浮石制备硅酸盐水泥的试验研究

以浮石为主要原料,成功制备了硅酸盐水泥熟料.研究了不同煅烧条件对熟料的影响.利用相图并结合XRD分析法确定熟料的矿物组成,利用SEM观察熟料的形貌.对熟料的力学性能测试结果显示,28d抗压强度能达到35 MPa左右;水化产物SEM形貌分析表明,水化产物主要为C-S-H凝胶,Aft及CH晶体,形态正常,且随着水化龄期的增长,水化产物越丰富,生成的水泥石结构越致密.     

助磨剂对钢渣水泥粉磨效率及性能的影响

选用三异丙醇胺和市售助磨剂与复合助磨剂进行对比,在相同掺量、相同粉磨时间下通过分析钢渣水泥的细度及物理性能的变化,从微观和宏观相结合的角度对助磨剂的作用机制进行了探讨。结果表明:复合助磨剂能够很好地降低钢渣水泥的45μm筛余、提高粉体的均匀性指数。复合助磨剂没有改变钢渣水泥水化产物的种类,只是增加了水化产物的数量,加快了粉体矿物的水化进程,钢渣颗粒的活性得到较好的激发,C-S-H凝胶、Ca(OH)2晶体和钙矾石结合紧密,因此强度得到提高。     

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。     

超细全尾砂新型胶结充填料水化机理与性能

针对全尾砂含泥质量分数较高、粒度低的特点,根据充填体作用机理,实验制备出以水淬渣为主要胶凝组分的全尾砂胶结充填材料.利用X线(XRD)和扫描电镜(SEM)对该充填材料的水化产物和微观结构进行研究.研究结果表明:该新型充填料克服水泥全尾砂充填体强度低、充填砂浆黏度大以及成本高等技术难题,抗压强度R28=5.30 MPa是水泥胶结材料的4.7倍,满足矿山充填要求.所配制的充填料有良好的流动性,可以实现浆体自流输送.新型胶结材料的主导水化产物为钙矾石和C-S-H凝胶.大量钙矾石在水化初期形成,是原材料具有较高早期强度的主要因素;钙矶石微观形貌特征为网状或针棒状结构,随着养护时间的增加,水化产物不断发育长大,孔隙逐渐被填充,浆体结构更加致密,具有良好的力学特性.     

水泥对脱硫石膏性能影响的试验研究

为改善脱硫石膏的性能,使其在建筑工程中应用更为广泛。通过对不同水泥掺量的石膏进行抗压强度和抗折强度试验,探究石膏强度与水泥掺量的关系;并通过扫描电镜实验(SEM)和X射线衍射实验(XRD)对单掺水泥石膏强度变化的微观机制进行分析。研究结果表明:水泥掺入脱硫石膏后可以一定程度上改善脱硫石膏的力学性能,提高脱硫石膏的强度。通过微观机理分析发现,水泥-石膏混合体系中会产生钙矾石,由于钙矾石的膨胀以及硅酸钙水化后生成的水化硅酸钙凝胶填充于石膏孔隙,使石膏趋于密实,从微观上解释了石膏强度的增长机制。但由于钙矾石的膨胀具有双重作用,因此存在水泥的最经济掺加量,实验研究确定脱硫石膏中水泥的最经济掺加量为10%。     

密闭条件下硅酸盐水泥凝固特性

探讨密闭条件下硅酸盐水泥的凝固特性。通过采用物理力学性能测试、X射线衍射及扫描电镜等手段对养护条件和密闭条件下硅酸盐水泥的宏观物理力学性能与微观结构进行对比分析,结果表明养护和密闭条件下3 d和28 d水泥水化产物主要为水化硅酸钙、氢氧化钙、钙矾石、二氧化硅、碳酸钙及未水化的硅酸二钙等。两者峰形大体相似,但是衍射强度值有较大的差异。晶体的结构及相对含量有一定的区别。水泥石的致密性、孔隙率、晶体与凝胶体的嵌合程度等存在一定的差异。密闭条件对硅酸盐水泥的凝固特性具有一定的影响。     

黏土水泥浆水化固结微观特征研究

通过注浆堵水方式来治理陕北地区露天煤矿水害问题,以提高注浆堵水效果,对黏土水泥浆固结体的水化过程和固结机理进行研究。采用X射线衍射试验和扫描电镜试验相结合的方法,探究不同浆液配比与不同养护龄期的水化产物含量和固结体的微观形貌特征。结果表明：浆液的水化产物主要有水化硅酸钙(C-S-H)、钙矾石以及还没完全水化的石英SiO₂,随着水化反应的进行,C-S-H和钙矾石等凝胶物质含量逐渐增加,固结体强度增强;黏土多有利于固结体生成更多的凝胶团,加强结构的抗渗性;水泥加量过少,生成的硅酸钙等胶体微粒不足,大量黏土颗粒不能有效生成凝胶物质参与固化反应,导致固结体强度不足;随着水固比的增加,固结体的孔隙也相应变少变小;在黏土水泥浆水化期间生成了大量黏土-水泥球凝胶团以及C-S-H凝胶,黏土-水泥球凝胶团之间相互吸附、连接成片,同时C-S-H对裂隙进行填充并连接成网。黏土水泥浆液水固比1.5∶1,水泥加量为20%～40%时,浆液固结体的阻水效果优异,可为工程实践提供参考。     

