地聚物混凝土收缩研究综述

地聚物是由硅铝酸盐材料通过碱激发反应形成的胶凝材料,具有力学性能好和CO2排放量少等优点,被认为是传统硅酸盐水泥材料的良好替代品.本文回顾了地聚物混凝土收缩的研究进展,综述了碱激发剂种类、模数、掺量,胶凝材料种类、掺量,溶胶比,添加剂,养护条件和元素摩尔比等因素对其收缩规律的影响,介绍了地聚物混凝土的收缩预测模型,指出了目前研究存在的不足.     

地聚物胶凝材料性能与聚合机理的研究

地聚物胶凝材料作为一种新型水泥,具有早期性能好、体积稳定性好、耐久性好等优良性能,是一种"绿色环保"水泥.本文研究了胶凝材料的性能随水玻璃模数、煅烧温度、碱含量变化的规律,采用X射线、扫描电镜等对该胶凝材料的聚合产物的种类、形貌等进行了分析,探讨了地聚物胶凝材料的聚合机理.     

粉煤灰基地聚水泥的研究

地聚水泥是一种新型的化学激发胶凝材料，其制备工艺和原材料以及水化硬化机理等都完全不同于普通硅酸盐水泥．性能及应用领域也远比普通硅酸盐水泥优越，是一种在某些工程领域有望取代硅酸盐水泥的极有发展潜力的化学激发胶凝材料。通过正交试验，在不掺水泥或水泥熟料及石灰的情况下，以原状低钙粉煤灰为原料，在碱性激发剂的作用下，制备了地聚水泥。重点探讨了碱激发剂种类，粉煤灰种类以及养护制度等因素对制备地聚水泥的影响。     

煤矸石基土聚合物材料的性能研究

以烧煤矸石为原料，配以一定碱性激发剂。研制了烧煤矸石基土聚合物材料。对材料的耐久性进行了研究。试验结果表明：烧煤矸石土聚合物材料具有优良的抗硫酸盐侵蚀能力，具有优良的抗碱能力，在强碱性溶液中没有被腐蚀的现象；其耐高温性能高于硅酸盐水泥；对碱的吸附能力要强于碱矿渣水泥，不会产生明显的“泛霜”现象。     

骨料对地聚合物混凝土性能影响的研究进展

地聚合物是一种以硅铝质材料与激发剂常温下作用后固化形成的新型胶凝材料,其制备工艺简单、能耗低、CO_2排放量少,被认为是最具潜力的一种水泥替代品。含骨料的地聚合物混凝土在很多方面拥有比普通硅酸盐水泥混凝土更优异的性能。本文综述了近年来国内外研究者在骨料与地聚合物凝胶相的界面过渡区域、骨料对地聚合物混凝土的性能(包括力学性能、耐久性能和热稳定性能)的影响以及相关理论模型方面的主要研究进展,并对地聚合物混凝土的工程化应用进行了展望。     

碱激发地质聚合物固化软土的研究进展

软土地基处理是工程界公认的有较高风险的工程领域,传统软土固化中大量使用硅酸盐水泥,不仅消耗自然资源,还会对环境产生不良影响,使用环境友好型碱激发地质聚合物替代传统硅酸盐水泥越来越受到国内外学者的重视。论文基于国内外已有研究成果,从碱激发地质聚合物固化土发展历史、碱激发地质聚合物种类、碱激发地质聚合物反应机理、碱激发地质聚合物固化土力学特性和各类性能等方面进行研究进展的综述分析,重点谈论地质聚合物处理软土的力学特性,并对不同碱激发地质聚合物在软土地基加固中抗渗性能、抗冻融性能、抗腐蚀性能等进行分析,对碱激发地质聚合物在软土地基加固中的应用进行系统梳理和展望,以期引导和提升碱激发地质聚合物在软土地基加固中的应用,实现我国地基加固可持续发展。     

地质聚合物在油田固井中的应用

地质聚合物作为一种低碳、耐腐蚀的新型胶凝材料,发展迅速,得到迅速而广泛的发展,并在建筑、塑料和航空航天等行业得到应用。在油气行业中,地质聚合物替代普通硅酸盐水泥作为固井胶凝材料的技术成熟度还不高。简述了近年来地质聚合物固井技术的研究开发情况,以及地质聚合物固井技术发展和应用存在的一些问题。     

粉煤灰碱激发制备地质聚合物研究进展

由于传统硅酸盐水泥基建材生产过程排放大量CO₂,近几年以地质聚合物(地聚物)为代表的新型低碳胶凝材料成为研究热点。作为我国大宗工业固体废弃物，粉煤灰富含硅铝酸盐，通过碱激发制备地聚物可实现粉煤灰大宗消纳。综合论述了粉煤灰的碱激发反应活性评估方法，总结了粉煤灰碱激发反应机理，归纳了粉煤灰类型、激发剂、原料配比和养护制度等关键因素对地聚物形成和性能的影响规律，提出了目前研究存在的问题，并从粉煤灰活性组分评估和碱激发体系元素组成的角度，对未来研究方向进行展望。粉煤灰的反应活性评价方法主要有Rietveld全谱图拟合法、饱和石灰溶液吸收法和酸碱溶出法。粉煤灰碱激发反应过程可分为解构—重构—凝聚—聚合4个阶段，解构过程中溶出的硅铝比(Si/Al物质的量比)对凝胶结构和材料力学性能有重要影响，不同研究获得的最佳Si/Al物质的量比存在较大差异。目前关于原料配比、养护制度和凝胶结构等因素对地聚物性能影响研究获得的变化规律并不一致，为粉煤灰碱激发反应机理和地聚物合成研究带来困难，未来应针对不同类别粉煤灰理化特性，建立碱激发体系各元素配比统一的计算方法，为粉煤灰基地聚物合成时统一设...     

