碳化对碱矿渣水泥石干燥收缩的影响

为研究碳化行为对碱性胶凝材料干燥收缩的影响,以水玻璃或NaOH为碱组分,制备Φ27.5×50mm碱矿渣水泥石试件,并测量Φ27.5×1mm水泥石薄片在干缩条件与碳化条件下的直径变化率,以表征碱矿渣水泥石的干燥收缩与碳化收缩.结果表明:在(20±1)℃,相对湿度(70±5)%的条件下,以NaOH为碱组分的碱矿渣水泥石干燥收缩大于以水玻璃为碱组分的碱矿渣水泥石干燥收缩;碳化使硅酸盐水泥石的收缩增加,但未增加碱矿渣水泥石的收缩;碱当量适当提高有利于减小碱矿渣水泥石的干燥收缩与碳化收缩;以模数为1.2~1.5的水玻璃配制的碱矿渣水泥石干燥收缩与碳化收缩较小.     

水泥石的碳化深度与孔结构的测试及参数关系探索

本文采用人工快速碳化和压汞测孔的试验方法,对不同水灰比、不同减水剂的水泥砂浆试样进行碳化深度和孔结构测定;据此,对碳化深度与孔结构参数的关系进行了定性分析和数理统计分析,发现孔形参数,即管形孔含量对水泥石的碳化性能影响很大,以总孔含量和管形孔含量为自变量,碳化深度为因变量建立的回归方程具有较高的相关系数。     

粉煤灰水泥石碳化反应机理的研究

本文应用SEM、EDXA和MIP等手段对碳化前后水泥石结构进行了对比分析，揭示了水泥石碳化后大孔增加原理，并通过碳化收缩裂缝分析说明了粉煤灰水泥石抗碳化性能劣化的原因。     

碳化对碱矿渣水泥浆体微观结构的影响

针对碱-矿渣水泥水化产物中不存在Ca(OH2)且碳化比较严重的现象,选择水玻璃作为碱组分,采用X-射线衍射(XRD)和可变真空扫描电子电镜(SEM)研究了碱-矿渣水泥浆体的碳化产物和微观形貌,结合氮吸附方法分析了碳化对碱-矿渣水泥浆体孔结构的影响.结果表明:碱-矿渣水泥浆体碳化导致的孔隙溶液Ca2+浓度降低由水化硅酸钙(C-S-H)凝胶脱钙补偿,碳化生成的碳酸钙主要以方解石的形式存在;碳化后,C-S-H凝胶的钙硅比降低,浆体的比表面积增大,平均孔径降低,而累积孔体积的变化与水玻璃的模数有关.     

碳化对粉煤灰水泥石比表面积和孔径的影响

用COULTER SA3100比表面积和孔径分析仪研究了碳化前后掺粉煤灰水泥石内比表面积和孔径的变化．结果表明,碳化使水泥石中孔径大于20nm的毛细孔体积减小,而孔径小于20nm的毛细孔体积增大,总孔体积减小,但内比表面积增大．水泥浆体的水灰（胶）比越大,碳化对掺粉煤灰水泥石内比表面积和孔径的影响越大．     

MgO激发剂对碱矿渣抗压强度、水化产物及孔结构的影响

运用XRD、SEM、核磁共振等测试方法研究了MgO碱当量对碱矿渣材料的抗压强度、水化产物及孔结构的影响.结果表明,在试验给定碱当量范围内(3％～11％),碱矿渣砂浆的抗压强度与MgO碱当量近似呈现线性关系.MgO激发矿渣材料的水化产物主要是水滑石、托贝莫来石等C-S-H和方解石,随着龄期增长,水滑石、托贝莫来石型C-S-H结晶程度逐渐提高.随着MgO碱当量增大,碱矿渣砂浆28 d孔结构不断粗化,孔隙率不断降低,最小孔径均大于10 nm.研究结果可为MgO基碱矿渣材料的理论研究提供参考.     

碱矿渣水泥砂浆抗碳化性能研究

研究了碱当量(以氧化钠当量计)、水胶比和胶砂比对碱矿渣水泥砂浆抗碳化性能的影响,并与硅酸盐水泥砂浆进行了对比试验。结果表明:在相同水胶比条件下,碱矿渣水泥砂浆比硅酸盐水泥砂浆更易碳化,且水胶比越大,胶砂比越小,碳化越严重。在3%～6%范围内,随着碱当量的增加,碱矿渣水泥砂浆的碳化程度减小。扩展度相当时,水玻璃为碱组分的碱矿渣水泥砂浆的抗碳化能力强于硅酸盐水泥砂浆。     

碳化对混凝土孔结构的影响

通过对混凝土快速碳化试验和微观孔结构测试,研究了碳化龄期对碳化深度和碳化区试样密度的影响,分析了碳化区孔隙率和孔径大小随碳化龄期的变化规律,采用灰熵法探讨了4种孔隙对碳化区密度的影响程度,并基于热力学分型模型计算得到各个碳化龄期下碳化区孔结构分形维数.结果表明:混凝土碳化深度随碳化龄期的增加而增加,密度随碳化龄期先增加后减小,7 d时密度最大;碳化填充了多害孔和有害孔,提高了无害孔比例,并使多害孔更好的分散,连通和集聚了少害孔;对碳化区密度影响最大的是有害孔表面积,其分形维数随碳化龄期的增加出现了先降低后增加的趋势;碳化区密度与有害孔分形维数相关性良好,碳化区密度随有害孔分形维数的增加而减小.     