固硫灰渣中无水石膏水化产物研究

流化床燃煤固硫灰渣（以下简称固硫灰渣）中无水石膏水化产物的种类及特性对灰渣的资源化利用有较大影响.采用XRD、SEM和EDS分析技术研究固硫灰渣中无水石膏的水化产物,结果显示：无水石膏水化可生成二水石膏和钙矾石;固硫灰渣水化浆体中的二水石膏结晶形态比较相似,几乎全部呈块状或柱状;不同固硫灰渣水化生成的钙矾石为粗大或细小的晶体,长度尺寸差异较大.研究表明：固硫灰渣水化浆体中钙矾石的结晶形态主要取决于游离氧化钙的含量,而二水石膏的结晶形态与游离氧化钙的含量关系不大.     

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.     

生活垃圾焚烧炉渣集料的胶凝特征

为研究垃圾焚烧炉渣集料(BAA)的胶凝特征,以强度试验分析BAA的水硬性和火山灰活性,并采用X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析微观作用机理.结果表明,BAA含有水泥熟料矿物和活性SiO_2、Al_2O_3,体现出水硬性和火山灰活性特征.BAA中水泥熟料矿物遇水发生水化反应生成水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和Ca(OH)_2,活性SiO_2、Al_2O_3在Ca(OH)_2激发作用下发生火山灰反应生成C-S-H凝胶、水化硅铝酸钙等水化产物;BAA与水泥、水混合后,除上述反应外,活性Al_2O_3在硫酸盐激发下也发生火山灰反应生成钙矾石.BAA在水泥中的火山灰反应有一定延后性.湿法处理、长时间堆放BAA的胶凝活性分别较干法处理、短时间堆放BAA低.     

煤气化渣与粉煤灰影响其水泥胶凝硬化产物的强度机理

为了探索煤气化渣作为掺和料的可行性,开展煤气化渣对水泥胶凝硬化产物强度的影响机理研究。通过对比分析煤气化渣、粉煤灰形成过程的差异,以扫描电镜、能谱仪、X射线衍射试验,研究煤气化渣、粉煤灰及两者水泥胶凝产物的微观结构与物相组成,并制备不同掺量的粉煤灰、煤气化渣的水泥胶砂试件,测试其不同龄期的力学强度。结果表明：粉煤灰和煤气化渣形成过程的不同导致两者微观形貌和物质构成存在较大差异,其烧失量由大到小排序为煤气化细渣、煤气化粗渣、粉煤灰,且细渣残碳含量远高于粗渣和粉煤灰。煤气化粗渣以层片状、块状结构居多,细渣多呈蜂窝形絮状体并夹杂少量的球状颗粒,粉煤灰多呈球状体,三者元素组成相似,均含有火山灰活性的铝硅酸盐矿物质。粗渣浆体中形成的钙矾石呈粗针棒状并交织成网,粉煤灰浆体中形成的钙矾石呈细针状并均布于C-S-H凝胶周围,细渣浆体中未发现明显的钙矾石相,粗渣消耗水泥水化产物Ca(OH)₂的能力强于粉煤灰,细渣中活性矿物相被残碳包围,火山灰活性得不到发挥,残碳也影响水泥水化进程。掺粉煤灰、煤气化渣的水泥胶砂7 d强度均低于基准水泥胶砂,在28 d时,掺粉煤灰胶砂的抗压强度高于基准...     

磷铝酸盐与硅酸盐复合水泥的正交试验研究

以磷铝酸盐水泥和硅酸盐水泥熟料为原料,并掺入石膏和外加剂,磨制复合水泥,通过正交试验确定最佳配比。测定了复合水泥的力学性能,并利用XRD、SEM等测试手段对水化产物进行了分析,结果表明：复合水泥的水化产物与硅酸盐水泥基本相同,主要是C-S-H凝胶、Ca(OH）2和AFt,但复合水泥水化速率大于硅酸盐水泥,水化产物量变大,而且其形貌、晶粒度等发生了改变,使得复合水泥硬化体的整个显微结构紧密结合,从而赋予其高的强度。     

不同稠度条件下的水泥基材料电阻率与水化特性研究

以硅酸盐水泥为基体,添加矿粉或粉煤灰,借助电阻率测定仪、XRD及SEM等研究了不同稠度条件下的水泥基材料在水化过程中电阻率及水化产物的变化。结果表明,在相同水化条件下,标准稠度的水泥基材料电阻率最高。非标准稠度样品电阻率偏低是因为其低水胶比时水化产物少而高水胶比时微观孔隙多。     

