水泥-矿粉颗粒级配与流变性能关系的研究

将不同颗粒群分布的矿粉(即矿渣微粉,后同)、水泥按一定比例匹配,测其净浆流变性能指标及净浆标准稠度用水量,应用Origin软件,以宏观性能指标为z轴,水泥与矿粉D50(颗粒体积分数为50％时对应的粒径值)差为x轴,水泥与矿粉混合样的粉体D50为y轴,进行三维区域图分析,并综合流变性及活性,给出了水泥-矿粉最佳匹配的定性范围。     

颗粒级配对水泥基材料有害孔隙率的影响

水泥基材料的硬化浆体中含有大量的孔隙 ,其中的有害孔隙直接影响到耐久性 .依据所建立的微粒级配模型 ,采用粉煤灰、硅灰等球形颗粒掺合料及纳米纤维红粉 (NR)掺合料 ,设计球形颗粒紧密堆积体系与纳米纤维增强紧密堆积体系 ,讨论 2种混合体系内部的总孔隙率与有害孔隙率之间的关系 ,确定活性NR粉在水泥基材料中的作用 .研究表明 ,NR粉能够增加体系密实度 ,水泥混合体系硬化后期的总孔隙率与有害孔隙率之间服从对数关系 ,通过微粒级配模型可预知体系有害孔隙率及颗粒级配的合理性 .     

再生微粉与矿渣对水泥性能影响的对比分析

为研究再生微粉与矿渣对水泥性能的影响,进行了再生微粉与矿渣对水泥性能的影响试验,并对比分析了实验数据。实验结果显示:随着再生微粉和矿渣掺量的增加各龄期水泥胶砂强度降低,当掺量大于50%时,胶砂强度和强度比均降低较大,且流动度呈现逐渐减小;当掺量大于30%时,胶砂流动度降低较大,此时再生微粉的标准稠度用水量增加速度相对加快,而矿渣标准稠度用水量增加速度则相对变慢;再生微粉和矿渣粉的加入使净浆的初凝时间缩短,当掺量大于10%时,初凝时间随着掺量的增大而缓慢减小,终凝时间却没有规律。得出的结论对工程选用水泥有一定的参考价值。     

钢渣作为混合材在复合水泥中的应用

对钢渣作为一种混合材在复合水泥中的综合利用进行了研究,并通过X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、水化热测试、孔结构测试等现代物相检测手段,揭示钢渣复合水泥微观结构与宏观性能之间的内在联系。结果表明:钢渣能显著降低水泥的水化热,降低水泥的标准稠度用水量;钢渣水泥浆体线膨胀率很小,均没有超过0.1%,体积稳定性良好;一定掺量混合材能有效降低浆体孔隙率,改善孔径分布,提高浆体致密度;复合掺加20%钢渣、10%粉煤灰时,水泥的28 d抗折、抗压强度分别达到了8.3、48.9 MPa;钢渣和粉煤灰复合掺加有利于水泥强度发展。     

矿渣微粉颗粒分布与其水泥流动性的灰色关联

采用不同粉磨时间的方法将水泥和矿渣磨成不同细度的试样 ,用激光粒度仪检测其颗粒群分布 ;采用灰色关联分析方法研究矿渣微粉的颗粒群分布对矿渣水泥胶砂流动性的影响 .结果表明 :当水泥颗粒较细时 ,粒径小于 4 0 μm的矿渣颗粒的体积分数的增加对胶砂流动度起积极作用 ,其中以 2 0～ 4 0 μm的关联度为最大 ;当水泥颗粒较粗时 ,粒径大于 1 0 μm的矿渣颗粒的体积分数的增加对胶砂流动度起积极作用 ,其中以 1 0～ 2 0 μm的关联度为最大     

复合胶凝体系颗粒群匹配优化设计方法研究

由一系列不同细度的辅助胶凝材料、纯硅酸盐水泥按4:6(质量比)组成各种复合胶凝体系试样,以各试样的早期水化结合水指标作为化学活性匹配参数,各试样实测堆积密度与计算堆积密度之比作为颗粒群堆积密实程度参数,将各试样28 d胶砂活性分别与化学活性匹配参数、颗粒群匹配密实程度参数进行灰色关联分析.结果表明:复合体系颗粒群的化学活性匹配以及颗粒群堆积密实程度与28 d胶砂活性的关联度较为相近,在0.65～0.75之间,说明它们对复合体系的活性影响程度相近;化学活性匹配和颗粒群堆积密实程度对强度影响的权值也较为相近,在0.48～0.52之间;由权值可以获得综合化学活性匹配与颗粒群堆积密实程度归一化后的复合体系28 d活性预测值Hi;以Hi为立面指标,水泥细度与辅助胶凝材料细度之差、水泥与辅助胶凝材料复合体系总体颗粒群细度为平面指标,运用Origin软件进行复合体系活性与颗粒群匹配的分布趋势预测分析,从而为各复合体系水泥、辅助胶凝材料颗粒群进行优化匹配,获得较为理想的活性指标提供参考依据.     

