粉煤灰/矿粉-水泥胶凝体系的水化放热性能

利用等温量热仪,研究粉煤灰/矿粉-水泥胶凝体系3 d内水化放热性能,借助X射线衍射仪与热分析仪分析不同胶凝体系的水化产物。结果表明:掺量质量分数为45%时,粉煤灰-水泥胶凝体系3 d的水化放热量为175.4J/g,矿粉-水泥胶凝体系为205.4 J/g;矿粉-水泥胶凝体系水化速率峰值出现时间为15.3 h,大于粉煤灰-水泥胶凝体系的10.22 h;双掺粉煤灰和矿粉等量取代质量分数为50%水泥时,随粉煤灰掺入比例的增大,水化放热量减小的程度增大,但粉煤灰或矿粉的掺入比例与水化热峰值及其出现时间关系不大;掺入粉煤灰和矿粉后,可以明显降低早期水化产物中钙钒石(AFt)和氢氧化钙(CH)的生成量。     

玻璃粉表面改性及其对水泥浆水化硬化作用

利用增钙、机械粉磨等手段对玻璃粉进行局部活化,采用SEM、XRD等测试方法研究了改性玻璃粉水泥浆水化产物和微观结构,并讨论了改性玻璃粉在水泥浆水化硬化过程的作用。研究表明:氧化钙的掺入提高了复合体系液相的碱度,从而加快了水泥水化反应生成更多水化产物;掺入氧化钙的玻璃粉水泥浆微观结构更为密实,28 d龄期时水化产物间的孔隙远远小于3 d,水化产物发育更好,硬化浆体的强度大幅提高。当CaO掺量过大(6%)时,生成过多的氢氧化钙晶体引起膨胀开裂,对玻璃粉水泥浆的强度发展产生不利影响。     

磷铝酸盐水泥早期水化过程研究

研究磷铝酸盐水泥早期水化过程,并探讨其水化机理.利用无电极电阻率测定仪(ERM)、交流阻抗谱测定仪(EIS)和水泥水化热测试仪(HHT)分析水化过程的电性能和水化放热率变化规律,并将3种测试手段相结合研究早期水化特性.研究结果表明:电性能和放热率变化可用来描述磷铝酸盐水泥早期水化进程,且可将水化进程分为溶解期、诱导期、加速期和减速期4个阶段;体系电阻率和放热量随水化程度增加而增大,其相应微分曲线变化反映了其特有的水化反应特征;而交流阻抗谱图主要表现为Nyquist图形和电阻的变化;磷铝酸盐水泥早期水化的电性能和放热率变化是其特有的水化产物和水化过程的体现.     

煤矸石胶凝材料水化产物及聚合度分析

采用XRD,IR和NMR等分析方法研究北京房山煤矸石在水化过程中的物相及29Si聚合度的变化规律.在29Si NMR基础上提出利用相对桥氧数(RBO)评价硅氧多面体聚合度的方法,并用该方法研究煅烧煤矸石在活化及水化前后的RBO变化规律.研究结果表明:煤矸石中的粘土矿物绿泥石和白云母等在活化过程中发生分解,表征硅氧多面体聚合度的指标RBO明显降低;而在水化过程中随着水化龄期的增加,氢氧化钙不断与硅铝质物料中的[SiO4]和[AlO4]四面体发生反应,生成水钙沸石和碳硅钙石,导致RBO升高,浆体材料的结构致密性增加.这表明煤矸石中的[SiO4]聚合度在煅烧活化过程中由高聚合度向低聚合度转变,在水化过程中则由低聚合度向高聚合度转变,聚合度或RBO的变化在一定程度上反映活化效果和胶凝活性的发挥程度.     