蒸汽养护制度对水泥石孔结构的影响

采用压汞法研究了蒸汽养护(蒸养)制度对水泥石孔结构的影响.结果表明:蒸养过程会导致水泥石孔结构变差,这是造成蒸养混凝土抗渗性能下降的主要原因;蒸养制度中各参数的变化对水泥石孔结构有明显的影响,静养时间的延长对水泥石孔结构具有改善作用,而较快的升温速率、较长的恒温时间及过高的恒温温度均会对水泥石的孔结构产生不利影响.     

利用废硅渣及废碱水制备碱胶凝材料的研究

利用化工厂的废碱水作碱性激发剂、并掺加该厂硅渣制备碱矿渣水泥 .研究结果表明 :通过优化废碱水和硅渣的掺入量 ,可制备强度发展良好、凝结时间正常的碱胶凝材料 ,有效降低碱胶凝材料的成本 .另外发现 ,这种碱胶凝材料的水化产物除了C S H凝胶外 ,还有水化硅铝酸钙Ca(Al2 Si2 O8)·4H2 O、硅铝酸钙钠 (Na,Ca)Al3Si5O1 6两种难溶性沸石类矿物     

碱—矿渣水泥快速凝结的影响因素与机理研究

研究了矿渣的细度、激发剂的主要参数、水胶比、缓凝剂的种类与掺量等方面对碱激发矿渣水泥凝结性能及强度的影响,并通过测定水化热、非蒸发水量、微孔分布等物化性能以对碱激发矿渣水泥快凝的机理进行分析,在此基础上讨论了合理、有效控制碱激发矿渣水泥快速凝结的技术途径。     

非离子纤维素醚改性水泥浆的孔结构

通过表现密度测试及宏观、微观孔结构观察,研究不同分子结构非离子纤维素醚对水泥浆孔结构的影响.结果表明,非离子纤维素醚会导致水泥浆孔隙率增加;非离子纤维素醚改性水泥浆黏度相近时,羟乙基纤维素醚(HEC)改性水泥浆的孔隙率比羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)和甲基纤维素醚(MC)改性水泥浆小;基团含量相似的HPMC纤维素醚,黏度/相对分子质量越低,其改性水泥浆孔隙率越小.非离子纤维素醚掺入水泥浆后,降低了液相表面张力,使得水泥浆容易形成气泡;非离子纤维素醚分子定向吸附在气泡气-液界面,同时还增加了水泥浆液相黏度,使得水泥浆稳定气泡的能力增强.     

不同养护条件下水泥基材料的孔隙结构

对于不同水胶比的水泥基材料,使用压汞法研究了其在饱水养护和密封养护条件下孔隙结构的特征.结果表明：养护条件对水泥基材料的孔径分布影响明显.与饱水养护相比,密封养护能显著增加RⅢ区间（100～1000nm）的孔隙含量(质量体积),降低RⅠ区间（<10nm）的孔隙含量;密封养护会降低水泥基材料的比表面积,增加净浆的孔隙率(体积分数),但对砂浆孔隙率的影响较不明显.胶凝材料中的磨细高炉矿渣(质量分数为65%）和硅粉(质量分数为5%）不能完全抑制孔隙自干燥导致的孔隙连通作用.     

碳化对水泥石中硫元素分布的影响

为合理评价混凝土中发生硫铝酸盐膨胀反应的硫酸根离子浓度,应用电子探针显微分析技术,研究了碳化对水泥石中硫元素分布的影响,阐明了碳化作用下混凝土中硫元素的迁移规律.结果表明:碳化前水泥石截面的硫元素分布比较均匀,碳化后水泥石中的硫元素由碳化区向非碳化区迁移和积聚,硫元素在碳化区浓度较低,非碳化区浓度较高,钙矾石含量也随之增大,这种因碳化作用造成的硫元素分布不均匀可能导致混凝土局部发生硫铝酸盐膨胀开裂.     

磷铝酸盐水泥浆体抗碳化性能的研究

应用定量X射线衍射(QXRD)和电子探针微区分析技术,从微观角度考察了磷铝酸盐水泥(phosphoaluminate cement,PALC)浆体的碳化程度.通过对浆体的Ca2+溶出浓度、离子电导、在设定条件下浸出溶液的pH值和孔结构分析,探索了浆体的抗碳化机理.将上述研究与相应的硅酸盐水泥(PC)和硫铝酸盐水泥(SALC)浆体试样进行了比较,结果表明:在CO2(质量分数)>90%、相对湿度为(50±2)%的情况下,经碳化后的PALC浆体强度相对稳定:碳化45d时其抗压强度损失率为4.5%,而SALC和PC浆体抗压强度损失率分别达到了13.4%和29.1%.PALC浆体的碳化系数α为0.030,PC和SALC浆体的α分别为0.092和0.118,后两者分别是前者的3.08及3.94倍.     

钢渣对水泥砂浆早期干燥收缩和孔结构的影响

研究了钢渣粉及不同粒径范围钢渣砂对水泥砂浆早期干燥收缩性能和孔结构的影响.结果表明:在一定掺量范围内,单掺钢渣粉或钢渣砂均能明显降低水泥砂浆的早期干燥收缩率,当掺量(质量分数)为30%时,改善效果尤为显著;钢渣砂粒径范围不同,对水泥砂浆早期干燥收缩率的影响有所不同,粒径小于2.5mm的钢渣砂具有明显改善作用.主要原因在于钢渣粉或钢渣砂能降低水泥砂浆的孔隙率,优化孔结构,提高密实度;相比于钢渣砂,钢渣粉对水泥砂浆早期干燥收缩性能和孔结构的改善效果更加显著,但二者复掺的改善效果并不明显.