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.     

高温作用后矿渣微粉纤维混凝土的微观结构

通过对扫描电镜照片的对比分析,探讨了矿渣微粉纤维混凝土经受不同高温作用后,水泥浆体、骨料与水泥浆体界面过渡区内的水化硅酸钙C-S-H凝胶、钙矾石AFt和氢氧化钙Ca(OH)2等水泥水化物形貌、状态、数量及孔隙与裂缝的变化情况.结果表明,经历不同程度的高温后,水泥浆体及界面过渡区的结构疏松程度增加,水化产物不密实,C-S-H凝胶网状结构破碎直至消失,AFt和Ca(OH)2逐步分解含量减少,骨料与水泥浆之间的粘结变得松散,裂缝逐渐扩展.混凝土中的聚丙烯纤维在160℃左右熔融逸出,形成众多相互交织的孔隙通道,缓解了其内部的蒸汽压力,有效阻止了混凝土的爆裂.     

熟料微细化对结构及性能的影响

研究水泥熟料超细粉磨后的结构和性能变化，以及对掺加一定量超细矿渣和硅灰后水化系统的性能影响。测定了水泥浆体的物理力学性能，应用DTA，SEM，XRD分析了不同龄期硬化水泥浆体中水化产物及其微观结构，利用压汞测孔仪测定了硬化水泥浆体的孔结构参数。结果分析认为：水泥熟料超细粉磨后，二水石膏已难以控制其凝结速度；系统中加入一定量的超细矿渣和硅灰后，硬化水泥浆体与骨料的界面层富集结晶Ca(OH)2的现象消失，硬化水泥浆体的孔分布更加均匀细微。     

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.     

钢渣粉和钢渣水泥的活性及水化机理研究

利用X射线衍射分析、扫描电子显微镜、化学结合水量测定以及胶砂实验等方法研究了钢渣粉和钢渣水泥复合粉的活性和水化机理,研究结果表明:钢渣硬化浆体中的矿物组成含有水化产物C-S-H凝胶和Ca(OH)2,钢渣残余矿物C2F、Ca2(Fe,Al)2O5、CaCO3和RO相,和一些未反应的胶凝矿物C2S和C3S;钢渣、水泥和钢渣-水泥浆体三者的水化产物种类类似,微观结构形貌存在差异;14 d后掺钢渣水泥净浆试样的化学结合水量与水泥差距缩小,28 d后化学结合水量实测值大于计算值;钢渣掺量(质量分数)小于30%时,钢渣水泥胶砂的28 d强度高于水泥胶砂的28 d强度。     

无熟料高炉矿渣水泥的物料配比与性能的关系

研究了Ca(OH)_2、硬石膏及少量可溶性钙盐(甲酸钙、乙酸钙等)复合对高炉矿渣活性的激发作用及物料配比与性能的关系。结果表明:Ca(OH)_2与硬石膏复合对矿渣活性有一定的激发效果,可溶性钙盐的加入降低了水泥的pH值,进一步激发了矿渣的活性,乙酸钙(Ca(CH_2COOH)_2)的激发效果好于甲酸钙(Ca(COOH)_2);在矿渣掺量为80%,Ca(OH)_2掺量15%,硬石膏掺量5%,外加1.0%Ca(CH_2COOH)_2生产出的无熟料水泥28 d抗压强度达54.6 MPa;Ca(COOH)_2与硬石膏促进高炉矿渣水化的主要水化产物为钙矾石和C-S-H凝胶。     

高温对碱矿渣水泥石产物及微结构的影响

通过X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜等微观测试手段,分别对水玻璃和NaOH为碱组分的碱矿渣水泥石高温后的产物和微观形貌进行分析.结果表明:以水玻璃和NaOH为碱组分的碱矿渣水泥石高温后的产物和形貌变化规律相似;受火温度为400℃以下时,质量损失主要是由于可蒸发水的失去;受火温度为600℃时,碱矿渣水泥石中大量的C-S-H凝胶失去结合水,结构分解并发生固相反应,反应产物为钙黄长石;800～1 000℃时,C-S-H凝胶特征峰消失,碱矿渣水泥石结构主要由钙黄长石晶体组成.     

低Ca/Si比的C-S-H凝胶产物在抑制AAR中的作用

碱是混凝土发生碱-集料(AAR)反应的重要因素之一.许多资料报道低Ca/Si比的C-S-H凝胶对碱有强烈的吸附作用.从C-S-H凝胶的组成出发,指出低Ca/Si比的C-S-H凝胶在抑制AAR中的作用,解释了低Ca/Si的C-S-H凝胶对碱的吸附能力强的原因及其影响因素.为在实际工程应用中掺加混合材来抑制AAR反应,提高混凝土耐久性有重大指导意义.     