磨细钡渣对普通硅酸盐水泥水化历程的影响

测定不同磨细钡渣掺量下水泥-钡渣体系的抗折强度、抗压强度和水化热,结合X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)技术,分析磨细钡渣掺量对普通硅酸盐水泥水化历程的影响规律,探讨磨细钡渣资源化利用的技术方案。结果表明:随钡渣掺量的增加,水泥-钡渣浆体强度逐渐下降水化放热推迟,水化温峰消弱;由于稀释作用,钡渣抑制普通硅酸盐水泥1 d水化产物中钙矾石(AFt)和氢氧化钙(CH)的形成;钡渣中引入的大量可溶性SO2-4,使7 d水化产物中出AFt及石膏增加,当掺量质量分数达50%时,出现大量结晶较好的石膏晶体;磨细钡渣不具备较好的一次水化活性,可作为混合材应用于水泥工业。     

减缩剂对水泥浆体结构演变的影响

通过研究减缩剂对于水泥水化过程中水化热、电阻率、干燥收缩、可逆收缩的影响,分析了减缩剂对于水泥浆体结构发展演变过程的作用.试验结果表明:减缩剂能够显著地降低水溶液以及模拟孔溶液的表面张力;在水化反应初期,减缩剂降低了水泥的水化放热速率,随着水化的进行,水化放热总量逐渐增加,3天以后,总水化热有一定的增加;减缩剂能够显著降低水泥净浆的干燥收缩,其减缩能力随着龄期的发展逐渐降低;减缩剂增加了可逆收缩在总的干燥收缩中所占的比例,表明水化产物的形态发生了变化.减缩剂不仅通过降低孔溶液的表面张力的形式降低水泥浆体的干燥收缩,而且通过影响水泥水化的进程以及改变水化产物的状态来减少水泥浆体的收缩.     

陶泥的活性评价及其对混凝土抗压强度的影响

通过活性试验对陶泥进行活性测试及评价,并将陶泥作为混凝土辅助胶凝材料,探讨了陶泥对混凝土抗压强度的影响.试验结果表明,陶泥具有反应活性,作为混凝土辅助胶凝材料能与混凝土中水泥水化产物Ca(OH)2发生二次水化反应;陶泥混凝土抗压强度与基准混凝土抗压强度随龄期发展规律相似;随着陶泥取代水泥量(质量分数)的增加,混凝土各龄期抗压强度呈下降趋势;陶泥取代水泥量不超过30%,混凝土强度等级可达到设计强度等级C30或C40;取代量相同时,陶泥混凝土与粉煤灰混凝土各龄期抗压强度比较接近.     

MJS加固水泥土热物理特性研究

目的研究MJS加固水泥土的热物理特性,解决MJS与冻结止水联合加固冻结设计的水泥土热物理参数取值问题.方法通过自制冻结温度测试系统测定MJS水泥土冻结温度,通过ISOMET便携式热特性分析仪测定导热系数及容积热容量,采用SHR-6型水泥水化热测定仪测定水化热.结果 MJS水泥土冻结温度随水泥掺量增大而降低,随龄期增长先降低后升高再降低,冻结温度在-0.64～-1.40℃;冻结与常温MJS水泥土导热系数均随龄期增长及水泥掺量增大而减小;常温MJS水泥土容积热容量随龄期增长而减小、随水泥掺量增大先减小后增大,冻结MJS水泥土容积热容量随龄期增长及水泥掺量增大而缓慢减小;随水泥掺量增大,MJS水泥土水化放热速率峰值提高,而到达放热速率峰值的时间均为水化15 h左右;水化热在28 d龄期内,随龄期增长和水泥掺量增大而增大,龄期28 d时,水泥掺量由40%每增加1%,水化热增加0.95%.结论 MJS水泥土热物理参数受水泥掺量及龄期影响较大,人工冻结加固方案设计应充分考虑水泥掺量和龄期的影响.     

羟乙基甲基纤维素对水泥水化的影响

利用等温量热法、核磁共振谱(NMR)分析、X射线衍射相分析以及热重一差示扫描量热(TG-DSC)分析等方法,研究了羟乙基甲基纤维素及其掺量对水泥浆体水化放热、水化产物以及水化进程的影响.研究表明,羟乙基甲基纤维素能够延缓水泥早期水化,降低早期水化放热速率和水化放热量,但其对水泥中后期水化则没有明显的延缓作用;羟乙基甲基纤维素与水泥水化产物之间发生了相互作用,使得水泥浆体水化产物C-S-H凝胶中的硅氧四面体由-聚合态向-聚合态和二聚合态共存转变.     

