响应曲面法优化高强硅酸盐水泥熟料矿物组成的研究

硅酸盐水泥熟料的矿物组成对水泥力学性能有重要影响,传统方法通过正交试验法优化水泥熟料矿物组成,试验量大,且难以获得水泥熟料矿物组成最佳点。利用响应曲面法(RSM)优化硅酸盐水泥熟料矿物组成,基于Box-Behnken试验设计方法,揭示了石灰饱和系数(KH)、铝率(IM)、硅率(SM)与水化28 d抗压强度之间的关系,并以此建立二次模型,获得其最佳值。研究结果表明,KH、IM和SM最佳值分别为0.94、1.7和2.2,并发现采用该率值设计的水泥熟料,所制备的水泥硬化浆体孔隙率最低,因此,响应曲面法是优化硅酸盐水泥熟料矿物组成以提高水泥力学性能的有效方法,并有望改善水泥的耐久性。     

纳米SiO_2对水泥粉煤灰胶凝材料早期水化硬化的影响

利用纳米SiO_2对水泥-粉煤灰体系早期水化硬化促进作用,可以显著弥补大掺量粉煤灰体系凝结时间长、早期强度较低的缺陷。结果表明,掺有占胶凝材料质量5%的纳米SiO_2的水泥-粉煤灰净浆(粉煤灰取代率为40%)凝结时间与水泥净浆相当。纳米SiO_2可显著提高水泥-粉煤灰砂浆早期(3-7d)强度,且粉煤灰取代率越高,增强作用越明显,5%纳米SiO_2掺量可提高40%和60%粉煤灰取代率砂浆7d强度达到50%和68%。拌合物中纳米SiO_2促进了水泥水化硬化过程,密实了水泥石结构。结果表明,纳米SiO_2的掺入有利于大掺量粉煤灰、绿色混凝土的开发和利用。     

引气剂对水泥基材料电磁波反射率和透波率的影响

为研究孔隙对水泥基材料电磁波反射与透射性能的影响,在砂浆中掺入引气剂,利用矢量网络分析仪和压汞仪对水泥基材料的反射率、透波率以及孔结构进行测试。结果表明,引气剂可以显著降低水泥基材料反射率,当引气剂掺量为0.01%时样品反射率最低;水泥基平板透波率在8.2~12.4、12.4~18和26.5~40 GHz范围内均随着频率增大呈减小的趋势,掺加引气剂对水泥基平板的透波性能有明显的改善;随着引气剂掺量由0增加到0.015%,水泥砂浆0.1μm以下的孔隙明显增多,且孔隙率也逐渐增大,掺量为0.015%时,孔隙率达到29.8%。孔隙率的增大降低了材料的介电常数,改善了材料表面对电磁波的反射和透射性能。     

含氟硅酸三钙的光谱研究

用ＸＰＳ，ＩＲ和Ｒａｍａｎ研究了Ｆ＾－的固溶对Ｃ３Ｓ晶体结构的影响。结果表明，纯Ｃ２Ｓ结构中的「ＳｉＯ４」和「ＣａＯ６」的Ｏ＾２－分布都不规划；随着Ｆ＾＿固溶量增加，「ＳｉＯ４」和「ＣａＯ６」中Ｏ＾２－分布的对称性逐渐提高，Ｓｉ－Ｏ键加强，Ｃ３Ｓ晶体结构畸变程度减小。     

