SO3含量对含三异丙醇胺水泥水化的影响

通过水泥胶砂强度试验、水化热(hydration heat)测量、硬化水泥浆体的热分析(TGA)、X射线衍射分析(XRD)及定量X射线衍射分析(QXRD)、微观形貌扫描电镜(BSE)观察,研究了不同SO3含量对含三异丙醇胺(triisopropanolamine,TIPA)硅酸盐水泥胶砂强度、水化进程和水泥浆体微观结构的影响.结果表明:SO3含量提高有助于提高含三异丙醇胺水泥的早期强度;水化热分析结果表明在含TIPA水泥中额外加入SO3后,水泥水化反应速率增大,水化3 d累积放热量增加,水化程度更大,且AFt-AFm的转化过程受到抑制;与含TIPA水泥水化相比,额外SO3掺量为0.6％时,硫酸盐促进整个硅酸盐相(C3S+C2S)的早期水化生成更多的Ca(OH)2(CH)参与C4AF的水化,在一定程度上促进其反应生成更多的AFt;外掺SO3生成的水泥石更致密.     

掺石灰石粉水泥的水化过程及微观结构

用微量热仪测定了含石灰石粉水泥浆体的水化放热。用扫描电镜观察了掺石灰石粉水泥硬化浆体的微观结构。试验结果表明:一定细度的石灰石粉可加速水泥的水化,掺石灰石粉水泥的水化放热量低于不掺石灰石粉水泥的水化放热量。水泥硬化浆体中沿着石灰石粉片状方解石晶体的边缘容易形成平整断面。     

温度对水泥-矿渣复合胶凝材料水化的影响（英文）

研究了温度对水泥-矿渣复合胶凝材料硬化浆体微观结构及净浆和砂浆后期强度的影响。利用背散射图像分析法测定了硬化浆体中水泥和矿渣各自的反应程度。探讨了水泥-矿渣复合胶凝材料水化程度、微观结构和力学性能之间的关系。结果表明:温度对纯水泥的水化程度影响很小,但高温(60℃)降低了纯水泥净浆的后期抗压强度。高温阻碍了复合胶凝材料浆体中水泥的后期水化,但促进了矿渣的水化,提高了矿渣的后期反应程度。高温下矿渣持续反应使硬化浆体的孔结构细化,使复合胶凝材料净浆的后期抗压强度与常温养护时相近。高温对水泥-矿渣复合胶凝材料砂浆后期抗压强度的不利影响大于净浆后期抗压强度。高温养护并不导致水泥-矿渣复合胶凝材料的后期水化程度降低。复合胶凝材料的水化程度与强度不呈线性相关。     

水泥增效剂对普通硅酸盐水泥性能的影响

本文研究水泥增效剂对硅酸盐水泥凝结时间、胶砂强度以及水化程度的影响,并利用XRD和SEM测试手段对水泥增效剂改性水泥的水化产物及硬化浆体的形貌进行了分析.实验结果表明:水泥增效剂的掺入,缩短了水泥浆体的凝结时间,提高了水泥胶砂的抗压强度及抗折强度,促进了硅酸盐水泥早期水化.XRD与SEM分析表明:水泥增效剂的掺入不仅提高了水泥的水化程度,增加了钙矾石的生成量,而且改善了水泥浆体的微观结构.     

改性硅酸盐水泥的水化动力学研究

将磷铝酸盐水泥熟料掺入到硅酸盐水泥中制备改性水泥,从水化动力学的角度研究其水化情况,并与硅酸盐水泥的相应行为进行了对比.首先通过测定水化放热速率、新拌水泥浆体中的Ca2+和SiO44-离子浓度、电导率及pH值研究了改性硅酸盐水泥的水化历程,并求得了水化动力学方程.其次,测定了改性硅酸盐水泥的净浆与砂浆的强度,并用XRD等分析方法初步探讨论了改性水泥的水化机理.研究发现,改性硅酸盐水泥的水化历程与硅酸盐水泥相似,也经历初始期、诱导期、加速期、减速期和稳定期,但水化放热速率明显提高;在加速期,两者的水化反应均主要由自动催化反应控制,在减速期,均主要由扩散过程控制,但反应速率常数前者明显高于后者.无论是砂浆强度,还是净浆强度,前者也均高于后者,且凝结时间相对缩短.XRD图谱显示,前者的C3S/C2S衍射峰强度的降低率高于相应龄期的硅酸盐水泥.上述结果均意味着改性硅酸盐水泥的水化速度明显高于硅酸盐水泥;水化加速的机理为磷铝酸盐熟料水化吸收了水化浆体中OH-离子,使水化体系的OH-离子浓度减少,从而加速了C3S、C2S的水化反应.     

