-3℃下粉煤灰对水泥水化和水泥石微观孔结构影响的试验研究

通过水泥水化放热试验和水泥石孔结构分析试验,研究持续-3℃下28 d龄期时水胶比和粉煤灰掺量对水泥水化和水泥石孔结构的影响,分析微观孔结构和水泥水化之间的关系,探究粉煤灰对水泥石微观孔结构的作用机理.试验结果表明,在持续-3℃下,水泥水化程度随着水胶比的增加而增大,水泥石含气量和平均孔径也随着水胶比的增大而增大,在一定的水胶比下,随着粉煤灰掺量的增加,水泥浆28 d龄期水化程度逐渐降低,同时,相较于纯水泥浆体,掺入粉煤灰后,水泥石28 d龄期含气量、平均孔径都有一定程度的升高,且粉煤灰掺量越大,升高幅度越大.     

-3 ℃养护下考虑矿物掺合料影响的水泥水化程度计算模型

针对多年冻土地区工程施工时混凝土养护的问题,采用10%、20%、30%的矿粉和粉煤灰替代量等量替代水泥,测试了-3 ℃恒温养护条件下0.38水胶比水泥浆体在各个龄期的水泥水化热,计算了水泥水化程度;分析了龄期及矿物掺合料对水泥水化程度的影响规律,建立了综合考虑龄期和矿物掺合料替代量的水泥水化程度计算模型.结果表明:-3 ℃恒温养护下,矿物掺合料等量替代水泥,水泥浆体的水化程度会降低,粉煤灰降低水化程度的值要比矿粉高;在相同矿物掺合料替代量下,随着龄期的增长,矿物掺合料对水泥水化程度的影响逐渐减弱;同一龄期时,随着矿物掺合料的增加,矿物掺合料对水泥水化程度的影响逐渐增强;利用建立的模型计算了分别掺入15%矿粉和粉煤灰的水泥水化程度,与实测值相比,计算值偏离值较少,预测精度较高.     

轻骨料的返水作用对粉煤灰二次水化的影响(英文)

研究了轻骨科掺量不同的混凝土当掺与不掺粉煤灰时不同龄期的抗氯离子扩散性能以及骨料附近水化产物中Ca(OH)2含量和水泥石孔结构的变化情况.结果表明:随着混凝土中轻骨料掺量的增加,掺加了粉煤灰的浆体28～90 d期间水化产物中Ca(OH)2含量的减少幅度大于未掺粉煤灰试样的,且水泥石孔隙率有所降低,孔径细化,掺入粉煤灰后轻骨科掺量越多的试样孔径细化越显著,可见轻骨料后期返出的水分起到了自养护作用,保证了粉煤灰的水化.在混凝土中掺入适量的轻骨料,其返水特性与粉煤灰二次水化反应的协同作用使得混凝土后期抗渗性能显著提高,优于普通骨料混凝土.     

纳米C-S-H对粉煤灰/矿粉双掺混凝土性能的影响

通过强度测试、电通量测试研究了纳米水化硅酸钙(n-C-S-H)对粉煤灰/矿粉双掺混凝土性能的影响,对该体系的水泥净浆进行了水化热测试,分析了n-C-S-H对其的影响机理.结果 表明,n-C-S-H对混凝土性能的影响随粉煤灰和矿粉比例的变化而变化,当混凝土中粉煤灰比例降低,矿粉比例增加后,n-C-S-H最佳掺量会适当降低,而当n-C-S-H掺量过高时,对应混凝土的28 d强度和电通量都要低于空白组.相较于粉煤灰比例高的水泥浆体,矿粉比例高的水泥浆体水化放热速率更快并且水化热更高,n-C-S-H掺量越高,两者之间的差异越大.     

粉煤灰-矿粉-水泥三元体系水化放热模型研究

通过直接法研究了在水泥中掺入不同掺量的粉煤灰和矿粉时样品的水化放热速率曲线,通过各样品的水化放热曲线研究粉煤灰-矿粉-水泥三元体系水化放热模型.通过试验实测结果与模型计算结果相比,两者最大误差为8.1％,最小误差仅为3.4％,发现胶凝材料的水化过程符合根据水泥水化建立的水化动力学模型.     

3℃下不同矿物掺合料的水泥水化程度试验研究

通过试验,研究3 ℃下水灰比为0.31的水泥净浆水化程度以及添加不同矿物掺合料的水泥水化程度,研究矿物掺合料对水泥水化的影响和添加了不同矿物掺合料的水泥水化规律,为定量化研究水泥水化提供参考依据.对试验原材料性能进行了测试,分别进行了不同矿物掺合料以及不同配合比的水泥浆体水化热测定和水化程度计算.试验结果表明:在3 ℃下用粉煤灰、矿粉等量取代部分水泥,胶凝材料的水化程度比普通硅酸盐水泥的水化程度低,但降低的幅度不完全与掺量成比例关系,粉煤灰降低水化程度的值比矿粉要高.同时拟合出了3 ℃下添加矿物掺合料的水泥水化规律曲线函数,通过对比试验数据,函数曲线与3 ℃下添加矿物掺合料的水泥水化规律有较高的相符程度.     