颗粒分布对水泥与减水剂相容性的影响

采用Marsh筒法与净浆流动度法研究了相同熟料制备的不同颗粒分布的水泥样品与减水剂的相容性,揭示了粉体比表面积、均匀性系数（n）、特征粒径（x′）、堆积孔隙率与相容性的关系。结果表明：样品比表面积越大, n越大,x′越小,堆积空隙率越大,水泥与减水剂的相容性越差。当比表面积与x′ 相近时,n越大,浆体的流动性越差,饱和点掺量越大或饱和点Marsh时间越长,流动度经时损失越小。随着样品比表面积增大,饱和点掺量增大,流动度减小,流动度经时损失增大,与减水剂相容性变差,且对于n越大的样品,比表面积增大对相容性的不利影响越显著。凡是能降低堆积空隙率,使水泥颗粒分布连续而较宽,且自身需水性较低的微细粉体,均有利于改善水泥与减水剂的相容性。     

纳米ZrO2改性水泥基复合材料的水化及微观分析

基于亚稳态四方相ZrO_2纳米颗粒的纳米微集料效应,将其应用于改性水泥基复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和低场核磁共振波谱仪表征了纳米氧化锆与水泥净浆的微观结构与形貌,研究了ZrO_2纳米颗粒的掺量、粒径和晶型对水泥基复合材料水化过程的影响规律。结果表明:在水泥净浆中掺入ZrO_2纳米颗粒,将增加标准稠度用水量,促进水泥净浆溶胶向凝胶的转变,增加C—S—H凝胶含量,提高水泥石密实度,对水泥基复合材料微观结构有较明显的改善。     

含矿渣粉胶凝体系的性能研究

本文研究了矿粉与水泥复合胶凝体系的新拌砂浆的性能、力学性能以及抗裂性能,试验结果表明,与纯水泥砂浆相比,复合胶凝体系的标准稠度用水量和凝结时间有所上升,硬化砂浆的早期强度偏低,但后期强度与前者持平。掺加矿粉后,试样的抗裂性能明天提高。在保证体系力学强度指标满足42.5水泥性能的前提下,矿渣粉的掺量范围最大达70%。     

矿渣硅酸盐水泥水化反应的理论模型与应用

提出了一种矿渣硅酸盐水泥水化反应的理论模型,考虑了矿渣成分、熟料成分、矿渣掺量、矿渣水化程度对其水化产物成分和微观结构的影响,可以定量地预测C-S-H凝胶的成分和浆体不同组份的相对比例.与普通硅酸盐水泥浆体相比较,矿渣硅酸盐水泥浆体最主要的差别是Ca(OH)2含量显著降低、C-S-H的钙硅比明显降低,同时孔隙率也不断增加.     

高炉渣颗粒粒径对矿渣水泥水化的影响

高炉渣是钢铁行业生产过程中的必然产物, 随着我国经济不断高速增长, 钢铁产量逐年提高, 高炉渣的堆积量也在不断上升. 完善矿渣水泥的理论研究, 提高高炉渣的利用率, 既能够减少固体废弃物的数量、 保护环境, 又能够为企业带来更好的经济效益. 实验结果表明, 减小高炉渣颗粒粒径能够加快水化反应的进程, 提高抗压强度. 另外, 高炉渣颗粒的粒径分布对混凝土抗压强度也会产生显著影响.     

矿渣水泥活性研究

将矿渣、水泥粉磨成不同细度,以不同掺量、细度的矿粉与水泥相配伍,探讨其与矿渣水泥强度(以活性指数 表示)的关系.研究表明,在矿渣低掺量(质量分数25%)时,矿渣水泥早期(7d)胶砂活性指数与矿渣水泥总体细度、 水泥与矿渣的细度差均有关,即细度差愈大,总体细度愈粗,活性指数愈高;当矿渣掺量(质量分数)大于50%,细度 差与早期活性有更大的关联性———细度差愈大,活性指数愈高.矿渣水泥后期(28d)胶砂活性则与矿渣水泥总体细 度的关联性很大,细度愈细,活性愈高;而水泥与矿渣的细度愈接近,活性愈高.     