化学组成对重构钢渣中MgO存在形式的影响

重构钢渣中MgO的存在形式受矿化剂及杂质元素的影响严重,采用化学相分离法测定MgO分布及含量,借助XRD与岩相分析对重构钢渣中矿物组成进行研究;通过综合热分析确定不同升温速率下MgO析晶放热峰值温度,计算重构钢渣中MgO的析晶活化能。结果表明:氟化钙、硫酸钙与锰、磷元素均提高了胶凝性矿物生成数量及胶凝矿物的结晶程度,使更多镁离子以固溶于胶凝性矿物的形式存在;当氟化钙、硫酸钙及锰、磷元素含量分别为0.8%、4%、0.09%、1%时,相应的重构钢渣中游离MgO含量最少,分别占镁离子总量的4.18%、3.80%、6.27%和18.53%;钢渣重构过程中硫酸钙可提高MgO析晶活化能至409.4146kJ·mol-1,其抑制游离态MgO析出的作用效果显著强于氟化钙及锰、磷。     

pH值对水泥水化性能的影响

通过测定水泥的凝结时间、强度,并结合XRD、SEM分析,探讨了水泥水化时拌合水的pH值对水泥浆体结构和性能的影响规律.结果表明,随着拌和水pH值增加,水泥的水化速率加快,强度增加,当pH值等于12时,效果最好,通过微观分析可以看出浆体的水化产物多,晶体颗粒小,结构致密,但当pH值超过12时,变化规律相反.     

加速碳化养护钢渣混合水泥制备钢渣砖

通过对钢渣混合水泥进行加速碳化养护制各钢渣砖.设计不同的钢渣和水泥配合比,在满足国家标准的前提下,钢渣的掺量上限为60%.制备出碳化增重率10.44%、抗折强度5.02 Mpa、抗压强度20.06 Mpa、冻融强度14.63 Mpa、吸水率11.24%、饱水强度10.89 Mpa、压蒸安定性合格的碳化钢渣混合水泥钢渣砖.     

碳酸钙晶须对SHCC性能的影响

硬化水泥基复合材料（SHCC）是一种多相多尺度的高延性水泥基材料,常用的纤维通常为单一尺度的厘米长度的纤维,不能很好的实现对微米尺度裂缝的阻裂,厘米尺度纤维混杂微米尺度纤维可实现梯度阻裂效果。采用了微米尺度的碳酸钙晶须（CW）与厘米尺度的PVA纤维混杂制备SHCC材料,研究了CW对力学性能的影响,并通过SEM、TG-DTG、X射线衍射（XRD）等测试对CW增韧机理进行研究。结果表明,微米尺度的CW通过晶须桥连微裂缝,晶须拔出消耗能量,提高SHCC力学性能,发挥多尺度阻裂效果。与对照组相比,掺有2%CW试样的抗折强度和抗压强度分别提高20.9%、18.6%,薄板试样在四点弯曲载荷下呈现多缝开裂特征,展现出弯曲硬化现象。此外,CW的加入诱导一种水化产物-单碳酸盐的出现,其硬度和体积均大于单硫型水化硫铝酸钙（AFm）,有利于力学性能的提高。     

采用分别粉磨工艺提高粉煤灰8水泥早强的试验研究

试验表明,将水泥熟料和粉煤灰分别粉磨工艺适当提高粉煤灰的细度,使熟料的“一次不化反应”与粉煤灰的“二次水化反应”相匹配,可显著提高粉煤灰水泥的早期强度。     

浓度对Sol-Gel法制备BST薄膜结晶及介电性能的影响

以醋酸锶、醋酸钡和钛酸四丁酯为前驱体原料,配制了不同浓度(0.05mol/L、0.1mol/L、0.3mol/L、0.4mol/L、0.5mol/L)的Ba0.65Sr0.35TiO3溶胶,采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)和旋涂工艺,成功制备了BST薄膜.采用XRD、SEM和阻抗分析仪研究分析了前驱液浓度对BST薄膜的结晶、微观形貌和性能的影响.结果表明,在相同热处理温度下,随着前驱液浓度增加,薄膜的结晶程度、晶粒生长情况和介电常数依次提高,介电损耗降低.浓度为0.5mol/l的溶胶形成的薄膜的结晶程度较好;晶粒发育完善,晶粒与晶粒之间比较紧密,表面光滑致密无裂纹,颗粒尺寸约为60nm～80nm;且其介电性能最佳.