聚合氯化铝提升矿渣硅酸盐水泥性能及微观机理研究

为了探明聚合氯化铝对矿渣硅酸盐水泥性能影响的规律,同时揭示聚合氯化铝对矿渣硅酸盐水泥性能影响的机理,本研究运用XRD、TG-DSC分析及29 Si NMR技术对水泥水化过程及硬化后力学性能、体积稳定性、浆体微结构进行分析.结果表明:聚合氯化铝掺入矿渣硅酸盐水泥将增加其标准稠度用水量,减小流动度,减小砂浆收缩率;聚合氯化铝可以促进Ca(OH)2的分解,促进C-A-S-H凝胶的形成,促进矿渣的水化,提升硬化水泥浆体的致密度,进而提高强度.     

粉煤灰水泥硬化浆体微结构的交流阻抗研究

采用交流阻抗方法对掺有粉煤灰的水泥硬化浆体的微结构及对不同龄期粉煤灰水泥硬化浆体的交流阻抗参数和硬化水泥浆体微结构的关系、抗压强度进行了研究,并与纯硅酸盐水泥体系进行了比较。结果表明,与纯硅酸盐水泥相比,粉煤灰水泥水化后期的水化程度较高,浆体总孔隙率较低。     

复合磷铝酸盐-硅酸盐水泥的早期水化行为

主要研究了复合磷铝酸盐-硅酸盐熟水泥新拌和硬化浆体早期水化行为以及外加剂(NB)掺量对相应参数的影响,并与52.5级硅酸盐水泥浆体的相应行为进行了比较.测定了外加剂(NB)掺量对净浆和砂浆1d和3d强度,分析了新拌和硬化磨细浆体悬浮溶液的pH值、ζ电位和离子电导(K);并运用分光光度法和比尔定律研究了浆体中[Ca2+]和[AlO4]5-溶出浓度的规律同时用XRD半定量分析了浆体早期的水化程度.硬化浆体粉末悬浮液的ζ电位、离子电导(K),[Ca2+]和[AlO4]5-离子的溶出浓度的研究结果综合表明:外加剂掺量为水泥的0.15%～0.21%范围内时各早期水化行为呈现出最佳值:复合水泥浆体1d,3d和7d中Alite的水化程度较硅酸盐水泥浆体相应龄期分别提高了35%,33%和49%;净浆和砂浆1d抗压强度较同龄期硅酸盐水泥浆体分别增长了3%～15%和10%～17%;3天净浆强度增长了9%～19%;与此同时,浆体溶液的pH值维持在11.6～11.75;与此同时,复合浆体的凝结时间随外加剂掺量有所增长,但仍在国标范围内,而且终凝时间较PC短.复合水泥新拌浆体悬浮液的[Ca2+]的比浓度和溶液离子电导分析表明:复合水泥诱导期出现的时间较PC的缩短了1倍,并且加速期较PC约提早2h出现;而且诱导期和加速期之间,溶液中[Ca2+]浓度差明显小于PC的.这意味复合水泥加速期到来所需要的活化能比PC低;同时比PC较低的离子电导表明更多的大尺寸基团[AlO4]5-和[PO4]3-的存在,减缓了Ca2+的过度快速迁移,使其有充足的时间与OH-,[AlO4]5-和[PO4]3-结合生成水化产物.     

