29Si固体核磁共振技术在水泥化学研究中的应用

^29Si核磁共振技术常用于研究Si原子核周围的中短程相互作用,与X射线衍射、中子衍射、电子衍射等研究长程整体结构的方法互为补充,在水泥化学的研究当中具有重要的作用。本文从水泥混凝土中硅酸盐物质结构的分析、各种水泥的水化、矿渣的碱激发以及混凝土碱集料反应等方面,通过分析Si原子结构特征在^29Si固体核磁共振测试结果中所反映出来的变化,阐述了^29Si NMR技术在水泥化学研究中的应用。     

矿渣水泥水化产物平衡体系的研究

通过分析硅酸盐水泥熟料矿物组成、水化特性,矿渣的化学组成和水化过程,研究了普通矿渣水泥、碱矿渣水泥水化产物平衡体系的稳定性,并根据矿渣水泥系统水化产物稳定存在的条件,研制了适用于高掺量矿渣水泥的复合外加剂。     

利用红外和核磁技术分析矿渣硅酸盐复合胶凝材料的水化产物

采用傅里叶红外光谱(FTIR)和高分辨29Si固体核磁共振技术(NMR),研究了不同水化龄期的水泥-矿渣复合胶凝硬化浆体的微观结构。结果表明:纯硅酸盐水泥随着水化时间的增长,水化程度变大,聚合度增加,生成更多的长链水化硅酸钙(C-S-H)凝胶;矿渣硅酸盐水泥试样水化早期主要生成二聚体凝胶,随着龄期增长,逐渐转变为长链型凝胶,平均链长逐渐增加;随着矿渣掺量的增加,激发矿渣所需时间增长,早期Q~2(1Al)很少,但随着龄期延长,矿渣逐渐被激发,C-A-S-H凝胶变多。     

固体核磁共振在高分子材料结构研究中的应用

本文概述了固体高分辨核磁共振技术在高分子材料结构与形态研究中的应用及近年来的发展情况。     

水泥水化计算机模拟研究进展

介绍了水泥水化和微观结构的模拟与仿真的研究进展,对3个典型的水化仿真模型(HYMOSTRUC模型、CEMHYD3D模型、DuCOM模型)的模拟原理、特点及适用性进行分析和比较。     

低场核磁共振技术在水泥基材料中的应用

近年来,核磁共振技术已经成为表征水泥基材料水化进程、非化学结合水量和孔结构的一种重要手段。简单介绍了核磁共振基本原理和低场核磁共振主要参数;阐述了低场核磁共振技术在水泥基材料测试中的应用,主要包括水化进程、孔结构、水分迁移和扩散等方面的内容;展望了低场核磁共振技术在水泥基材料研究中的应用前景。     

污泥灰替代粘土煅烧水泥熟料的~(29)Si固体高分辨核磁共振分析

城市污泥的灰分与水泥生料中粘土的成分类似,可被用作粘土的替代品煅烧生态水泥熟料,从而实现污泥的减量、无害、资源循环利用的可持续发展要求。本文用污泥灰替代粘土配置成掺量为0wt.%、3.58wt.%、7.16wt.%、10.73wt.%和14.31wt.%的生料并煅烧成熟料,再利用~(29)Si固体高分辨核磁共振技术分析五种熟料的矿物成分,通过固体核磁分峰拟合技术得出五种熟料的贝利特和阿利特的含量比值,结果表明随着污泥灰掺量的增加,熟料中贝利特含量增加,阿利特含量降低,污泥中微量元素的引入使β-C_2S更稳定,阻碍C_2S向C_3S的转化。     

Rietveld全谱拟合方法对磷酸镁水泥水化产物的定量分析研究

在X射线衍射定性分析的基础上,结合Rietveld全谱拟合方法对不同龄期磷酸镁水泥样品的水化产物晶相含量进行了定量研究。结果表明,龄期为10 min、1 h及1 d的磷酸镁水泥样品中水化产物MgKPO4·6H2O的相对含量分别为12.39%、15.77%和18.38%,拟合的Rwp因子为9.73%～12. 8%,说明该方法能准确、直观、快速的确定不同龄期样品中各晶相的组成及相对含量,并获得各相的相关晶体学结构参数,同时结合相关理论对磷酸镁水泥的水化及性能作出客观分析,为加深对水泥材料的认识提供了一种可行的研究方法。     

含Q相高铝水泥水化性能的研究

在实验室内采用化学原料烧制Q相-CA(CaO·Al2O3)-C12A7(12CaO·7Al2O3)高铝水泥,对所烧制的水泥进行水化性能研究.研究结果表明:Q相-CA-C12A7高铝水泥早期强度高,中后期强度仍在发展且不倒缩.XRD和DTA分析表明,其早期水化产物为铝胶、CAHio和C2AH8,中后期为铝胶、CAH1o、C2AH8和C3AH6.     

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。     

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。     

水泥粒径分布与水化速度间的关系研究

为了研究水泥颗粒粒径分布与水泥水化速度之间的关系,根据文献提供的水泥粒径分布与水化度的试验数据,拟合建立了连续粒径分布水泥颗粒的水化速度公式。用该公式计算已知不同粒径分布的水泥浆体的水化速度,通过水泥水化过裤中的热重分析,得出不同龄期的水泥石的水化度试验值。结果表明:计算值与试验值对比基本吻合。     

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。     

磷酸钾镁水泥水化产物六水磷酸钾镁(K-Struvite)定量分析

磷酸钾镁水泥的各项性能与其中水化产物六水磷酸钾镁(K-Struvite)的含量息息相关。使用基于X射线衍射的绝热法、Rietveld法分析了不同配比磷酸钾镁水泥中K-Struvite和MgO的相对含量,并提出了将相对含量转化为绝对含量的公式。之后使用热重分析法确定了K-Struvite的脱水温度和绝对含量,并和绝热法、Rietveld法所得结果进行了比较,发现三种方法所得结果较为一致。绝热法和Rietveld法在分析K-Struvite相对含量时简便快速,但换算为绝对含量时比热重分析法需要的相关信息要多,可操作性弱于热重分析法。     

烧页岩在复合水泥中的应用

利用烧页岩与硅酸盐水泥熟料复合制备复合水泥,检测复合水泥的物理性能,通过正交试验和分析得到最佳原料配比,探讨该复合水泥的水化机理。结果表明,在合适的配比条件下,烧页岩与矿渣、粉煤灰复掺的复合硅酸盐水泥的安定性、凝结时间及其抗折、抗压性能均满足P.C 42.5#水泥的生产要求。