碱激发胶凝材料与硅酸盐水泥基材料碱骨料反应的比较

碱骨料反应是水泥混凝土的主要耐久性问题之一,其研究备受关注.碱激发胶凝材料中碱含量高而钙含量低,所以其中发生的碱骨料反应必然不同于硅酸盐水泥基材料.本文对文献中不同种类的碱激发胶凝材料和硅酸盐水泥基材料中的碱骨料反应的研究结果进行了总结对比,分析了两类不同的胶凝材料体系在碱骨料反应膨胀和反应产物两个方面的差异,并指出了产生差异的主要原因.     

关于地质聚合物的综述

地聚物是一种高性能水泥基材料,具三维立体网状结构的无机聚合物。本文介绍了地质聚合物的来源及其性质。综述了国内外的研究现状及其在材料中的应用。通过研究分析地质聚合物的应用现状,发现其存在的问题。     

粉煤灰-偏高岭土基地质聚合物胶凝材料的研究

研究了以粉煤灰替代偏高岭土为主要原料制备的地质聚合物胶凝材料的抗压强度,并用SEM观察其微观形貌。结果表明,用含有质量分数20%、40%、60%粉煤灰替代偏高岭土为原料制得的地质聚合物,其受压破坏面物相成分较杂乱,有较多的球状粉煤灰颗粒和裂缝;与单用偏高岭土作原料制备的地质聚合物相比,试样各龄期抗压强度值均不高。     

普通硅酸盐水泥基高性能凝结研究

从普通硅酸盐水泥基高性凝结构及其性能的研究来出发,分析影响其性能的主要因素,为其使用提供更多的有益参考。通过对普通硅酸盐水泥和减水剂以及一些缓凝剂的相容性等分析来解决其在混凝土中所出现的一些离析或者泌水等所带来的浆体不均匀等问题,为混凝土质量的提高提供更多的有益参考。从混凝土的使用现状分析出发,在分析普通硅酸盐水泥性能优化的基础上讨论其耐久性等问题。     

碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的性能与硬化浆体结构

为充分利用磷渣和粉煤灰两种工业废渣生产高性能胶凝材料,研究了不同磷渣/粉煤灰配合比的碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料性能,并用扫描电子显微镜和压汞仪分析了硬化浆体的细观结构和孔结构.结果表明:碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的凝结时间正常,在粉煤灰掺量为0～30 %(质量分数)范围内,随粉煤灰的掺量的增加,碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的凝结时间略有延长.与普通硅酸盐水泥相比,碱-磷渣胶凝材料的抗压强度较高,其3d和28d抗压强度分别可达到30.9MPa和98.8MPa,但其抗折强度相对较低.掺加粉煤灰后碱胶凝材料的抗压强度降低,而抗折强度提高.碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的耐蚀性和抗冻性能均显著优于硅酸盐水泥,其干缩比硅酸盐水泥的大.用部分粉煤灰取代磷渣粉可一定程度减小干缩.碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料硬化浆体的结构非常致密,其孔隙率和平均孔径均小于普通硅酸盐水泥硬化浆体.     

碱-矿渣水泥性能研究及应用

研究了碱-矿渣水泥水化产物组成、水泥石孔结构和孔液成分、力学性能、水化热、抗化学腐蚀性能和对钢筋的钝化作用等;并对混凝土的力学性能、干缩变形、耐久性和对外加剂的适应性等进行了研究。结果表明,碱-矿渣水泥具有早强、高強、低水化热和高耐久性等优良性能,但是干缩较大;选择适当的外加剂可以改善部分性能。介绍了利用该水泥的特性在多种工程中的应用情况。     

The effect of microencapsulated phase change materials on the rheology of geopolymer and Portland cement mortars

The effect of microencapsulated phase-change materials (MPCM) on the rheological properties of pre-set geopolymer and Portland cement mortars was examined. Microcapsules with hydrophilic and hydrophobic shells were compared. The shear rate dependency of the viscosities fitted well to a double Carreau model. The zero shear viscosities are higher for geopolymer mortar, illustrating poorer workability. The time evolution of the viscosities was explored at shear rates of 1 and 10 s⁻¹. New empirical equations were developed to quantify the time-dependent viscosity changes. The highest shear rate disrupted the buildup of the mortar structures much more than the lower shear rate. Microcapsules with a hydrophobic shell affect the rheological properties much less than the microcapsules with a hydrophilic shell, due to the higher water adsorption onto the hydrophilic microcapsules. Shear forces was found to break down the initial structures within geopolymer mortars more easily than for Portland cement mortars, while the geopolymer reaction products are able to withstand shear forces better than Portland cement hydration products. Initially, the viscosity of geopolymer mortars increases relatively slowly during due to formation of geopolymer precursors; at longer times, there is a steeper viscosity rise caused by the development of a 3D-geopolymer network. Disruption of agglomerates causes the viscosities of portland cement mortars to decrease during the first few minutes, after which the hydration process (increasing viscosities) competes with shear-induced disruption of the structures (decreasing viscosities), resulting in a complex viscosity behavior.     

