丁苯橡胶对水泥化过程及水泥石微观结构的影响

用多种实验手段研究了在普通硅酸盐水泥中掺入丁苯橡胶乳液对水泥水化过程的影响，并用用扫描电镜分析了掺入了苯橡胶后水泥石微观结构形态的改变，从而探讨了丁苯橡胶改善水泥石物理力学性能的机理。     

持续负温下矿粉掺量对水泥水化和水泥石抗渗性影响的试验研究

通过试验,研究持续负温下矿粉掺量对水泥水化和水泥石抗渗性的影响,分析水泥石抗渗性和水泥水化之间的关系,探究不同矿粉掺量对水泥水化和水泥石抗渗性的作用机理.试验结果表明:温度越低,水泥水化程度越低;随着矿粉掺量的增加,水泥水化程度都有一定程度降低,且水化前期减小量较小,水化后期减小量较大;掺入一定比例矿粉,随着龄期的增长,水泥水化速率整体呈降低趋势,而当矿粉掺入比例不同时,随着掺量的增加,不同龄期内水泥水化速率的变化规律不同.通过试验得出,28 d龄期水泥石6h电通量随着矿粉掺入比例的增加而增增加.     

微晶对油井水泥性能的影响

室内试验对比了掺入微晶的油井水泥和油井水泥原浆的常规性能、流变性、渗透率、水化热、水泥石强度及显微结构等.微晶水泥具有低成本、高性能的特点.微晶水泥石气体渗透率低于1×10-3μm2,水泥石的抗压强度最高可达60MPa.     

提高525号普通水泥质量的研究

研究了用烧石膏代替二水石膏并掺入少量石灰石对水泥物理性能的影响.实验结果表明,该措施可有效地提高水泥的早期和后期强度.通过水泥石孔结构的测定,证实了水泥石总孔体积减少,其中小于50nm的孔体积百分数增加.     

铬渣综合利用制水泥

研究铬盐工业废渣掺入生料烯烧硅酸盐水泥，并适当代替混合材掺入水泥中，使铬渣中有毒Ｃｒ＾６＋还原转变成无毒Ｃｒ＾３＋，少量Ｃｒ＾６＋被水泥水化固封在水泥石中，从而达到解毒目的，同时铬渣掺入生料起到矿化、助熔双重作用。使其产量提高１０％左右，能耗下降１２％左右。熟料易磨性好，使水泥生产成本大幅度下降，铬渣处理量大，使用安全。     

用硬化水泥石配料的硅酸盐水泥熟料烧成特性与力学性能

为探究硬化水泥石部分替代水泥生料对熟料烧成的影响,研究了硬化水泥石在高温（1 000～1 450℃）下的煅烧特性,进而研究了相同率值下不同硬化水泥石掺量（0、10%、20%和30%）与不同煅烧温度（1 350、1 400℃和1 450℃）对水泥生料的易烧性与熟料性能的影响规律。结果表明：硬化水泥石经过高温煅烧后,在1 300℃时会再次生成C₃S。硬化水泥石替代部分硅酸盐水泥生料会降低液相出现的温度与C₃S的表观活化能,其最佳掺量为20%。硬化水泥石的掺入会稳定C₂S的晶型导致C₃S形成困难,同时使C3S的晶型由R型向M型转变。与分析纯原料作为水泥生料相比,适量硬化水泥石（20%）作为水泥生料掺入会提高熟料后期的力学性能,这可能与熟料中C₃S晶型差异、C₂S活性差异以及熟料矿相的发育质量有关。     

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。     

-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.     

高分散石墨烯改性水泥基材料力学性能的研究

通过改性Hummers法制备出高分散性的石墨烯,并以不同的比例掺入到水泥基复合材料中进行力学试验研究。结果表明,掺入一定量的石墨烯能够有效地提高水泥基复合材料的抗折、抗压强度,当石墨烯掺量为0.03wt%时,28d龄期抗折、抗压达到最大值,分别为9.6MPa和62.8MPa,比普通空白样提高了10.3%和18.9%。分析水泥石的SEM、FT-IR及XRD等微观结果发现,石墨烯在水泥水化过程中,通过调控水化晶体的生长形态和聚集状态,改善了硬化水泥石内部微观孔隙分布,使材料密实度增加,从而提高其强度。     

铬渣综合利用制水泥

研究铬盐工业废渣掺入生料煅烧硅酸盐水泥,并适当代替混合材掺入水泥中,使铬渣中有毒Ｃｒ６＋还原转变成无毒Ｃｒ３＋,少量Ｃｒ６＋被水泥水化固封在水泥石中,从而达到解毒目的。同时铬渣掺入生料起到矿化、助熔双重作用,使其产量提高１０％左右,能耗下降１２％左右,熟料易磨性好,使水泥生产成本大幅度下降,铬渣处理量大,使用安全。     

