石膏存在下含钡硫铝酸钙矿物水化过程的研究

本实验采用不同量的BaSO4取代C4A3￣S中的CaSO4,合成了一系列新型含钡硫铝酸盐矿物.利用XRD、IR、SEM等测试手段,研究了在外掺一定量石膏前提下的水化过程,确定了系统的水化产物主要为AFt、BaSO4和AH3凝胶,得出了含钡硫铝酸盐水泥早强快硬的本质原因.     

钡离子对单硫型水化硫铝酸钙氯离子固化作用的影响

单硫型水化硫铝酸钙(AFm)作为水泥水化主要产物之一,能够利用层间硫酸根离子与氯离子发生离子交换反应实现氯离子固化,在提升水泥基材料氯离子固化能力和解决钢筋混凝土氯离子侵蚀难题方面发挥着关键作用。为提升AFm的氯离子固化能力,本研究在浸有AFm的氯盐溶液中引入不同浓度的钡离子,对比了不同龄期下AFm试样的氯离子固化能力,分析了不同龄期下AFm试样物相组成、热学性质和微观形貌的变化,并分析了溶液中钡离子浓度随龄期变化规律,探究出钡离子浓度对AFm氯离子固化的影响及其作用机理。结果表明,钡离子能够消耗AFm中硫酸根离子生成硫酸钡沉淀,促进AFm与氯离子发生插层反应,显著提升AFm的氯离子固化能力。不同浓度的钡离子对AFm氯离子固化作用机理存在差异,低浓度钡离子能够促进体系钙矾石(AFt)和Friedel盐生成,高浓度钡离子主要促进体系Kuzel盐生成。     

低水灰比对硅酸盐水泥水化程度的影响

研究了低水灰比硅酸盐水泥的水化程度，并利用XRD和SEM分析了其水化产物的微观结构。结果表明在低水灰比条件下，水泥的水化程度较低，其硬化水泥浆体中存在较多的未水化水泥；同时由于自身的密实性增强和体系的低孔隙率，使水泥水化产物的结晶、生长情况也受到影响。     

硫铝酸钙-贝利特水泥熟料的低温制备及其水化性能研究

以煤矸石、脱硫石膏、石灰为主要原料,采用水热合成-低温煅烧方法制备了硫铝酸钙-贝利特水泥熟料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析了水热合成物、煅烧试样及水化产物的矿物相,利用等温量热仪测定了水泥早期水化放热随时间的变化,并测定了水泥的力学性能。结果表明:在120℃下水热合成前驱体后再经煅烧,可在1 050℃低温下制成硫铝酸钙-贝利特水泥熟料。与一步法相比,该低温水泥的早期水化放热速率较高。当水泥中的二水石膏掺量为13%(质量分数)时,水泥1d、28d的抗压强度分别为30.2 MPa和57.3 MPa,28d的水化产物主要为长纤维状的AFt。     

掺杂TiO_2对C_4A_3形成及水化性能的影响

研究了掺杂 ＴｉＯ２对Ｃ２Ａ３Ｓ矿物的形成及水化性能的影响在１３００℃保温１ｈ, ＴｉＯ２稳 定过渡产物ＣＡ的作用使Ｃ４Ａ３Ｓ的形成速度降低;在１３００℃保温３ｈ,适量的 ＴｉＯ２增加 Ｃ４Ａ３Ｓ的 形成量;ＴｉＯ２的含量过高,使Ｃ４Ａ３Ｓ的形成量减少并出现 ＣＴ（ＣａＴｉＯ３）．掺杂ＴｉＯ２使Ｃ４Ａ３Ｓ 以四方晶系的结构存在掺杂提高了Ｃ４Ａ３Ｓ的水化反应活性,其原因是晶体结构的畸变     

不同温度下氧化铝对铝酸钙水化影响的研究

有人利用差热分析仪和Ｘ射线粉末衍仪研究了在１５℃、２０℃温度下氧化铝对铝酸钙化作用的影响。在任何温度下，含有氧化铝的铝酸钙（ＣＡ）的水化过程与在２２℃以上观察的纯铝酸盐的异常凝固现象相比加速得列快，就混合物而言，在２０℃和２５℃温度时，即纯铝酸盐的异常水化现象能出现的温度范围内，主要的水化物是Ｃ２ＡＨ８，在铝酸钙（ＣＡ）和ＣＡ／Ａ的混合物水化期间，大量的非晶态物已经形成。     

