硫铝酸盐水泥抗酸侵蚀性能与机理研究

本文研究了硫铝酸盐水泥(CSA)在盐酸和硫酸环境下的力学性能演化规律,并探究了其抗酸侵蚀机理。分别测试了水和酸溶液养护的CSA胶砂试件的抗折强度,计算了CSA的抗酸侵蚀系数。采用XRD、TGA、CT和SEM分析了酸侵蚀导致的产物种类和数量变化,表征了微观结构演化过程。结果表明:与普通硅酸盐水泥(OPC)相比,CSA在盐酸和硫酸中抗折强度损失率更低,具有更好的抗盐酸和硫酸侵蚀能力;CSA主要水化产物(钙矾石)比OPC主要水化产物(氢氧化钙和硅酸钙凝胶)更难与酸反应,因此抗酸侵蚀能力更强。盐酸与硫酸对CSA的侵蚀机制略有不同,盐酸对CSA的侵蚀过程实质上为氢离子对CSA水化产物钙矾石的酸解,硫酸对CSA的侵蚀则是氢离子和硫酸根离子的共同作用。     

BF-SHCC高温力学性能及延性变化机理

为深入研究高温对玄武岩纤维高延性水泥基复合材料(BF-SHCC)力学性能的影响,对高温后BF-SHCC试件进行了单轴拉伸、四点弯曲和抗压强度试验,研究其延性和强度的变化规律;利用热重-差热分析(TGA-DSC)和电子显微镜分析(SEM)从微观结构解释高温后BF-SHCC延性的变化机理.研究表明:随着过火温度升高至200...     

CFA基地聚合物协同处置MSWIFA及其安全性研究

利用高钙粉煤灰（CFA）基地聚合物协同处置城市垃圾焚烧飞灰（MSWIFA）,研究了CFA—MSWIFA复合地聚合物中MSWIFA的掺量、养护制度、反应产物及其安全性。结果表明：CFA—MSWIFA复合地聚合物中MSWIFA的掺量宜控制在10％以内;较佳的养护制度是室温薄膜包覆养护。CFA基地聚合物反应产物中,地聚合物与水化产物并存;与CFA基地聚合物相比,CFA-MSWIFA复合地聚合物体系的水化系数提高,而聚合系数降低,反应产物中水化产物的比重增加。利用CFA基地聚合物处置5％-15％MSWIFA,其重金属浸出浓度均远低于标准最高限值,安全性可靠。     

养护温度对矿渣硫铝酸盐水泥水化的影响机理

研究了5℃、20℃和40℃养护下矿渣硫铝酸盐水泥的强度发展、水化放热、干燥收缩、水化产物及孔结构演变。结果表明,不同于硅酸盐水泥,矿渣硫铝酸盐水泥早期水化生成较多钙矾石,但累计放热量较低。养护温度越高,矿渣硫铝酸盐水泥石的早期力学强度越高;但20℃下后期抗压强度显著提升,远超过其他温度。相应的,源自小孔内水分蒸发产生的较大孔壁压力,20℃下水泥石表现出最显著的收缩行为。     

TiO_2光催化水泥基材料去除氮氧化物研究进展

主要综述TiO_2光催化水泥基材料去除氮氧化物的反应机理、光催化剂TiO_2纳米颗粒的负载方法,并总结了光催化水泥基材料组成结构特征对氮氧化物去除效果的影响,以期为光催化水泥基材料去除氮氧化物的研究和应用提供参考。     

矿渣硫铝酸盐水泥流态固化土的力学性能与固化机理

疏浚工程产生的大量淤泥含水率高且含有重金属等有害物质,对环境构成严重威胁。使用固化剂固化淤泥制备流态固化土是资源化利用淤泥的有效方法。目前常用的普通硅酸盐水泥（Ordinary Portland Cement,OPC）固化淤泥存在强度低、能耗高、碳排放高等问题,而矿渣硫铝酸盐水泥（Slag Calcium Sulfoaluminate Cement,G-CSA）是一种低碳高强的新型胶凝材料,在固化淤泥方面具有潜在的应用前景。采用G-CSA制备流态固化土并设置OPC流态固化土对照组,研究高贝利特硫铝酸盐水泥（High Belite Sulfoaluminate Cement,HB-CSA）熟料对G-CSA流态固化土力学性能的影响,并进行水化产物与孔结构表征,进而深入分析G-CSA的固化机理。结果表明,G-CSA流态固化土的强度随着HB-CSA熟料掺量的增加呈先增大后减小的趋势,在掺量为10%时G-CSA流态固化土力学性能达到最优,其28 d抗压强度和抗折强度分别为OPC流态固化土的2.35倍和2.06倍;G-CSA中的柱状AFt形成了骨架结构,C-S-H凝胶则将土颗粒粘结成一个整体,从而...     

