聚羧酸系减水剂复配β-环糊精对高贝利特硫铝酸盐水泥性能的影响

高贝利特硫铝酸盐水泥(High belite calcium sulphoaluminate cement, HBCSA)是一种新开发的具有低收缩特性的新型胶凝材料,具有强度发展均衡、不易析碱泛白、体积稳定性高和耐久性好等优异性能。但实际应用中发现HBCSA凝结硬化快,常用缓凝剂都难以有效延缓其快速水化的问题,这成为制约其广泛应用的瓶颈。为有效控制HBCSA的凝结时间,扩大其应用范围,本工作将探讨适用于HBCSA的化学外加剂,并揭示HBCSA的水化硬化作用控制机理,提出有效的调控措施。研究发现,将聚羧酸减水剂(Polycarboxylate superplasticizer, PCE)与缓凝组分β-环糊精(β-cyclodextrin, β-CD)复掺到HBCSA净浆或胶砂试件中具有较好的缓凝效果。同时测试了掺加复合外加剂的HBCSA浆体的流动度、凝结时间和各龄期胶砂试件强度,并利用扫描电子显微镜(Scanning electron microscope, SEM)、X射线衍射分析仪(X-ray diffraction, XRD)、总有机碳(Total organic carbon, TOC)分析仪和八通道热导式等温量热仪深入研究复合外加剂对HBCSA性能的影响。研究结果表明:PCE复掺β-CD的加入减缓了HBCSA水化产物中钙矾石的生成速度,从而有效延长了水泥凝结时间,且两者复配对改善HBCSA的流动性和中后期胶砂强度有积极作用。     

缓凝剂对高贝利特硫铝酸盐水泥水化和性能的影响

高贝利特硫铝酸盐(HB-CSA)水泥是一种具有低收缩特性的新型低碳水泥。针对该种水泥凝结硬化不易控制的问题,系统研究了氨基三亚甲基膦酸(ATMP)和葡萄糖酸钠(SG)对HB-CSA水泥水化和凝结硬化的影响。采用等温量热仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析了缓凝剂在HB-CSA水泥中的作用机理。结果表明:ATMP可以显著延缓HB-CSA水泥水化进程,延长凝结时间,提高HB-CSA水泥的中后期强度;而SG仅表现出有限的作用。两种缓凝剂与聚羧酸减水剂(PCE)复配可以延迟HB-CSA水泥水化放热速率,抑制钙矾石等早期水化产物的形成,且不同种缓凝剂会使钙矾石呈现出不同的形貌。     

PVA纤维增强快硬硫铝酸盐水泥基ECC材料性能的研究

针对快硬硫铝酸盐水泥基快速修补材料易开裂的问题,为了提高其韧性,增强其抗裂能力,设计并制备了PVA纤维快硬硫铝酸盐水泥基ECC材料(CSA-ECC),开展了PVA纤维不同体积掺量下CSA-ECC材料的工作性,抗压、抗折强度,单轴拉伸性能及弯曲韧性的试验研究,通过SEM观察分析了PVA纤维在CSA-ECC材料中的作用机理.研究结果表明:CSA-ECC材料浆体的流动度随纤维体积掺量的增多而降低,在掺量为2％时会出现结团现象;当纤维体积掺量高于1％时,抗压强度会出现略微下降;抗折强度随纤维体积掺量的增多而增大,纤维掺量为2％时,抗折强度可提高333％;当纤维体积掺量大于1.5％后材料在单轴拉伸下呈多缝开裂的破坏形式,在弯曲荷载作用下表现出良好的韧性特征和变形能力.     

钙硅摩尔比对纳米水化硅酸钙晶种早强作用的影响及机理

纳米C–S–H晶种成核剂通过为水泥水化产物提供成核位点,能有效促进水泥水化进程,提高水泥基复合材料早期强度。研究表明,钙硅摩尔比的变化会影响纳米C–S–H晶种对水泥的早强作用,但具体影响规律尚存争议。本工作通过X射线荧光光谱分析、多重光散射分析、动态光散射分析、X射线衍射分析、透射电子显微镜、水泥水化放热及强度测试研究了钙硅摩尔比对纳米C–S–H晶种尺寸、形貌及其对水泥早强效果的影响,以阐明钙硅摩尔比对纳米C–S–H晶种早强作用的影响规律及作用机理。这对提高纳米C–S–H晶种成核效率,优化纳米C–S–H的制备工艺,推进纳米C–S–H晶种材料的工业化应用具有重要意义。结果表明：随着钙硅摩尔比在1.0～1.7的范围内的增大,纳米C–S–H悬浮液分散稳定性逐渐提高,纳米晶粒越不易团聚;同时,随着钙硅摩尔比的增大,纳米C–S–H逐渐由球状变为锡箔状,颗粒间的堆叠逐渐减小,层厚变薄。纳米C–S–H能显著促进水泥水化放热速率和早期强度的发展,尤其是1 d龄期之内的强度。钙硅摩尔比越高,纳米C–S–H对水泥水化放热速率加快的幅度越大,早期抗压强度提升的幅度越高。     

柠檬酸与聚羧酸减水剂在高贝利特硫铝酸盐水泥中的复合效应

研究了柠檬酸复合聚羧酸减水剂(PCE)对高贝利特硫铝酸盐(HB-CSA)水泥浆体的净浆流动度、凝结时间和胶砂强度的影响,发现柠檬酸复配PCE显著延长了HB-CSA水泥的凝结时间,降低了水泥的初始流动度和早期强度,对水泥后期强度无不良影响.通过水泥水化微量热仪、X射线衍射分析仪和扫描电子显微镜对两者复配延缓HB-CSA水...     

C-S-H纳米晶种及其对水泥水化硬化的促进作用综述

近些年来的研究发现，将一些纳米粒子加入到水泥中，可以为水化产物提供更多形核位点，降低水化产物的形核势垒，加快水泥的水化进程。这些纳米材料包括纳米SiO₂、纳米CaCO₃、纳米TiO₂、碳纳米管、纳米水化硅酸钙(C-S-H)等。其中，人工合成的纳米C-S-H晶种与水泥水化产物C-S-H凝胶具有相似的化学组成，是C-S-H凝胶的良好的形核基质，在众多晶种材料中，对水泥水化的加速作用最为显著，成为近年来的研究热点。到目前为止，众多学者围绕C-S-H微/纳米材料的成核方式、制备方法及对水泥水化的促进机理进行了大量研究，发现采用共沉淀法在聚合物存在的条件下制备的纳米C-S-H晶种成核剂遵循非经典成核方式，其具有纳米级的晶粒尺寸和良好的分散稳定性。将纳米C-S-H晶种以一定掺量加入到水泥中，可以充当水泥水化产物C-S-H凝胶的额外成核位点，极大地降低了C-S-H凝胶的成核势垒，有效地促进了水泥水化速率和早期强度的发展，尤其可以显著提升水泥1 d龄期以内的强度。与常用的早强剂相比，这种纳米C-S-H晶种成核剂除具有掺量低、早强效果好、...