贝利特-硫铝酸钡钙水泥水化机制

贝利特-硫铝酸钡钙水泥是一种新型胶凝材料,与贝利特水泥相比,该水泥的水化速度快,凝结时间短,需水量少,耐腐蚀性好.阐述硫铝酸钡钙矿物、贝利特水泥和贝利特-硫铝酸钡钙水泥的水化机制.结果表明:适当增加石膏掺量可使贝利特-硫铝酸钡钙水泥的水化速度加快,增加钙矾石(AFt)在水化早期的形成数量,有利于水泥早期强度的提高;贝利特-硫铝酸钡钙水泥的水化产物与硅酸盐水泥相同,但其钙矾石的含量增多,氢氧化钙的含量降低.该水泥早期水化速率低于硅酸盐水泥水化速率,水化放热量减少.     

矽卡岩型铜尾矿蒸压制品水化过程及其强度发展

通过对尾矿蒸压制品试块的强度测试、X 射线衍射分析和扫描电镜观察,探讨了矽卡岩型铜尾矿-矿渣-硅砂-熟料-石膏体系的试块在静停期、高温高压蒸养阶段和出高压釜后的常温养护中发生的水化反应,研究了原料中钙质组分和硅质组分掺量变化对反应生成水化产物的种类和数量以及这些水化产物对试块强度的影响。发现蒸压制品制备过程中各个阶段的强度取决于生成的水化产物种类和数量,而水化产物的种类和数量主要取决于原料中钙质组分的含量和硅质组分的含量及存在形式。     

铁相组分对硫铝酸钡钙水泥的影响

以纯化学试剂配料,经 X 射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和强度测试,研究铁相 C6A2F、C4AF、C6AF2和 C2F 对硫铝酸钡钙水泥熟料的煅烧及性能的影响。结果表明：各生料配比试件在 1 350oС 时,熟料矿物形成较好;随铁相中Al 与 Fe 的摩尔比的减小,熟料外观颜色呈浅绿色→ 深绿色→ 黑绿色变化;熟料矿物主要生成菱形十二面体的硫铝酸钡钙和卵粒状的硅酸二钙;铁相能够促进 Ba2 +取代 Ca2 +;主要水化产物为水化硫铝酸钡钙、BaSO4和水化铝酸钙。铁相组分为 C4AF时,其 1 d 和 3 d 抗压强度分别为 73. 2 MPa 和 97. 9 MPa。     

铝酸钙水泥作为耐火浇注料结合剂的研究进展

耐火浇注料具有无需成型、容易施工、易于修补等优点,在高温工业领域得到广泛使用。铝酸钙水泥(calcium aluminate cement, CAC)因具有快速硬化、早期强度高、优异的抗侵蚀性能和抗磨损性能等优点,被广泛应用于浇注料中。对铝酸钙水泥的水化机理进行着重分析,对比分析多种结合剂的优缺点。从养护温度、微粉和外加剂3个方面分析铝酸钙水泥水化反应的影响因素。养护温度越高,CAC的水化程度增加,水化产物的分布越均匀。微粉和外加剂的添加可以提高水化速率并降低孔隙率。同时介绍铝酸钙水泥结合浇注料的改性方法,分析碳物质、分散剂对其施工性能和力学性能的积极作用。最后基于铝酸钙水泥结合浇注料的改性以及所面临的问题做出展望,指出探索合适的分散剂、碳物质、外加剂来提高铝酸钙水泥的水化速率、增强其结合浇注料的机械性能是今后研究的重点。     

