Cd2+对熟料矿物及水泥水化产物影响的研究

用化学试剂Cd（NO3）2代替工业废物中的Cd元素,对含Cd^2＋熟料矿物相组成及其水泥的水化产物用X射线衍射、扫描电镜及电子能谱分析测试方法分别进行了研究。结果表明,含Cd^2＋水泥水化产物的主要组成与普通硅酸盐水泥基本相同,Cd^2＋几乎不存在于AFt晶体结构中。     

Cr对水泥熟料矿物生成及水泥早期水化产物形成影响的研究

用化学试剂Cr(NO3)3代替工业废物中的Cr,对含Cr水泥熟料的矿物生成及水化进行了研究。研究结果表明,Cr可以提高熟料相中C2S的含量,在水泥水化初期促进了钙矾石的增长,同时有新的水化产物结晶相生成。     

以C4A3S和C11A7.CaF2为主要矿物相的水泥水化研究

借助Ｘ射线衍射，扫描电镜，差热分析，能谱分析和微量热仪等现代测试手段研究了以Ｃ４Ａ３Ｓ和Ｃ１１Ａ７．ＣａＦ２为主要矿物相的水泥的水化产物，水泥石结构，水化机理和水化放热规律，对该节能水泥的物理性能作了评价。     

无水硫铝酸钙在石膏和氢氧化钙水溶液中的水化试验研究

基于无水硫铝酸钙水化固液反应的机理,分别在20℃和60℃恒温条件下研究了不同的n(C4A3S∶C SH2∶CH)对C4A3S的水化程度以及水化产物的影响.利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析表征水化试样的矿物种类和微观结构.研究结果表明,CH对C4A3S的水化有一定的抑制作用,温度的升高都有利于C4A3S的水化.在溶液中有CH存在的条件下,温度的提高使得C4A3S在水化早期形成AFm相;由于C SH2量充足,最终的水化产物为AFt相.(在本文缩写中,C=CaO,A=Al2O3,H=H2O,S=SO3,S=SiO2)     

硅酸盐水泥水化产物微纳结构的原位研究

采用BSE-Raman原位表征了硅酸盐水泥水化产物的Raman光谱和空间分布.结果 表明:BSE-Raman能够原位获取水化硅酸钙(C-S-H)中硅氧四面体链Q1、Q2、Q3的结构信息.不同形貌组分的原位Raman光谱均由多种水化产物的Raman特征峰组成,即水泥水化产物在纳米尺寸存在混合现象.其中,占比最大的绒球状骨...     

CSA水泥作为矿物外加剂对硅酸盐水泥性能及水化的影响

以三种不同粒度的硫铝酸盐水泥(CSA水泥)为矿物外加剂,研究了CSA水泥粒度、掺量对硅酸盐水泥(PC)物理性能、水化过程及水化产物性能的影响.研究表明:CSA水泥的掺量与粒度同时影响PC的凝结时间及标准稠度用水量;当CSA水泥掺量较低(1％)时,PC抗压强度有所提高;CSA水泥缩短PC水化诱导期,促进早期水化,降低C3S的水化速率,加快AFt向AFm转化;CSA水泥增加了早期水泥硬化浆体的孔隙率、累计孔体积及最可几孔径,但对后期硬化浆体的影响不大;而AFt与CH的形貌如短针状AFt及大尺寸六方板状CH不利于晶体的连生与结合,对强度的影响较大.     

贝利特-硫铝酸钡钙水泥的水化硬化过程

贝利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的矿物组成主要有C2S、C2S、C3A、C4AF和C2.75B1.25A3S,其早期和长期强度均较高。研究水泥水化放热速率的结果表明：石膏掺量为10％的贝利特一硫铝酸钡钙水泥（BS）,预诱导期阶段水化放热速率高,诱导期持续时间长,加速期曲线峰型尖锐。石膏掺量不同时水化放热量总量基本相同,均介于硅酸盐水泥（PC）和贝利特水泥（BE）之间。该水泥水化产物主要有含钡AFt、CH、C—S—H凝胶及少量CAH10C3AH6等,相同龄期时比贝利特水泥水化程度高,水化铝酸钙转化为AFt的量较多。其早期水化程度略低,水化程度增进率高,15d左右就超过了硅酸盐水泥,且各龄期水化程度和水化速度都远远超过贝利特水泥。     