用矿渣制备调粒水泥的研究

研究了用矿渣细粉制备的调粒水泥的性能。结果表明,矿渣细粉对水泥标准稠度需水量基本没有影响,但延长了水泥的凝结时间。水泥２８ｄ抗压强度随矿渣细粉掺入量增加而逐渐提高,当掺量为５０％时,抗压强度为最高。借助于ＤＴＡ,ＸＲＤ与ＳＥＭ分析,可知矿渣经过超细粉磨后,水化速度加快,在水化２８ｄ内对水泥有增强作用。     

超细矿渣粉对水泥水化的影响

通过X射线衍射试验,分析了超细矿渣的细度、取代量及龄期对水泥水化的影响.试验结果表明:与基准浆体相比,掺入超细矿渣粉28 d龄期水化样中Ca(OH)2晶体的衍射峰强度急剧下降,且消耗Ca(OH)2晶体的数量与水化样龄期及超细矿渣粉取代量和细度密切相关.掺P1000超细矿渣粉(比表面积实测值1 885 m2/kg)水泥水化速度非常快,3 d时二次水化反应已基本完成,从3 d到60 d Ca(OH)2的含量变化不明显;而且随着矿渣细度的增加和矿渣粉比表面积的增大,其吸收Ca(OH)2晶体的能力增强.但随着水泥水化产物中Ca(OH)2晶体数量的减少,C3S和C2S等熟料矿物水化并未加快,这与一般规律不符,还需结合其他实验手段进一步分析.     

钢渣粉固化淤泥质水泥土强度特性试验研究

采用电子探针、X射线衍射、扫描电镜等研究方法,分析了钢渣粉的化学成分、矿物组成及微观结构,结果表明钢渣粉具有胶凝潜力。把钢渣粉作为淤泥质水泥土的外掺剂,制备钢渣粉淤泥质水泥土试块,通过无侧限抗压强度试验研究钢渣粉掺入比对淤泥质水泥土无侧限抗压强度的影响。试验发现在水泥掺量和龄期相同的条件下,随着钢渣粉掺量的增加,水泥土试块的无侧限抗压强度先增后降,当控制好钢渣粉掺量时,可以有效提高淤泥质水泥土的强度。最后,在结合试验数据的基础上,从理论上分析了水泥和钢渣粉加固淤泥质土的作用机理,为钢渣粉在水泥土中的应用提供了理论依据。     

Na2CO3激发剂对高掺量矿渣水泥性能的影响

探讨了化学激发剂Na2CO3对高掺量矿渣水泥的力学及耐久性能的影响。研究结果证明:在矿渣掺量达70%的情况下,以1.5%Na2CO3作为激发剂可显著改善高掺量矿渣水泥的力学性能,28 d的抗折强度提高了25%,且该高掺量矿渣水泥的耐久性能如安定性、水化热、抗硫酸盐腐蚀均优于纯硅酸盐水泥。     

废轮胎橡胶粒在水泥浆体内之接口问题

探讨粉碎后之废轮胎橡胶颗粒表面改质方法,以强化其与水泥浆间作用力的问题.使用之改质剂有氢氧化钠溶液、含硫量较高之润滑油与甲苯.粉碎之橡胶颗粒依其粒径大小分为三群.试体除做抗压、抗拉与抗剪等强度测试以了解物理及机械性质外,并以金相显微镜实时观测水化过程中橡胶与水泥结合情况.实验结果发现,以氢氧化钠处理过之橡胶颗粒与水泥泥之结合最好,此乃因强化其表面亲水性,有利于与水泥作用.反之以甲苯处理之橡胶结果最差,因其表面之亲水性较小.以润滑油处理之橡胶所得试体之性质较不稳定,此与含硫量与处理过程有关.文中并提出以显微镜做线上实时观测试体表面水化变化以做为试体制作改进之参考依据.此方法可降低试体制作之庞大人力与材料费用.     

二元赤铁矿粉粒度级配技术研究

以颗粒级配和紧密堆积理论为基础,优选不同粒度的赤铁矿粉为加重材料,按照不同比例二元复配加入到山东G级高抗硫油井水泥中,通过对水泥浆流变和强度性能的测定,研究了颗粒级配与高密度水泥浆性能的关系。研究结果表明,流变和强度性能好的配方,其级配曲线表现出两种形式,一种是颗粒较细,粒径全部在10um以下;另一种是在10um附近（5um~30um）出现明显的断层区,即该粒径范围的颗粒较缺失,而该粒径范围恰是水泥颗粒的主要分布区,与水泥颗粒形成连续级配,对强度和流变性更有利;流变性能较差的配方,超过70％颗粒的粒径大于10um,尤其是3um-10um的颗粒最为缺失。此结论可作为多元铁矿粉复配的参考。     

高耐磨钢渣水泥砂浆的研究

通过对钢渣种类、粒径及掺量对水泥砂浆耐磨性影响的研究,以及对掺加钢渣的水泥砂浆的后期稳定性和抗硫酸盐侵蚀性能的研究,探讨了利用钢渣制备高耐磨路面的可行性及工艺参数。该项研究对于提高路面的耐磨性和抗滑能力,增加道路混凝土的绿色含量具有重要的意义。