石膏品种对低热硅酸盐水泥性能的影响及机理研究

检测了掺入不同石膏的低热硅酸盐水泥的物理性能及水化率,并采用XRD、离子色谱法分析了不同石膏品种对低热水泥性能的影响机理。结果表明:硬石膏作缓凝剂时,低热水泥的强度随着石膏掺量的增加而逐步提高,掺量越大,对水泥的增强作用越明显。二水石膏对低热水泥强度的影响曲线呈波浪形。掺入硬石膏可提高水泥石液相中SO42-离子浓度,从而加快水泥中硅酸盐矿物的水化速度,显著提高低热水泥的强度。     

陶瓷抛光砖粉与水泥熟料的相互作用

通过化学结合水量和水化热的测定,研究陶瓷抛光砖粉与水泥熟料的相互作用,并将之与粉煤灰对比.结果表明:陶瓷抛光砖粉的掺入降低了复合胶凝材料的总水化程度,但促进了复合胶凝材料中水泥熟料的水化;以相同掺量取代水泥熟料,掺抛光砖粉可明显促进水化样早期水化,降低水化热,至水化后期这种促进作用有所降低.在最佳掺量约30％的条件下,抛光砖粉对水泥熟料水化反应的促进作用明显,此时熟料水化程度最高,表现为等效结合水量值最大.掺粉煤灰对水化样的早期水化促进作用不明显,但至水化后期会加速水化.粉煤灰掺量越大,粉煤灰自身的反应程度越低,水泥水化的程度越高.     

硫铝酸盐基促强减缩剂与硫铝酸盐水泥对比分析

将硫铝酸盐基促强减缩剂(SP-SRA)掺入到基准水泥中,并且按一定的比例设计了硫铝酸盐熟料-硬石膏-基准水泥的配合比,对宏观性能、水化过程、微观产物进行了对比分析.结果表明:掺SP-SRA的水泥各个龄期抗压抗折强度均高于硫铝酸盐熟料-硬石膏-基准水泥三元体系;掺SP-SRA的水泥早期水化放热速率大于硫铝酸盐熟料-硬石膏-基准水泥三元体系;XRD结果表明,掺SP-SRA的水泥水化生成的AFt(三硫型水化硫铝酸钙即钙矾石)含量多于三元体系生成的AFt,钙矾石的微膨胀性使得水泥石结构更加致密,有利于提高水泥石的强度,硫铝酸盐熟料-硬石膏-基准水泥体系有明显的AFm(单硫型水化硫铝酸钙)生成,即部分AFt转化成AFm.     

木质素磺酸钙对水泥水化的影响

研究了掺加木质素磺酸钙(calcium lignosulfonate,CLS)后水泥净浆体系的水化速度、水化产物生成量,以及硬化水泥石的微观结构及孔隙结构的变化。CLS大幅度延缓了水泥水化放热,降低了水化速度,使3～10h内水泥的水化程度减少,但对1d后的水化程度影响不大且能促进水泥的后期水化。X射线衍射分析表明高掺量CLS促进硬化水泥中生成钙矾石,抑制水化硅酸钙(CSH)的早期生成,但对CSH的后期生成无影响。扫描电镜观察发现：CLS的掺加抑制了水化产物晶体的生长,使CSH凝胶难以形成空间网架,钙矾石晶体变得纤细。随CLS掺量的增加,硬化水泥中总孔隙容积增加,30nm以上的孔隙显著减少,10nm以下的微孔数量大幅度增加,平均孔径减小。掺加CLS的水泥浆体水化产物晶体发育不完全,硬化水泥的孔隙容积明显增加,是硬化水泥28d龄期内抗压强度显著下降的主要原因。     

氯氧镁水泥的研究进展

氯氧镁水泥是由氧化镁和氯化镁水溶液反应生成的一种气硬性胶凝材料.此种水泥具有高强度,高折压比,表面圆润光泽等普通水泥混凝土无法比拟的性能.但其在水中使用时强度损失大,吸潮返卤,体积安定性不良的缺陷十分明显.作者详述了氯氧镁水泥的组成、水化硬化机理、改性剂和后期的养护措施,以及目前研究成果和未来展望.     

单矿物粘土对水泥砂浆性能及水泥水化的影响

研究了高岭土、伊利土和蒙脱土三种单矿物粘土对砂浆工作性能和强度的影响,并从水泥水化热和水化产物角度研究了三种单矿物粘土对水泥水化的影响.结果表明:蒙脱土对砂浆扩展度和强度影响最为显著,高岭土和伊利土在一定掺量内几乎没有影响;单矿物粘土对掺聚羧酸减水剂砂浆相关性能的影响较未掺聚羧酸减水剂砂浆更加明显;单矿物粘土不会改变水泥水化产物的种类,但是影响水泥水化放热速率和最大放热峰的出峰时间,即水泥水化进程.     