煅烧低品位明矾石在水泥中的应用

我县明矾石矿产资源丰富,矿山上存集有大量废弃的低品位明矾石及明矾石废渣,被当地老百姓用来盖房及铺设路面,十分可惜。自1999年8月份,我们将矿山上废弃的低品位明矾石经600～800℃的高温煅烧得到熟矾石,掺入水泥中代替部分熟料,进行可行性试验和应用尝试。结果表明：煅烧后的明矾石(以下简称熟矾石)具有较高的活性。掺入水泥不但具有明显的社会经济效益,而且有效地解决了我厂熟料凝结时间长,水泥泌水严重等几个老大难问题,同时明显地改善了安定性,提高了水泥的实际使用性能。1熟矾石及熟料化学组成　　明矾石的化学式为：K2SO…     

硅酸盐水泥水化产物微纳结构的原位研究EI北大核心CSCD

采用BSE-Raman原位表征了硅酸盐水泥水化产物的Raman光谱和空间分布。结果表明:BSE-Raman能够原位获取水化硅酸钙(C–S–H)中硅氧四面体链Q^(1)、Q^(2)、Q^(3)的结构信息。不同形貌组分的原位Raman光谱均由多种水化产物的Raman特征峰组成,即水泥水化产物在纳米尺寸存在混合现象。其中,占比最大的绒球状骨架主要由C–S–H和钙矾石(AFt)组成。BSE-Raman可快速、原位、精确识别不同的物相,在水泥基材料微结构表征方面具有广阔前景。     

固硫灰渣水化浆体中钙矾石稳定性

流化床燃煤固硫灰渣(简称固硫灰渣)含有大量烧粘土质矿物,还含有较多f-CaO和无水石膏,因此固硫灰渣水化浆体中含有一定量的钙矾石.用X射线衍射和化学分析方法研究钙矾石含量随水化龄期的变化规律,并以此反映其稳定性.结果显示:在标准养护条件下,钙矾石含量从1 d至28 d水化龄期呈逐渐增长趋势,但在28 d龄期后则显著减少.研究表明固硫灰渣水化浆体中的钙矾石是不稳定的,在一定龄期后会出现明显分解现象.     

碱对硅酸盐水泥水化硬化性能的影响

系统地研究了以碱含量不同、存在形式各异的熟料所制水泥的水化液相成分、水化程度、水化产物和硬化浆体微观结构,揭示了碱对硅酸盐水泥水化硬化性能影响的机理。水泥水化时,熟料中的碱迅速溶入水化液相,使液相中[OH-]升高、[Ca~(2+)]降低。由此促进水泥早期水化,并阻滞了后期水化的发展。所以,高碱水泥凝结快,1～3d硬化浆体的孔隙少、强度高;7～28d硬化浆体的孔隙多、强度低。     

磷渣对水泥浆体水化性能和孔结构的影响

通过对水泥浆体凝结性能、水化放热、力学性能和孔结构的测定,以及扫描电镜分析和差热-热重分析,研究了不同掺量磷渣对水泥浆体水化性能和微观结构的影响.结果表明:随着磷渣掺量的增加,浆体的凝结时间延长,水化热减少,早期抗压强度下降.但掺磷渣水泥浆体的后期抗压强度已接近或超过了纯水泥浆体的,磷渣掺量的增加对水泥浆体的后期抗压强度影响不显著.浆体中的Ca(OH)2量随龄期的延长而增加并随磷渣掺量的增加而降低.磷渣的活性效应和填充效应的发挥有效地改善了浆体水化后期的微观结构和孔结构,从而使浆体的力学性能有所提高.     

复合使用高效减水剂与缓凝剂对水泥水化历程的影响

用直接测温法及X射线衍射技术,系统研究了萘系、氨基磺酸盐系及聚羧酸盐系3种高效减水剂,三聚磷酸钠及糖钙2种缓凝剂及复合使用高效减水剂与缓凝剂对水泥水化热、水化温峰、温峰出现时间及不同水化龄期Ca(OH)2和钙矾石(ettringaite,AFt)生成量等方面的影响.结果表明:单掺高效减水剂使水化温峰升高,温峰出现时间延迟,水化热及温峰时的Ca(OH)2生成量增加.单掺缓凝剂使水化温峰降低,温峰出现时间大幅度延迟,水化热及温峰时的Ca(OH)2生成量明显减少.复合使用高效减水剂与缓凝剂时,由于协同效应,使高效减水剂的分散作用及缓凝剂的缓凝作用同时得到加强.与单掺缓凝剂相比,复掺后水泥水化温峰出现的时间进一步延迟,水化温峰进一步降低,水化热及水化温峰时Ca(OH)2生成量进一步减少;但是,外加剂对AFt生成量影响不大.     