水泥石结构强度数学模型

波特兰水泥石的结构是一个多相、多组分、多孔结构体系，且其结构随水化硬化的时间、空间和环境面演变。     

油井水泥专用丁苯胶乳的实验评价

针对传统丁苯胶乳在油井水泥浆中适用性能差的问题,采用种子乳液聚合方法合成了一种油井水泥专用丁苯胶乳,并对其进行了微观结构和应用性能评价。该丁苯胶乳物理性能、红外及热失重分析结果表明：该丁苯胶乳乳液稳定性好,高温下分子结构稳定。丁苯胶乳水泥浆的应用性能结果和微观结构分析表明：该丁苯胶乳水泥浆API失水可控制在50 mL内,耐盐性能好,可解决传统胶乳水泥浆稠化实验"鼓包"、"包心"等问题;加有该丁苯胶乳的水泥浆早期强度发展快,胶凝强度过渡时间短;丁苯胶乳能细化水泥浆的孔径结构,提高水泥浆的胶结强度和形变能力,并且其水泥石的柔韧性比原浆水泥石提高了30%;此外,能够满足深井、超深井和气井等复杂井的固井作业要求。     

环氧水泥砂浆的改性机理

通过对环氧改性水泥净浆的水化程度和砂浆的孔结构研究，借助于扫描电镜分析，探讨了聚合物对水泥砂浆的改性机理。聚合物的存在一方面延缓了水泥的水化速度，另一方面改善了硬化浆体的毛细孔结构，一部分聚合物在硬化浆体中形成不连续的薄膜。所以聚合物的改性作用是上述两方面的综合作用。     

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.     

矿渣、粉煤灰和硅灰对硬化水泥浆体孔隙率的影响

本文用3种不同的试样制备方法和3种测孔方法分别测定了加矿渣、粉煤灰和硅灰等掺合料的硬化水泥浆体孔隙率。结果表明,试样制备方法和孔隙率测定方法一样,都会影响孔隙率的测定结果,掺加掺合料以后,这种影响更为显著。     

灌浆水泥膨胀性能的研究

研究了灌浆水泥在采用掺加减水剂、调节W/C及压力灌浆三种增加流动度方法时,其硬化浆体的膨胀性能;探讨了灌浆硬化水泥浆体的膨胀机理,提出硬化水泥浆体的膨胀是由于钙矾石结晶压力、凝胶粒子间的静电斥力和凝胶的溶账现象共同作用的结果,三种作用的相对大小随水化硬化进程而变化。     

聚丙烯酸酯乳液在水泥砂浆中的应用

为了提高水泥砂浆的韧性,选用了能形成柔性薄膜结构的聚合物--聚丙烯酸酯乳液对水泥砂浆进行改性.研究了聚丙烯酸酯乳液对水泥砂浆体积密度、抗压强度、抗折强度、韧性、动弹模量和黏结抗拉强度的影响.结果表明:聚丙烯酸酯乳液在一定程度上降低了水泥砂浆体积密度和抗压强度,对抗折强度影响较小,改善了水泥砂浆的韧性,并且可提高黏结抗拉强度.当乳液掺量(质量分数)大于5%时,28 d混合养护聚丙烯酸酯乳液水泥砂浆的压折比降低到3以下,只有当乳液掺量大于10%时,水泥砂浆的黏结抗拉强度才明显提高.     

硅酸盐水泥硬化体中Cr的存在形态分析

采用改进的BCR(The Community Bureau of Reference)分级浸提方法对硅酸盐水泥硬化体进行分离,并利用离子色谱、紫外-可见分光光度计等测定浸提液中离子浓度,利用X射线衍射和差热分析对浸提剂处理后残渣的组成进行分析,以研究改进的BCR分级浸提方法对硅酸盐水泥硬化体的分离作用以及水泥硬化体中Cr的存在形态与分布.结果表明:所选取的3种浸提剂能够有效地分离水泥水化产物,区分其中不同结合形态的Cr.硅酸盐水泥硬化体中Cr的存在形态可划分为:酸可交换态Cr、可还原态Cr、可氧化态和残渣态Cr,其中,酸可交换态Cr含量低于0.5%;可还原态Cr约占1%,其受环境pH值的影响较大;可氧化态和残渣态为水泥硬化体中Cr的主要存在形态,约为98%.随着龄期的延长,酸可交换态Cr会逐渐向残渣态转换,向环境溶出的可能性减小.     

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。     

C-S-H及C-S-H脱水相对水泥石结构改性的研究

以C-S-H及C-S-H脱水相作水泥水化物沉淀中心的品种。从理论上阐明了它们是具有较大介电常数、较小物理化学不均匀系数、高分散度的晶种物质,故具有优先吸附的界面效应及优先沉淀的结晶中心作用,可缓和原始矿物表面的高浓度的屏蔽效应及界面的近程析晶,使水化物分布均匀、结构致密,从而提高水泥石强度。C-S-H及C-S-H脱水相两者中,尤以后者作用更显著。