压强度;普通硅酸盐水泥的掺入,提高了硫铝酸盐水泥的水化速率,促进了C-S-H凝胶和AFt的生成;随着普通硅酸盐水泥掺量的增加,胶砂的早期强度逐渐降低,后期强度逐渐提高,当普通硅酸盐水泥掺量为40%时,5 h抗压强度最高,为35.9 MPa,当普通硅酸盐水泥掺量为80%时,28 d抗压强度最高,为94.5 MPa。     

碳酸钠和铝酸盐水泥复合制备速凝剂的研究

为配制速凝、早强、28 d抗压强度比大且碱含量低的速凝剂,开展了碳酸钠和铝酸盐水泥复合对硅酸盐水泥性能的影响。结果表明,1%碳酸钠与3%铝酸盐水泥复合,可以将硅酸盐水泥的初、终凝时间分别控制在5、10 min以内,且1 d抗压强度达10MPa、28 d抗压强度比达90%。XRD、DTA-TG和SEM测试分析表明,碳酸钠和铝酸盐水泥复合,促进了硅酸盐水泥的早期水化,尤其是促进钙矾石的生成,从而使其早期硬化结构更加致密。     

普硅水泥和低碱度硫铝酸盐水泥复合体系性能的研究

研究了在不同普通硅酸盐水泥掺量下,硫铝酸盐水泥基复合胶凝材料的流动度,凝结时间和水泥砂浆强度性能的影响。研究结果表明:普通硅酸盐水泥掺量小于50%时,普硅水泥-低碱度硫铝酸盐水泥混合体系的凝结时间和流动度随着普硅水泥掺量的增加而减小。随普通硅酸盐水泥掺量的增加,复合水泥砂浆的强度先减小后增大,当掺量为40%时水泥砂浆的强度达到了最大值。利用XRD和SEM微观测试手段对硫铝酸盐水泥基复合胶凝材料的水化产物和水化机理进行了分析和讨论。     

石膏掺量对硅酸盐和硫铝酸盐水泥复合体系性能的影响

硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复合后水泥的矿物组成变得多而复杂,这种复合体系水泥的水化硬化过程是一个多元复杂体系的多种矿物的水化硬化过程。将硫铝酸盐水泥熟料、硅酸盐水泥、无水石膏以合适的比例混合,通过试验和分析,制得早期强度相近、28d强度接近或超过纯硫铝酸盐水泥的复合胶凝体系,得出石膏的最佳掺量。     

低温环境下碳酸锂对硫铝酸盐水泥水化和性能的影响

主要研究了在0、4、8、12℃养护温度下碳酸锂对硫铝酸盐水泥水化和性能的影响。结果表明,低温养护环境下,掺入少量的碳酸锂可以明显缩短硫铝酸盐水泥的凝结时间,当碳酸锂掺量大于0.10%时,硫铝酸盐水泥凝结时间基本上不再变化,0、4、8、12℃养护环境下,掺0.10%碳酸锂的硫铝酸盐水泥初、终凝时间分别为90、150 min,57、74 min,43、57 min,23、38 min。碳酸锂可以促进硫铝酸盐水泥中硫铝酸钙矿物在低温下的早期水化,从而提高低温养护下硫铝酸盐水泥净浆的12 h、1 d和3 d抗压强度,但对硫铝酸钙28 d的水化程度无影响,而且当碳酸锂掺量较高时,低温下养护的硫铝酸盐水泥净浆7 d和28 d抗压强度会降低。     

混凝土外加剂对硫铝酸盐水泥水化历程的影响

采用x射线半定量分析方法研究了在快硬混凝土中掺加缓凝剂和促硬荆对硫铝酸盐水泥凝结时间、水化历程、水化产物种类的影响.结果表明:快硬硫铝酸盐水泥的水化产物主要有Aft、Afm、C4H13及Al(OH)3,而C2S的水化非常缓慢;快硬硫铝酸盐水泥快凝早强的主要原因是Aft的生成,而后期强度发展停滞甚至倒缩的原因主要是Aft...     

低碱液态速凝剂的性能及其促凝机理

采用有机无机复合的方法合成了一种低碱液态水泥速凝剂(简称LSA速凝剂).性能测试结果表明,LSA速凝剂掺量为7%时可使PⅡ52.5硅酸盐水泥的初凝时间缩短至1.3 min,终凝3.1 min,1 d抗压强度达到19.8 MPa,比空白试样提高37.5%,28 d抗压强度保留率为95.2%.同样掺量时可使JC 477-2005基准水泥的初凝时间缩短至1.8 min,终凝3.8 min,1 d抗压强度达到16.3 MPa,比空白试样提高136%,28 d抗压强度保留率为107.5%.XRD、SEM、TG-DSC等测试手段对水泥硬化体微观结构和水化产物的深入分析表明,LSA速凝剂是通过促进早期水泥水化体系钙矾石晶体生成而达到促凝效果的.     