CoFeMgAl-LDHs/CNTs复合材料对水泥水化及微观结构的影响

通过进行水化热测试、非蒸发水含量测试、X射线衍射分析、扫描电镜分析、压汞测试及强度试验,研究了钴铁镁铝水滑石-碳纳米管复合材料(CoFeMgAl-LDHs/CNTs)对水泥水化过程、硬化水泥净浆孔结构及强度的影响。结果表明,CoFeMgAl- LDHs/CNTs复合材料通过成核作用显著提升了水泥3 d内的水化程度,从而显著提高了水泥净浆3 d内的抗压强度,3 d后强度提高效果逐渐减小,7 d后复合材料对硬化水泥浆体强度没有明显的提高作用。掺入CoFeMgAl-LDHs/CNTs复合材料的水泥净浆与空白净浆相比,胶凝孔和毛细孔含量明显增多,大孔含量有所降低,同时复合材料的桥联作用进一步优化了水泥净浆的微观结构,从而提高了水泥基体薄弱部位的应力承载能力。因此在同一龄期,复合材料掺入后硬化水泥净浆的强度有所增大。由于复合材料掺量的变化对孔径分布没有明显的影响,改变复合材料的掺量对同龄期硬化水泥净浆强度提升影响较小。     

低热硅酸盐水泥高温强度特性及其机理研究

低热硅酸盐水泥具有高温下强度稳定增长的特性，本文以硅酸盐水泥和低热硅酸盐水泥互为对比，研究了在水泥砂浆成型之后直接进行热养护(50～80℃)和标准养护1 d后再进行热养护两种情况下的强度发展和水泥浆体的物相组成、孔隙发展、微观形貌特征。结果表明：高温条件下水泥强度损伤行为源于水化后期的微结构劣化，但这一行为与水化初期受热密切相关，低热硅酸盐水泥在高温下较低的水化速率使其水化产物更均匀、密实，浆体的孔结构不随温度的升高以及受热方式的改变出现明显劣化，因此其强度在高温下仍能保持稳定增长；硅酸盐水泥后期由高温引发的钙矾石分解并没有直接导致强度倒缩，但水化初期过高的水化速率使水泥浆体出现更多的孔洞和缺陷，加速了后期由高温引起的单硫型水化硫铝酸钙(AFm)、Ca(OH)₂析出与生长，且诱发浆体孔隙率增大。     

Effect of organic alkali on hydration of GGBS-FA blended cementitious material activated by sodium carbonate

Sodium carbonate (SC) activated ground granulated blast-furnace slag (GGBS) and fly ash (FA) is a potential substitute of traditional cement with ultra-low carbon footprint. However, its hydration rate and strength growth are limited, owing to the slow leaching of ions during the activation of weak base. In this work, 60% wet-grinded GGBS and 40% FA were blended as the binder, and two organic alkalis, i.e. triethanolamine (TEA) and triisopropanolamine (TIPA), were adopted to facilitate the ions dissolution and pozzolanic reaction of SC activated GGBS-FA blended cementitious material (SCSF). The compressive strength was tested and the hydration kinetics was studied by hydration heat and chemical shrinkage. Besides, ions leaching behavior was characterized by ICP; hydrates and microstructure were also detected by XRD, TG-DTG and SEM. Results indicated that the addition of TEA or TIPA significantly promoted the ions dissolution. 0.05% TEA increased the concentration of leached Ca²⁺, Al³⁺ and Fe³⁺ by 36%, 33% and 1545%, respectively. This solubilizing effect was also found in TIPA. Moreover, these two chemicals could promote the formation of hydrates, such as C-S(A)-H gel, hydrotalcite, calcite and aragonite, especially at the early period; these also activated the hydration process of SCSF effectively, and the compressive strength of the mortar reached above 40.0 MPa at 7 d and 48.0 MPa at 28 d. The carbon emission of the designed system is 85.9% and 55.9% lower than that of PC and strong base activated GGBS system, respectively.     

On the mechanism of strength enhancement of cement paste and mortar with triisopropanolamine

Recent work on the strength-enhancing mechanism of triisopropanolamine (TIPA) suggested that TIPA enhances the mechanical properties of mortar and concrete by acting on the interfacial transition zone (ITZ) between paste and sand or aggregate rather than improving the properties of the hydrated binder. This paper presents compressive strength data for 10 Portland cements tested as cement paste as well as two different kinds of mortar after 28 days hydration, so that these two mechanisms could be compared directly. The average strength improvement with TIPA was 10% in the hydrated portland cement paste and 9% in the mortar, clearly showing that the strength enhancement is not dependent on an ITZ mechanism.     