快凝快硬高强混凝土制备与机理分析

以自制超早强剂与普通硅酸盐水泥为试验对象,采用常规工艺技术,制备出的快凝快硬高强混凝土6h抗压强度10 MPa,抗折强度1.5 MPa,1d抗压强度大于40 MPa,抗折强度达到5 MPa,28d抗压强度80MPa,抗折强度10 MPa,且180d强度有明显增长.使用XRD和TG-DSC等测试手段对水化试样进行分析,结果表明:超早强剂的掺入加速了硅酸盐水泥水化,促进早期钙矾石晶体生成,以及Ca(OH)2向钙矾石转化,从而促进早期强度发展,尤其促进6h到1d的水化硬化.     

NS影响硅酸盐水泥性能的机理研究

利用XRD和SEM等现代检测手段,研究了纳米SiO2(NS)与P.Ⅰ型硅酸盐水泥均匀混合制成的纳米复合水泥的性能,探究水泥水化过程受NS影响的规律性.结果表明:NS的加入量和N型纳米复合水泥标准稠度的关系呈递增变化函数,且缩短其凝结时间;NS不仅对水化产物的形成有诱导作用,加速其水化过程,促进C-S-H凝胶生长和合理分布,而且还具有火山灰活性,与Ca(OH)2反应生成二次水化物,降低水泥砂浆骨料界面中的Ca(OH)2(CH)晶体取向程度,从而使硬化水泥砂浆中的水化产物紧密排列,形成密实的网络显微结构,其孔隙率减少,机械强度提高.性能优良的纳米复合水泥NS最佳掺量为2%.     

水乳环氧对水泥砂浆强度的影响

通过对水泥砂浆中掺加水乳环氧,研究了水乳环氧对水泥砂浆强度的影响;并在体系中掺加矿渣微细粉,成功地制备了环氧树脂聚合物水泥基材料。运用SEM、XRD等微观测试手段,初步研究了环氧树脂水泥基材料的微观结构,进而探讨了该聚合物对水泥基材料的改性作用与机理。研究结果表明,双掺水乳环氧和矿渣微粉改性的水泥砂浆具有较高的抗折强度和抗压强度。环氧聚合物和微细矿粉共同作用下的减水效应、密实效应、火山灰效应、填充效应以及固化交联作用能够赋予水泥基材料良好的力学性能。体系中水泥水化的主要产物为C—S—H凝胶和水化铝酸钙,而且水化产物多为凝胶体和徼细晶体．环氧树脂固化后。有机物呈网络胶状体。没有氢氧化钙特征峰出现。     

高延性水泥基复合材料抗渗性能及微观结构研究

本文围绕高延性水泥基复合材料的抗渗性能开展研究,对正交试验得到的最优组进行能量演化分析,采用电镜扫描（SEM）技术分析最优组的微观结构,利用X射线衍射（XRD）分析各试验组的水化产物。试验结果表明：硅灰掺量对提高ECC的抗渗性能有显著影响,ECC的能量在峰值应力点后发生快速耗散,基体发生破坏,最优组中钙矾石（AFt）和水化硅酸钙（C-S-H）搭接形成了稳定的空间结构,同时膨胀剂进一步促进AFt的生成,有助于填补空隙。     

低密度二氧化硅气凝胶微观结构与隔热性能表征

以正硅酸乙酯为原料,采用溶胶-凝胶法及超临界流体干燥技术制备了密度为11kg/m³的低密度二氧化硅气凝胶块体材料,并与密度为25kg/m³和38kg/m³的二氧化硅气凝胶块体材料进行性能对比。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、BET等检测方法对样品的微观结构进行表征,对比了不同密度低密度气凝胶的微观结构,并测试了不同温度下的导热系数。结果表明：相比于密度更大的气凝胶材料,11kg/m³低密度气凝胶具有更为纤细的骨架结构和更大的孔洞尺寸,以及较小的比表面积,室温条件下具有最大的导热系数;在气凝胶密度小于40kg/m³的范围内,呈现出密度越小,导热系数越大的规律。     

低水灰比对硅酸盐水泥水化程度的影响

研究了低水灰比硅酸盐水泥的水化程度,并利用XRD和SEM分析了硬化水泥浆体的微观结构。结果表明在低水灰比条件下,水泥的水化程度较低,其硬化水泥浆体中存在较多的未水化水泥;同时由于自身的密实性增强和体系的低孔隙率,使水泥水化产物的结晶、生长情况也受到影响。     

低水灰比对硅酸盐水泥水化程度的影响

研究了低水灰比硅酸盐水泥的水化程度,并利用XRD和SEM分析了硬化水泥浆体的微观结构。结果表明在低水灰比条件下,水泥的水化程度较低,其硬化水泥浆体中存在较多的未水化水泥;同时由于自身的密实性增强和体系的低孔隙率,使水泥水化产物的结晶、生长情况也受到影响。