硬石膏对硅酸盐水泥-铝酸盐水泥体系性能的影响

研究了硬石膏掺量（0%,1%,2%,3%）对硅酸盐水泥-铝酸盐水泥复合体系抗压强度和干缩性能的影响。结果表明：随着硬石膏掺量的增加,在水化早期,硅酸盐水泥-铝酸盐水泥二元体系的抗压、抗折强度变化不大,水化后期,硬化砂浆的抗压抗折强度在2%硬石膏掺量时达到最大;随着硬石膏掺量的增加,硅酸盐水泥-铝酸盐水泥复合体系的收缩率逐渐降低,且与预养护龄期无关。     

三元复合胶凝体系聚合物水泥防水砂浆的性能与应用

聚合物水泥防水砂浆在低温环境中由于水化反应不完全,产品早期抗压强度低、易粉化、抗渗性能差、防水效果不好使其应用受到限制.采用硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和无水石膏三元复合胶凝体系制备聚合水泥防水砂浆,对防水砂浆的性能进行研究和应用发现,在聚合物水泥防水砂浆中,硅酸盐水泥的掺量在45％～50％、硫铝酸盐水泥的掺量在10％～15％、无水石膏的掺量在3％～5％时有很好的胶凝匹配性,防水砂浆具有高强度、低收缩率和低吸水率、优异耐水性和良好的耐低温性能.     

一种机场混凝土道面快速修补材料用的胶凝体系制备及微观机理分析

为制备一种机场混凝土道面快速修补材料用的胶凝体系,研究了铝酸盐水泥掺量对硅酸盐水泥-铝酸盐水泥二元胶凝体系凝结时间、力学性能的影响;其后,再加入石膏构成硅酸盐水泥-铝酸盐水泥-石膏三元胶凝体系,进一步研究了石膏掺量对三元胶凝体系凝结时间、力学性能的影响,从而初步确定快速修补材料所用的硅酸盐水泥-铝酸盐水泥-石膏三元胶凝体系的配合比。与此同时,运用X射线衍射和环境扫描电子显微镜分析胶凝体系的微观结构、水化产物,揭示了胶凝体系水化进程和水化机理。     

碳酸锂对硫铝酸盐水泥性能的影响

研究碳酸锂对硫铝酸盐水泥凝结时间、抗压强度、抗折强度、水化产物种类及形貌的影响。研究结果表明,碳酸锂可明显加快硫铝酸盐水泥水化速率和水化历程,缩短硫铝酸盐水泥凝结时间,改善硫铝酸盐水泥早期抗压强度和抗折强度,并且没有改变硫铝酸盐水泥水化产物种类,但掺入碳酸锂会降低硫铝酸盐水泥后期抗压强度和抗折强度。     

酸醚比对C-S-H/PCE/DL-AL晶核早强剂性能的影响

本文利用聚羧酸型分散剂（PCE）和铝酸脂偶联剂（DL-AL）制备水化硅酸钙（C-S-H）纳米晶核早强剂,并通过透射电子显微镜（TEM）和动态光散射（DLS）分析不同酸醚比对复合体系稳定性和早强剂产品性能的影响。结果表明：当PCE酸醚比为6:1并添加DL-AL时获得的C-S-H/PCE/DL-AL纳米晶核粒径最小,中值粒径为165nm,稳定性最好;水泥净浆初凝和终凝时间分别缩短169min和182min;C50管片混凝土8h和10h抗压强度分别提高至23MPa和30MPa。     

高贝利特硫铝酸盐水泥—普通硅酸盐水泥复合胶凝材料体系性能研究

为进一步提升高贝利特硫铝酸盐水泥（HBSAC）与普通硅酸盐水泥（P·O）的性能,获得性能优异、经济性较好的新型胶凝材料,开展了HBSAC和P·O的复配研究。研究了不同复配合比例HBSAC-P·O复合胶凝材料的物理性能、力学性能和干缩性能,结合水化产物的形成分析,阐明了HBSAC-P·O复合胶凝材料体系的水化机理。结果表明：在HBSAC中加入P·O,复合胶凝材料的标准稠度用水量减少,凝结时间延长,干缩率增加,后期强度增加的同时早期强度降低;在P·O中加入HBSAC,复合胶凝材料的标准稠度用水量减少、凝结时间缩短,干缩率降低,但是其早期强度并未得到提升;HBSAC-P·O复合胶凝材料的水化机理在于削弱了硫铝酸盐矿物的早期水化作用,降低了早期强度;增强了硅酸盐矿物的后期水化作用,提高了后期强度。     

石灰石粉铝酸盐水泥复合体系的水化反应

石灰石粉具有水化活性,能与硅酸盐水泥中的C_3A、铝酸盐水泥中的CA、CA_2等铝酸盐矿物发生反应,水化产物为水化碳铝酸钙。利用微量热仪法、胶砂强度和X射线衍射(XRD),研究不同比例的石灰石粉铝酸盐水泥复合体系的水化反应,结果表明:石灰石粉会加快铝酸盐水泥的水化进程,水化过程诱导期缩短,放热速率峰值下降;复合体系中石灰石粉占比越高,早期水化反应速率越快,但水化反应放热量越低;相对而言,复合体系中石灰石粉掺量为20%时石灰石粉参与反应程度最高,且掺量为20%时石灰石粉对复合体系强度有显著贡献。随复合体系中石灰石粉比例增加,铝酸盐水泥水化产物越来越不明显;石灰石粉掺量为20%～40%时,水化碳铝酸钙XRD特征峰相对最明显,复合体系中石灰石粉与铝酸盐水泥存在一个最佳的比例范围。研究表明,石灰石粉与铝酸盐水泥间会发生明显的水化反应,石灰石粉与铝酸盐水泥复合有望制得一种新型胶凝材料。     