C-S-H凝胶对K~+和Na~+的吸附作用

为了探讨水化硅酸钙(C-S-H)凝胶对K~+和Na~+的吸附性能,采用3CaO·SiO_2(C3S)和纳米SiO_2制备了不同钙硅物质的量之比(Ca/Si比)的C-S-H凝胶,着重研究浸泡溶液浓度和不同Ca/Si比C-S-H凝胶固体试样加入量对K~+和Na~+吸附能力的影响以及吸附态的K~+和Na~+的解吸行为。结果表明:C-S-H凝胶对K~+和Na~+的吸附能力随着Ca/Si比的降低而增高;对于相同Ca/Si比的C-S-H凝胶,随着浸泡溶液浓度的增大,K~+和Na~+吸附量逐渐增大,随着固体试样用量的增加,K~+和Na~+的吸附量降低而吸附率增高。C-S-H凝胶对K~+和Na~+的吸附不仅与其比表面积有关,而且与溶液中Ca2+浓度(浸泡溶液的p H值有关)有关。在溶液低p H值或高Ca2+浓度体系中,K~+和Na~+的吸附会被溶液中高浓度Ca2+所抑制。脱附实验证实了在碱溶液浓度0.5 mol/L时,K~+和Na~+在C-S-H凝胶上吸附是可逆的。     

硅渣及废碱水共激发制备碱胶凝材料的研究

对某化工厂的副产品——渡碱水及硅渣作碱胶凝材料的碱性激发剂进行了研究。通过优化废碱水和硅渣的掺入量可制备强度发展良好、凝结时间正常的碱胶凝材料,有效地降低碱胶凝材料的成本。另外,对其水化产物进行了初步研究,发现这种碱胶凝材料水化除生成C-S-H凝胶外,还生成了水化硅铝酸钙Ca(Al2Si5O8)．4H2O、硅铝酸钙钠(Na,Ca)Al3Si5O16两种难溶性沸石类矿物。     

Accelerated carbonation and leaching behavior of the slag from iron and steel making industry

Ground granulated blast furnace slag(GGBFS)and steelmaking slag have been used as a raw material for cement production or as an aggregate to make concrete,which contribute aluminum,calcium,iron,and silicon oxides.The suitability of the slag for a particular application depends on its reactivity,cost,availability,and its influence on the properties of the resulting concrete.For the interest of durability studying of concrete in the presence of slag,the accelerated carbonation products and leaching behavior of the slag and Portland cement(PC)were studied.The experimental results confirmed that the slag was more resistant to carbonation compared to PC.The carbonation degree of GGBFS reduced by 17.74%;and the carbonation degrees of steelmaking slags reduced by 9.51%-11.94%.Carbonation neutralized the alkaline nature of the hydrated pastes and gave rise to the redox potential of the leachate slightly(30-77 mV).The carbonation also increased the release of most of the elements presented,except for calcium,to the aqueous environment.It is concluded that blend cements(PC plus slag)have economical advantages and better durability compared to PC.     

大掺量矿渣粉混凝土抗碳化性能的研究

研究了用50%和70%（质量分数）矿渣粉替代硅酸盐水泥对混凝土力学性能和抗碳化性能的影响,对混凝土的碳化方程(X=Ktb)进行回归分析。结果表明：矿渣粉掺量为50%时,其混凝土28d抗压强度甚至优于硅酸盐混凝土,但碳化深度和碳化系数K随着矿渣粉掺量的增加而增加,b值则呈下降趋势,且在同一胶凝材料的情况下,K值与强度负相关。     

测试混凝土孔溶液的pH值研究混凝土的碳化性能

设计了单掺30%粉煤灰、单掺30%矿渣微粉、复掺粉煤灰和矿渣微粉总量为30%以及不加矿物掺合料的普通混凝土试件,运用混凝土孔溶液的表观pH值测试法对上述混凝土的碳化性能进行研究,并与酚酞溶液测试结果进行对比.研究表明,pH值测试法是一种能反映混凝土抗碳化能力的可靠测试方法.混凝土抗碳化能力越高,混凝土表层的pH值越大,该值在混凝土内部恒定时的深度越小.结合两种测试方法可将碳化混凝土内部分为完全碳化区、部分碳化区和未碳化区,两种测试方法得出的完全碳化区深度基本相等,部分碳化区深度约为完全碳化区深度的2倍.在钢筋混凝土抗碳化性能设计中,要求部分碳化区深度不允许超过混凝土保护层厚度更为科学.     