硅酸盐熟料-煤矸石/粉煤灰混合水泥水化模型研究

对两种不同3CaO·SiO_2(C_3S)含量的硅酸盐水泥和分别掺有30%(质量分数,下同)煤矸石和30%粉煤灰的混合水泥中水化产物含量变化和形态进行了研究,建立了水化产物量变模型和水化产物形态模型,分析了模型的主要特征和意义。相同龄期,高C_3S硅酸盐水泥比低C_3S硅酸盐水泥生成更多的水化硅酸钙(calcium silicate hydrate,CSH)凝胶和氢氧化钙。含混合材的水泥水化时,CSH凝胶在水化早期和后期有两个增长幅度较大的阶段,并且1年后形成的CSH凝胶量与纯硅酸盐水泥的相当。水泥水化产物与混合材的二次水化反应较慢,研究掺有混合材水泥更长龄期的水化产物含量及结构变化,将有助于理解混合材对水泥性能的作用机理。     

高掺量混合材复合水泥的水化性能

通过水化微量热、化学结合水测定和X射线衍射、热重-差热分析、扫描电镜等测试方法研究了3种高掺量矿渣、粉煤灰、石灰石复合水泥的水化性能,并与硅酸盐水泥的水化进行了对比。结果表明：高掺混合材复合水泥的水化放热特征与硅酸盐水泥有明显不同,早期水化反应速度低于硅酸盐水泥,但后期由于矿渣、粉煤灰的二次水化反应使其水化速度增长较快。主要的水化产物亦为水化硅酸钙凝胶、钙钒石和Ca(OH)2晶体,但Ca(OH)2含量明显低于硅酸盐水泥浆体中的Ca(OH)2含量。     

掺煅烧石膏水泥早期水化过程的研究

利用DTA,XRD,IR测定水泥水化浆体的化学结合水和Ca(OH)2的生成量,研究了煅烧石膏,二水石膏对硅酸盐水泥早期水化过程的影响。结果表明：在水化龄期相同时,掺煅烧石膏水泥浆体中水化产物同掺二水石膏相比,Ca(OH)2生成量大;在1d前无钙钒石（AFt)生成,结合水量在1d前,前者高于后者,而1d后则相反。指出了煅烧石膏加快水泥水化产物形成的机理在于：由于它的溶解度较低,在水泥水化初期（1d前）,存在于水泥中的铝酸盐相不能形成AFt,从而减缓了AFt对水泥水化的延缓作用,加速了整个熟料矿物相的水化。     

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。     

高掺量粉煤灰水泥胶凝材料的水化性能研究

用ＴＭＳ－ＧＣ,ＸＲＤ,ＤＴＡ,ＳＥＭ等方法研究了高掺量粉灰水泥胶凝材料的水化性能;分析了粉煤灰掺量、激发剂等对高掺量粉煤灰水泥胶凝材料水化性能的影响,并与硅酸盐水泥的水化性能进行了对比。结果认为：高掺量粉煤灰水泥的水化速度低于不掺灰的硅酸水泥的水化速度,但后期增长较快;激发剂能加快高掺量粉煤灰水泥的水化速度。     

磷酸钙骨水泥的水化放热行为

深入研究了由磷酸四钙（tetracalcium phosphate,TECP)和无水磷酸氢钙（dicalcium phosphate anhydrous,DCPA)组成的磷酸钙骨水泥（calcium phosphate cement,CPC)水化反应过程的放热行为及其影响因素。CPC的水化反应是放热反应,整个反应经历初始期、诱导期、加速反应期、减速反应期及终止期5个时期。引入羟基磷灰石（hydroxyapatite,HAP)晶种可使诱导期缩短,反应峰前移,且在25℃时引入晶种的影响较37℃时更为明显,这是由于晶种的引入降低了异相成核的活化位能的缘故。提高温度不仅使反应峰前移,而且使反应峰明显增大,由此计算出反应活化能为176kJ/mol。原料颗粒大小及钙磷比对水化反应影响很大,降低TECP的粒径及样品的钙磷比会使反应速度明显加快,且使反应峰大大提前,由25℃时n(Ca)/n(P)为1．5和1．67时的水化反应热可以计算出磷酸四钙和缺钙羟基磷灰石（calcium-deficient hydroxyapatite,CDHA)的标准摩尔生成焓分别为－5908kJ/mol和－11119kJ/mol。     

铁铝酸盐水泥中铁相水化特征的研究

本文研究了C_2F-C_6A_2F固溶体系列中4个代表矿物C_2F,C_6AF_2、C_4AF、C_6A_2F的水化特征和不同组成的铁相对铁铝酸盐水泥性能的影响。结果表明,除C_2F外,铁相的水化产物为C_3(A,F)H_6、C_4(A,F)H_(13)和FH_3;铁相的水化速度与其配位数有关;C_4AF-C_6AF_2组成范围内的铁相具有最佳强度性能。