水泥水化计算机仿真模型的建立

本文主要介绍了基于数字图象的水泥水化及微观结构模型的建立过程,利用了水泥粉体的颗粒尺寸分布、相体积率、相表面积因子等重要参数,并考虑了扩散能力,可以获得水泥浆体的渗透、力学和传递性能等,并可模拟水化过程,预测其强度特性,同时提出了一些该领域的有关研究构想。     

水冷熟料的微观特征及其早强特性的研究

利用扫描电子显微镜研究了水冷熟料的微观特征及水化物微晶的形态,指出了水泥熟料微水化形成的极少量水化产物微晶对水泥的质量和性能无不良影响;相反,这些片状、粒状、针状微晶可以加速水泥的水化,提高水泥的早强强度.     

粉煤灰的微观形态及其在水泥水化中的特性

研究粉煤灰的形貌、微观结构、形成机理及水化界面特性。水化后期,粉煤灰颗粒表面层已完全与水泥水化产物发生二次反应,填充水泥石的孔隙空洞,使孔结构高度细化,强度逐渐提高。     

Hydration Characteristics of Portland Cement after Heat Curing: I, Degree of Hydration of the Anhydrous Cement Phases

The degree of hydration of the four major anhydrous cement phases in three U.K. portland cement mortars has been observed during the period of water storage at room temperature after an initial short-term heat cure. Such a heat cure at 85° or 100°C for 12 h generally accelerated the initial hydration of the four major anhydrous minerals in portland cement. Subsequent retardation of the degree of hydration of the alite, tricalcium aluminate, and ferrite phases was observed when these heat-cured mortars were stored at ambient temperature. General similarity but some differences in hydration behavior were observed between the three cements. The hydration of belite in the heat-cured mortars during storage at room temperature produced porous inner products that favored deposition of ettringite and reduced the risk of expansive ettringite formation. The substantial retardation in hydration of the aluminate-bearing phases, especially the ferrite phase, during the storage at room temperature raised the overall SO₃/Al₂O₃ ratio of the cement hydrates formed, bringing about a potential for ettringite formation and hence the risk of expansion through delayed ettringite formation.     

磷铝酸盐水泥耐水性研究

通过测定力学性能、离子溶出浓度等耐水性指标,研究了磷铝酸盐水泥的耐水性,并将其耐水性与普通硅酸盐水泥的耐水性进行对比。结果表明:磷铝酸盐水泥具有较普通硅酸盐水泥更为优良的耐水性。同时借助于XRD、SEM、压汞测孔法及ζ-电位等测试技术分析了磷铝酸盐水泥的耐水性机理。     

玻璃粉水泥浆的初期水化产物和浆体结构

采用SEM、XRD研究了玻璃粉水泥浆的初期水化产物、浆体结构.并用化学结合水量和有效结合水法来定性和定量分析玻璃粉对水化初期复合体系及水泥的促进或抑制作用以及作用程度.研究表明:在水化反应初期(1d内),因为玻璃粉的掺入既由此而产生的稀释作用使有效水灰比增加而产生的对水泥熟料水化的促进作用,因此,硅酸盐水泥熟料的水化程度较高,但从整体来看,大掺量(50%)的玻璃粉延缓了复合胶凝材料总水化程度;水化开始(6 h~1 d)时,水化反应开始加速进行,水化产物的数量迅速增加,主要为纤维状CSH凝胶、针棒状钙矾石晶体和Ca(OH)2,这些水化产物彼此间相互搭接、交错生长,部分未水化的水泥颗粒镶嵌其中,并将玻璃粉粘结成整体,构成体系骨架.     

水泥助磨剂组分对水泥与减水剂相容性的影响

讨论了助磨剂不同组分对水泥与减水剂相容性的影响,分析认为,助磨剂主要通过影响水泥水化进程和减水剂分子在水泥颗粒上的有效吸附两种方式,使相容性变差或改善,据此提出选择与减水剂相容性好的助磨剂的几点建议。     

水泥增效剂对普通硅酸盐水泥性能的影响

本文研究水泥增效剂对硅酸盐水泥凝结时间、胶砂强度以及水化程度的影响,并利用XRD和SEM测试手段对水泥增效剂改性水泥的水化产物及硬化浆体的形貌进行了分析.实验结果表明:水泥增效剂的掺入,缩短了水泥浆体的凝结时间,提高了水泥胶砂的抗压强度及抗折强度,促进了硅酸盐水泥早期水化.XRD与SEM分析表明:水泥增效剂的掺入不仅提高了水泥的水化程度,增加了钙矾石的生成量,而且改善了水泥浆体的微观结构.