含钢渣复合掺合料对混凝土耐久性的影响

研究了掺钢渣、矿渣和粉煤灰复合掺合料混凝土的碳化、氯离子渗透、碱集料反应、抗冻及绝热温升性能.结果表明:在同水胶比下,复合掺合料等量取代水泥后,混凝土的抗碳化性能和抗氯离子渗透性能有明显提高,混凝土碱集料反应膨胀率显著降低,当复合掺合料用量超过50%,混凝土抗冻性有所降低.掺加复合掺合料可显著减小胶凝材料的水化热,以及混凝土的绝热温升值和温升速率.     

不同矿物掺合料对轻骨料混凝土抗碳化性能的影响

利用Ⅱ级粉煤灰、超细粉煤灰、磨细矿粉以及钢渣粉等量取代水泥,制备了轻骨料混凝土．并采用加速碳化试验和混凝土孔溶液pH值测试技术,研究了其碳化特性,分析了不同矿物掺合料对轻骨料混凝土抗碳化性能的影响机制．研究结果表明,掺II级粉煤灰和钢渣粉的试样各龄期碳化深度均高于基准样,且不同深度处的混凝土孔溶液pH值也低于基准样;而...     

由除杂铝渣碱溶碳分制备高纯Al(OH)_3

以红土镍矿酸浸液的除杂铝渣为原料,经碱溶、分步碳分制备高纯Al(OH)3粉体,实验考察了除杂铝渣碱溶温度、碱溶pH值与除杂铝渣中铝溶出率的关系及碳分终点pH值、碳分温度与沉铝率之间的关系.实验得到的适宜碱溶条件为pH值14、温度90℃、时间10 min;碳分条件为碳分终点pH值9、碳分温度75℃.采用XRD,SEM,化学成分分析对所得Al(OH)3粉体进行了表征.结果表明Al(OH)3粉体晶型发育良好,颗粒不规则,表面粗糙,结构松散、多孔.     

水泥石的碳化深度与孔结构参数的关系

本文采用人工快速碳化和压汞测孔的试验方法,对不同水灰比、不同减水剂的水泥砂浆试样进行碳化深度和孔结构测定;据此,对碳化深度与孔结构参数的关系进行了定性分析和数理统计分析,发现孔形参数,即管形孔含量对水泥石的碳化性能影响很大,以总孔含量和管形孔含量为自变量,碳化深度为因变量建立的回归方程具有较高的相关系数。     

一种水溶性树脂对水泥石抗CO2腐蚀性能的影响

针对苏里格区块油气田在固井过程中面临CO_2酸性气体腐蚀的难题,在分析CO_2对水泥石的腐蚀机理基础之上,设计并合成出一种水溶性树脂(WSR),将其作为一种新型防腐蚀剂以期达到提高固井水泥石抗腐蚀性能的目的。表征结果表明WSR具有酸性环境响应特性,即可在酸性环境下可形成一种连续立体网络结构;腐蚀性能评价结果表明:WSR对水泥浆基本性能无不利影响;相对于活性硅质材料,WSR可以使水泥石的腐蚀深度、力学性能衰退和微观结构破坏程度明显减小;经CO_2腐蚀35 d后,WSR水泥石腐蚀深度增加14. 60%,抗压强度衰退6. 65%,渗透率降低9. 63%,总孔隙率降低16. 31%; SEM表征WSR在遇酸水泥石表面形成一层明显的连续分布膜状物质,此膜状物质效避免了酸性介质对氢氧化钙(CH)和硅酸钙凝胶(C—S—H)的腐蚀破坏,保持了水泥石微观结构的完整性,近而提高固井水泥石的抗CO_2腐蚀性能;此外,膜状物质"屏蔽层"还可抑制酸性腐蚀介质与水泥石的脱钙反应及减缓对水泥石的淋滤冲刷作用。     

生态混凝土的碳化深度影响浅析

研究了掺量分别为40%、50%的大掺量粉煤灰和矿渣(单掺和双掺)混凝土的碳化性能,并分别改变粉煤灰与矿渣间的比例关系,并对各组试块进行国标GBJ82-85快速碳化试验,对所得数据进行正交处理及回归分析,总结出粉煤灰掺量及比例对碳化深度的影响系数k,为进一步完善碳化深度预测的数学模型提供一个影响因素的数据参考.     

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.