高抗折矿渣硫铝酸盐水泥混凝土抗疲劳性能研究

传统水泥混凝土公路路面面临的主要问题是路面易开裂劣化和抗疲劳性能较差,这些问题大大缩短了路面的使用寿命,严重制约了水泥混凝土路面的发展和推广应用。矿渣硫铝酸盐水泥（Slag-Calcium Sulfoaluminate Cement,S-CSA）是一种具有高抗折强度的新型胶凝材料,利用该水泥制备的混凝土路面具有解决现有路面抗疲劳性能差的潜力。通过三点弯曲疲劳试验和声发射试验,对比分析了高抗折S-CSA混凝土和普通硅酸盐水泥（Ordinary Portland Cement,OPC）混凝土的抗疲劳性能。研究结果表明：相同荷载作用下,高抗折S-CSA混凝土粗骨料断裂数量更多;不同强度等级下,高抗折S-CSA混凝土的疲劳寿命均高于OPC混凝土,且提升幅度随着强度等级的提高而显著增加,最高可达到约7.2倍;钙矾石的生成有效改善了界面过渡区,从而提升了高抗折S-CSA混凝土的抗疲劳性能。     

高贝利特硫铝酸盐水泥活化研究进展

基于我国提出的“双碳”战略目标,水泥行业应针对其高碳排放问题制定脱碳计划,因此,低碳水泥的研发和应用迫在眉睫。高贝利特硫铝酸盐水泥是一种在节能减排的同时能够资源化利用含铝工业废弃物的新型低碳水泥,未来也将会是一种具有高强度的低成本水泥。因此,高贝利特硫铝酸盐水泥的研发促进了水泥行业的绿色化发展。然而,水泥矿物组成中高活性无水硫铝酸钙含量较低,导致水泥石早期强度较低。对水泥早期活性进行研究可提升水泥强度,进而扩大其应用范围。本文通过简述高贝利特硫铝酸盐水泥的组成、特点和研究现状,从水泥主要矿物硅酸二钙、无水硫铝酸钙的活化和水泥矿物组成设计优化三个方面总结了影响高贝利特硫铝酸盐水泥活性的因素,旨在为高性能水泥的研制提供理论指导。     

矿渣硫铝酸盐水泥混凝土热学与力学性能研究

通过等温量热、绝热温升和抗压强度试验对比分析了矿渣硫铝酸盐水泥(S-SAC)与普通硅酸盐水泥(OPC)的热学和力学性能差异。结果表明：7 d时S-SAC水泥水化热总量比OPC水泥的低33.5%,其28 d混凝土抗压强度比OPC混凝土的高36.4%;不同水胶比下,S-SAC混凝土比OPC混凝土后期强度增幅高50%;同一配比下S-SAC混凝土绝热温升是OPC混凝土的49%;双掺粉煤灰和粒化高炉矿渣粉可在保持S-SAC混凝土早期强度的同时,提高后期强度增长率;粉煤灰掺量越高,S-SAC混凝土放热速度越慢,绝热温升越低。与OPC混凝土相比,S-SAC混凝土具有低热高后期强度增长率的优点。     

海水对高贝利特硫铝酸盐水泥水化过程和力学性能的影响

研究了海水拌和与海水养护条件下高贝利特硫铝酸盐水泥(HB-CSA)和普通硅酸盐水泥(OPC)胶砂的抗压强度和抗折强度,采用等温量热法、X射线衍射分析法和热重分析法表征了两种水泥的水化过程和水化产物,分析了海水对HB-CSA水化过程和力学性能的影响。结果表明:海水拌和未明显影响HB-CSA的早期水化过程,海水拌和与海水养护未改变其主要水化产物类型;海水拌和显著加快了OPC的早期水化,海水中的氯盐与OPC的水化产物反应,导致水化氯铝酸钙(Friedel盐)的生成。海水拌和与海水养护对HB-CSA的抗压强度影响较小,但降低了OPC的后期抗压强度。海水养护对HB-CSA和OPC抗折强度的提高较为明显,钙矾石(AFt)含量的增加是抗折强度提高的主要原因。HB-CSA的水化产物中未见Ca(OH)₂和单硫型水化硫铝酸钙(AFm),避免了海水侵入后过量CaSO₄·2H₂O和AFt生成造成的混凝土膨胀开裂和强度下降的危害。