甲酸钙对硫铝酸盐水泥早期水化过程的影响

利用维卡仪、水化放热速率、XRD、TG-DSC和SEM等测试手段,研究了甲酸钙(Ca(HCOO)2)对硫铝酸盐水泥凝结时间、水化历程和水化产物及微观形貌的影响。结果表明,Ca(HCOO)2可明显促进硫铝酸盐水泥的凝结,并缩短初凝和终凝时间间隔;显著缩短了硫铝酸盐水泥的水化诱导期,且使水化加速期提前,使第一水化热峰值提高32%,但对水化稳定期的水化放热速率无明显影响;Ca(HCOO)2可以提高硫铝酸盐水泥水化环境的碱度,在早期提高了水化产物钙矾石(AFt)的结晶度,水化早期生成的水化产物结构致密,但并不改变水化稳定期的水化产物和微观形貌。     

含钡硫铝酸盐水泥的水化动力学与热力学研究

采用XRD和等温微量热法测试计算含钡硫铝酸盐水泥的水化动力学和热力学过程。结果表明,含钡硫铝酸盐水泥的水化过程主要受扩散过程控制,水化速率变化模式与铝酸钙、硅酸盐水泥类似。水化过程分为加速期、减速期和衰减期:在加速期,水化反应受成核反应控制,属自催化反应;从减速期开始,水化物在颗粒表面形成水化物薄膜,水化反应阻力加大,速率减缓;进入衰减期,水化反应完全受扩散过程控制。     

速凝剂对低水胶比浆体早期水化与微观结构的影响

低水胶比、高胶凝材料掺量的超高性能混凝土(UHPC)在常温养护条件下易产生凝结硬化不及时的问题。为促进UHPC在隧道初支、工程结构快速修复中的推广应用,拟采用有碱速凝剂(NA)和无碱速凝剂(AS)提升低水胶比浆体的早期凝结硬化速率。本工作通过水化热、水化溶出离子浓度、凝结时间和抗压强度试验研究速凝剂作用下低水胶比浆体的早期水化行为及凝结硬化规律,采用X射线衍射、SEM形貌观察和EDS能谱等手段对水化产物物相组成及微观结构演变规律进行了分析。结果表明,速凝剂的掺入加快了低水胶比复合胶凝材料浆体的早期水化速率,同时也促进了浆体的凝结硬化;NA对UHPC的促凝效果优于AS,其中NA-2%的1 d抗压强度为53.3 MPa, 28 d强度比为94.9%,而AS-4%的1 d抗压强度为38.9 MPa, 28 d强度比为92.3%;速凝剂促使低水胶比浆体快速生成大量水化产物,进而提高了浆体早期微观结构的致密性,且水化产物物相组成受速凝剂类型的影响较为显著。     

Preparation of calcium sulphoaluminate cement using fertiliser plant wastes

Phosphochalks from fertiliser plants contain significant amount of calcium sulphate along with P(2)O(5) and fluorine. The presence of these impurities makes them unsuitable for most applications and, hence its availability in millions of tons. We demonstrate that it is possible to prepare calcium sulphoaluminate-aluminoferrite based special cements having strength values comparable to ordinary Portland cement (OPC) using these waste chalks. Such cements are insensitive to the presence of impurities in the raw mixture, clinker at low temperatures (1,230 degrees C) and the clinkers produced are soft and friable. An empirical technique has been developed to predict the phase composition of the clinkers given the chemical composition of the starting raw mixture. The proposed low temperature clinkering route appears to be a promising method for converting waste phosphochalks into construction grade cements.     

硫铝酸盐复合水泥体系水化特征研究

通过正交试验研究了硫铝酸盐复合水泥中不同掺量的普通硅酸盐水泥、石膏、硅灰及粉煤灰对其强度、自收缩以及水化热的影响。结果表明:普通硅酸盐水泥及石膏的掺入显著改变了硫铝酸盐复合水泥水化进程,硅灰及粉煤灰是影响后期强度的主要因素;自收缩试验结果表明普通硅酸盐水泥和石膏是影响硫铝酸盐复合水泥水化早期自收缩的主要因素;水化热测试结果表明粉煤灰和普通硅酸盐水泥在水化前6 h起到显著作用,粉煤灰降低了水化放热,而普通硅酸盐水泥增加水化放热;硅灰及石膏对6~24 h水化放热影响显著。结合XRD及SEM测试结果,表明普通硅酸盐水泥和石膏的存在加速了硫铝酸盐复合水泥水化早期钙矾石生成,随着石膏浓度的下降,发生转晶(AFm),随着后期硫铝酸盐水泥中β-C₂S的水化以及硅灰、粉煤灰的火山灰反应产生C-S-H凝胶,使得体系致密化。     