温度对含碳纤维水泥水化及抗压强度的影响

为了研究温度对含碳纤维水泥水化及其强度的影响,首先将制备好的含碳纤维水泥净浆倒入40mm×40mm×40mm立方体模具中,振密实后分别放入低温(10℃),常温(25℃),高温(100℃)环境下养护至规定龄期(3,7,28d),通过XRD和SEM研究水泥水化过程,对比分析在不同养护温度条件下含碳纤维混凝土的抗压强度。研究结果表明,随着养护温度的增加,C-S-H凝胶和C-H的形成速率增加,从而提高了混凝土的抗压强度;在一定温度范围内提高养护温度,可加速含碳纤维混凝土水化过程。     

纳米SiO2对硅酸盐水泥水化放热特性的影响

以硅灰为对比,利用微量热仪研究了纳米SiO2对硅酸盐水泥24 h内水化历程、水化放热特性的影响.研究结果表明:掺入纳米SiO2的水泥试样24 h内水化历程也可划分为类似于纯硅酸盐水泥水化的5个阶段;纳米SiO2的掺入,促使诱导期、加速期和减速期的出现提前,缩短了诱导期持续的时间;提高了水化开始时的放热速率,使第二放热峰的出现提前,增大了水化放热量.     

电镀行业污染土固化体无侧限抗压强度演化规律研究

电镀行业在生产过程中会对周边区域的土壤造成严重的重金属污染。以电镀行业重金属复合污染土壤为研究对象,选用水泥作为固化/稳定化胶凝材料对污染土进行固化稳定化处理,以污染土固化体的无侧限抗压强度(UCS)为目标,通过对固化材料配比的优化,在实验室中对不同养护龄期重金属污染土固化体的UCS进行了测试,并通过X射线衍射分析,探讨了重金属对固化体强度的影响及水泥对重金属的稳定化机理。结果表明：材料配比优化后的重金属污染土固化体在养护3天时的UCS即可满足EPA的推荐值;重金属离子会在养护初期(1天)对水泥的水化形成明显的阻滞作用,从而使固化体在养护初期的UCS显著降低;此外,重金属离子会使水泥的水化向次级反应进行,生成强度较低的钙钒石,并降低固化体在整个养护期内的UCS;水泥的水化反应对于重金属Pb的稳定化作用除了会使其转化氢氧化物的沉淀之外,还会使其转化为稳定的化合物。     

水泥早龄水化电阻成像研究

利用电阻率成像技术(EIT),对水灰比为0.3、0.32、0.35水泥净浆,及掺氯化钙或硫酸锌的0.32水灰比浆体的前6 h水化过程进行监测,测得的EIT阻抗差分图像能较好反映水泥的水化进程。由EIT测得的阻抗-时间微分曲线可知,水泥净浆及掺硫酸锌的水泥浆体的早期水化可分为下降、稳定和上升三个阶段;掺氯化钙的水泥浆体则只有稳定和上升两个阶段。     

水泥土环境中粉煤灰水化与活性激发研究

水泥—粉煤灰与土充分拌合条件下,经过初级和次级2个过程形成水泥土固结体。粉煤灰的活性效应较之形态效应和微集料效应对水泥土强度的贡献是显著和持久的。活性激发剂———粉状硅酸钠溶出的OH-对粉煤灰网络聚合度比较高的“硬壳层”有腐蚀作用,同时硅酸钠水解产生的SiO32-在水化环境中可阻止水化硅酸钙生成过多而沉积在粉煤灰表面。通过构建粉煤灰在水泥土环境中的水化模型及SEM、力学性质等测试手段,分析了粉煤灰的水化与固结特性。     

高强度矿渣胶凝材料改性的研究

研究矿渣的粉磨细度，激发剂的掺量，改性剂的种类与掺量对高强度矿渣胶凝材料的干燥收缩性能及其强度的影响。研究表明，掺加9－10％的Na2SiO2激发剂和10％左右的硅酸盐水泥，控制适当的粉磨细度，可以使高强度矿渣胶凝材料的干燥收缩率降低到与硅酸盐水泥相近的程度，并且强度提高，达到了综合改性的目的。其水化产物都是含有少量Na2O,MgO的铝硅酸钙凝胶。