三异丙醇胺-糖蜜作增强型水泥助磨剂的研究

研究了三异丙醇胺（TIPA）-糖蜜复合助磨剂对水泥的助磨及增强效果,并对助磨机理和增强机理进行了探讨。结果表明,TIPA与糖蜜按一定比例复合,可以使水泥比表面积提高20～25m2/kg,45μm筛余降低2.2%～3.1%（绝对值）,3d抗压强度稍有提高,28d抗压强度提高10%左右,表现出良好的助磨作用和后强效果。在本案例中,TIPA-糖蜜作增强型助磨剂,可以在保证水泥强度的前提下用混合材替代熟料5%以上。     

二乙醇单异丙醇胺-三异丙醇胺激发沸石粉后期活性机理研究

以二乙醇单异丙醇胺-三异丙醇胺(DEIPA-TIPA)为助磨增强剂激发沸石粉后期活性。采用激光散射粒度分布分析仪表征沸石粉的粒径分布,采用X射线衍射仪(XRD)、环境扫描电子显微镜(ESEM)、热重分析仪(TGA)分别表征水泥水化产物的成分、微观形貌、氢氧化钙(CH)含量。结果表明,加入0.04%(质量分数)的助磨增强剂(m(DEIPA):m(TIPA)=6:4),沸石粉比表面积提高了85.4 m²·kg^-1,平均粒径减小了1.45 μm。水泥胶砂中掺入10%(质量分数)活化激发的沸石粉,沸石粉28 d活性指数提高了7%。DEIPA-TIPA助磨增强剂通过吸附-分散作用和络合作用促进了沸石粉-水泥体系的水化过程以及沸石粉的二次水化反应,在一定程度上提高了水化产物的均匀性和密实度,从而起到提高水泥胶砂强度的作用。     

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.     

醇胺类物质对A矿水化的影响

通过化学结合水分析、水化热分析和DTA-TG分析,研究了三乙醇胺(TEA)、三异丙醇胺(TIPA)和乙二醇对A矿水化的影响。研究结果表明,TEA、TIPA和乙二醇使A矿28d以前龄期的化学结合水量提高,水化热增加,水化速率加快,对A矿水化的促进作用为TEATIPA乙二醇;28d及其以后的龄期水化率和空白样接近。     

防冻剂与早强剂对硫铝酸盐水泥负温水化性能的影响

通过力学性能测试、超声波传播速度测试、压汞法(MIP)测试、热重(TG)分析、X射线衍射(XRD)分析以及扫描电子显微镜(SEM)分析,研究了不同防冻剂与早强剂对硫铝酸盐水泥(SAC)砂浆在无预养的恒负温(-20℃)条件下,养护7 d与28 d后的强度、微观结构以及水化产物的影响规律.结果表明:无机防冻剂硝酸钙与早强剂...     

快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料水化机理研究

研究了一种新型快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥的水化性能,并利用微量热仪、XRD、TGA、SEM等方法进行了水泥水化过程,水化产物和微观形貌结构的表征.实验结果表明:新型高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的早期水化放热迅速并集中,早期强度发展迅速;该水泥的早期水化产物主要为AFt和铝胶相,未发现CH相;在水化后期,生成的AFt会发生转化生成AFm相,同样没有发现CH相.随着水化的进行,水化产物不断增多,针棒状的AFt穿插,交错在凝胶之间,形成了较为致密的结构,从而提高了水泥的强度.     

醇胺类助磨剂对粉煤灰水泥水化硬化过程的影响

通过对粉煤灰水泥凝结时间、力学性能、化学结合水的测定,结合XRD、SEM分析,研究了不同掺量的三乙醇胺（TEA）和三异丙醇胺（TIPA）~其水化硬化过程的影响。结果表明：TEA和TIPA对粉煤灰化学活性的发挥有显著的激发作用,适当掺量时均能显著提高其水化程度,浆体结构更加密实。TEA无明显早强作用,但后期增强效果明显,28d抗压强度最大增幅约为8MPa;TIPA具有明显的早期和后期增强效果,但后期增强效果低于TEA。