普通硅酸盐-硫铝酸盐复合胶凝体系水化性能和机理研究

对普通硅酸盐(P·O)-硫铝酸盐(R·SAC)复合胶凝体系的凝结时间、胶砂强度进行了分析,利用等温量热仪、综合热分析仪(TG-DSC)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等从水化速率及水化产物微观形貌等方面分析了复合胶凝体系的水化机理。结果表明:当R·SAC掺量约为10%时,复合胶凝体系的凝结时间相比P·O明显缩短,早期强度提高幅度较大,同时也能获得较大幅度的后期强度增长,力学性能较纯组分水泥性能优越。复合胶凝体系的早期水化速率和放热量高于单组分水泥。随着R·SAC的掺入,复合胶凝体系的水化产物中钙矾石(AFt)增多,Ca(OH)₂晶体减少,且AFt的生成量越多,越有利于早期强度的发展,当R·SAC掺量超过30%时,Ca(OH)₂消失。     

Influence of LiAl-layered double hydroxides with 3D micro-nano structures on the properties of calcium sulphoaluminate cement clinker

The effect of LiAl-layered double hydroxides (LiAl-LDHs) with 3D micro-nano structures on the early properties and hydration process of calcium sulphoaluminate cement (CSAC) clinker was investigated. Three LiAl layered double hydroxides (LiAl-LDHs) with different particle size were prepared through a facile solvothermal method. CSAC clinker incorporating LiAl-LDHs with constant water to cement radio were made and tested. The results indicate that a higher content of LiAl-LDHs resulted in a faster hydration rate, a shorter setting time and a higher early compressive strength. Besides, with the decrease of the particle size of LiAl-LDHs, the hydration rate was accelerated with corresponding increase in compressive strength. However, the influence of particle size of LiAl-LDHs on the setting time of CSAC clinker is not significant. Moreover, the addition of LiAl-LDHs did not result in a new phase formed, but increased the quantity of hydration products providing higher compressive strength and shorter setting time.     

石灰石粉对硅酸盐水泥水化的影响

石灰石粉被广泛应用到水泥混凝土中,其在水泥体系中是否能产生活性效果仍存在争议。本文通过掺入30%石灰石粉与不掺石灰石粉组进行对比试验,采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)以及X射线衍射分析(XRD)进行微观分析,结果表明:石灰石粉能够加速水泥中C3S的水化,以及能够与C3A反应生成水化碳铝酸钙,并且会阻止钙矾石向单硫型水化硫铝酸钙的转变。     

水泥-粉煤灰-硅灰基超高性能混凝土水化过程微观结构的演变规律

超高性能混凝土(UHPC)具有卓越的力学性能和耐久性能,应用前景广阔。采用扫描电镜背散射电子图像、热重法和氮气吸附法系统研究了水泥-粉煤灰-硅灰基UHPC浆体水化过程中微观结构的演变过程。结果表明:UHPC浆体在早期水泥水化较快,但7d后水化变得较为缓慢,粉煤灰在UHPC浆体中反应较为缓慢,28d时反应程度仅为7%;UHPC浆体中Ca(OH)2含量早期上升快速,由于硅灰和粉煤灰的火山灰反应逐渐消耗,3d后含量开始下降,但28d时浆体中仍存在部分Ca(OH)2;此外,在水化过程中,UHPC浆体的比表面积不断降低,孔隙率逐渐下降,水化产物变得更为致密。     

Comparison of calcium phosphate product values using measurement of plasma total calcium and serum ionized calcium

Calcium phosphate product (Ca x Pi) is a clinically relevant tool to estimate the cardiovascular risk of patients with renal failure. In reports, mostly total serum calcium has been used. As measurement of serum ionized calcium has some benefits and is being used increasingly, we estimated the respective levels of calcium phosphate product using both total (t-Ca x Pi) and ionized calcium (ion-Ca x Pi). Fifty-eight healthy individuals and 180 hemodialysis (HD) patients from 2 centers were studied. Diagnostic accuracies for corresponding values of the t-Ca x Pi and ion-Ca x Pi were calculated using a GraphROC program. Of HD patients, 64% had t-Ca x Pi <4.4 mmol(2)/L(2) regarded as a desirable goal, and 10% had values over 5.6 mmol(2)/L(2) associated with a high cardiovascular risk. Based on GraphROC analysis, t-Ca x Pi of 4.4 mmol(2)/L(2) corresponded to a value of 2.2 mmol(2)/L(2) of ion-Ca x Pi and, respectively, t-Ca x Pi of 5.6 mmol(2)/L(2) corresponded 2.8 mmol(2)/L(2) of ion-Ca x Pi. Owing to the good agreement between the results in the 2 centers, these values for risk levels can be used in both centers. When measurement of ionized calcium is used, Ca x Pi values of 2.2 and 2.8 mmol(2)/L(2) can be used instead of generally used values of 4.4 and 5.6 mmol(2)/L(2) with total calcium.