外加剂和粉煤灰对碱式硫酸镁水泥混凝土性能影响研究

利用碱式硫酸镁水泥制备了不同外加剂和粉煤灰掺量的碱式硫酸镁水泥(BMSC)混凝土.研究了外加剂和粉煤灰对BMSC混凝土抗压强度以及抗硫酸盐腐蚀性能的影响,并对BMSC混凝土物相组成和微观形貌进行了分析.结果表明:掺加外加剂后混凝土的强度有大幅度地提高.当外加剂掺量为水泥质量的0.5%时,混凝土的强度达到最大值;继续增加外加剂掺量,对混凝土的强度影响不大.掺加粉煤灰后,混凝土的强度有所下降.且水灰比一定时,粉煤灰掺量越多,对混凝土的强度越不利.掺加外加剂和粉煤灰后,混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能得到了明显的改善;且同等条件下,碱式硫酸镁水泥混凝土抗硫酸盐腐蚀性能优于普通硅酸盐水泥混凝土.     

Hardened Portland blast-furnace slag cement pastes II. The corrosion behavior of steel reinforcement

The corrosion behavior of reinforcing steel embedded in various slag cement pastes was studied using the galvanostatic polarization technique. The corrosion resistance is appreciably affected by the degree of fineness of the dry slag cement. In pastes produced from high Blaine area cement, the behavior of embedded steel was very close to that in normal or type I portland cement paste, and is much better than a low Blaine area cement. W/C ratios of 0.25 and 0.40 provided a better passivating medium as compared with W/C ratios of 0.18 and 0.70. Effects of lime or gypsum addition were also investigated and comparatively studied for their action on the corrosion of embedded steel. The results obtained were supported by corrosion rates obtained using the linear polarization technique.     

Cement-Based 0-3 Piezoelectric Composites

To meet the requirements of development for smart or intelligent structures in civil engineering, new functional materials that have good compatibility with civil engineering structural materials are needed. In this study, for the first time in the field of piezoelectric materials, cement-based 0-3 piezoelectric (PZT) composites were fabricated by the normal mixing and spreading method. The new materials have very good compatibility with portland cement concrete. The cement-based 0-3 piezoelectric composites were shown to have a slightly higher piezoelectric factor and electromechanical coefficient than those of 0-3 PZT/polymer composites with a similar content of PZT particles; thus, they are adequate for sensor application. There is potential for the application of cement-based 0-3 PZT composites in civil engineering because of their better piezoelectric properties and good compatibility with portland cement concrete.     

Application of Powers’ model to modern portland and portland limestone cement pastes

Powers’ model is a simple approach for estimating the relative volumes of hydration products, porosity, and chemical shrinkage present in portland cement paste as a function of its starting water‐to‐cement ratio (w/c) and current degree of hydration. It forms an important link between cement composition, microstructure, and performance, necessary for modeling cement‐based systems. Previous researchers have adapted Powers’ model for inert fillers to illustrate their effects on the hydration, porosity, and chemical shrinkage of blended cements; however, it is well‐documented that limestone is not, in fact, an inert filler, but rather participates in cement hydration through both chemical and physical processes. This research experimentally investigates the applicability of Powers’ model to modern portland cements containing up to 15% by mass finely divided limestone. The results demonstrate that the modified Powers’ model is insufficient for predicting the influence of finely divided limestone additions on the chemical shrinkage of both ordinary portland cement pastes and portland limestone cement pastes. Possible explanations for the discrepancy are discussed and a plausible source is proposed.     

偏高岭土-矿渣-磷渣地聚合物配比性能的研究

通过正交实验的方法,以地聚合物稠度、凝结时间、胶砂强度为研究依据,以偏高岭土、矿渣、磷渣、碱激发剂用量为研究对象,每个因素取3个水平,分析4个因素在各自水平上对地聚合物性能的影响。试验结果表明,偏高岭土用量是地聚合物稠度的最主要影响因素;偏高岭土和碱激发剂用量是初凝时间的主要影响因素,磷渣和偏高岭土用量是终凝时间的主要影响因素;偏高岭土用量是3 d 抗压强度的主要影响因素,矿渣用量是28 d 抗压强度的主要影响因素。按30%偏高岭土-40%矿渣-30%磷渣-10%碱激发剂制备的地聚合物具有良好的抗碳化性能,但收缩率较普通硅酸盐水泥高。