硅酸盐—硫铝酸盐水泥混合体系的试验研究

研究了不同比例的硅酸盐、硫铝酸盐水泥混合体系的凝结时间、水泥砂浆的强度性能,并对一定混合比例的OPC-SAC水泥进行了XRD、SEM和水化量热测试。结果表明,硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥混合,SAC中的C4A3^-S矿物与OPC中的G3S矿物在共同水化过程中有相互促进的作用,会使混合水泥水化和凝结加速;混合水泥的强度性能与两种水泥的混合比例有关。本研究可对硅酸盐-硫铝酸盐水泥混合体系的应用提供借鉴。     

大掺量粉煤灰复合水泥基发泡保温板试验研究

通过高强双快高贝利特硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥按一定比例(30%∶70%)复合后,极大程度上加快了普通硅酸盐水泥的水化反应速率;使复合后形成的水泥基发泡保温板的脱模时间大大缩短,早期强度明显提高,后期强度持续增长,完全解决了普通硅酸盐水泥发泡保温板容易开裂的问题。同时,在胶凝材料中内掺0~60%的粉煤灰,根据生产实际需要,分别对水灰比、过氧化氢掺量、抗压强度及脱模时间进行对比,得到了既能满足标准指标要求又具有较高性价比的的最优复合比例。     

高钙粉煤灰复合水泥研究

采用正交实验法分析了高钙粉煤灰、烧石膏、硫铝酸盐水泥熟料各因子的不同掺量对水泥性能的影响,优化了配料方案,得到了最佳配比。该水泥具有微膨胀性和较好的抗化学侵蚀性。C－S－H凝胶和钙矾石是该水泥的主要水化产物,而Ca(OH)2量较少。硫铝酸盐水泥熟料的快速水化,提高了水泥石的早期强度,而高钙粉煤灰及矿渣的二次水化反应,则促进了水泥石后期性能的提高。     

聚丙烯酰胺对硫铝酸盐水泥性能影响的试验研究

研究了高分子聚合物聚丙烯酰胺对硫铝酸盐水泥泌水率、凝结时间、抗折强度、抗压强度及耐水性能的影响。结果表明,聚丙烯酰胺掺量为水泥质量的0.15%时,水泥水化1 h、2 h的泌水率均≯2.0%。试验范围内,随着聚丙烯酰胺掺量的增加,硫铝酸盐水泥的初凝时间、终凝时间逐渐延长,抗折强度逐渐提高,密度和抗压强度逐渐下降,耐水性能得到了改善。     

掺P2O5水泥基材料水化动力学研究

基于水化动力学模型,采用SEM、XRD和C-80Ⅱ型导热式微量热仪研究了硅酸盐水泥和掺P2O5硅酸盐水泥胶凝体系的水化特性和水化动力学,分析了P2O5对硅酸盐水泥水化机制的影响规律。研究结果表明,掺入P2O5后硅酸盐水泥的水化产物数量和尺寸显著减小。P2O5掺量为3.5%时,硅酸盐水泥熟料水化热总量降低32.6%,硅酸盐水泥的初凝和终凝分别被延缓1.10 h和12.54 h。掺入P2O5复合体系的水化机制与硅酸盐水泥类似,加速期由自动催化反应控制,减速期由自动催化和扩散反应双重反应控制,稳定期扩散反应占据主导。P2O5会增加硅酸盐水泥在加速期和减速期的水化反应阻力,减小稳定期的水化反应阻力。掺入P2O5后,水泥在加速期和减速期的表观活化能增加,稳定期表观活化能略有降低。P2O5溶液环境有利于水泥熟料C3A的水化,延缓C3S和C2S的水化。     

聚羧酸减水剂对普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系性能的研究

研究了聚羧酸减水剂对普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系性能影响。测试了不同掺量的聚羧酸减水剂对于标准稠度用水量及凝结时间、胶砂强度、水泥胶砂干缩率、水化放热的影响,并利用XRD(X射线衍射仪)和SEM(扫描电子显微镜)进行微观结构的观察和分析。随着聚羧酸减水剂掺量的增加准稠度用水量逐渐减降低,凝结时间先减小后增大;胶砂强度胶砂的1、3、28 d抗折、抗压强度均先增大再减小;水泥胶砂干缩率随着聚羧酸减水剂的掺入,很大幅度的减小了水泥胶砂试件的干缩率;聚羧酸减水剂的掺入使普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的水化放热峰出现时间延后,且使初期的水化放热峰值提高。掺入减水剂会使水化产物增多,钙矾石结晶变粗壮,结构更加密实。