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。     

外加剂对磷铝酸盐与硅酸盐复合水泥水化的影响

研究了外加剂对磷铝酸盐与硅酸盐熟料复合水泥早期水化行为的影响规律。通过测定净浆试体抗压强度，以及采用显微电泳仪测量Zeta电位、分光光度计测量硬化浆体在水溶液中的Ca^2 、[A1O4]^5-离子溶出浓度，分析外加剂对磷铝酸盐与硅酸盐熟料复合水泥的早期水化行为的影响规律。研究结果表明：随着外加剂掺量的增加，试体强度、(电位、Ca^2 、[AlO4]^5-离子溶出浓度的变化规律均为：先下降，而后上升达到最大值，之后又开始下降。说明以上三者之间有很好的相关性，通过测试ξ电位、Ca^2 、[A1O4]^5-离子溶出浓度可以预测水泥试体的早期强度。     

硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥水化协同效应研究

水泥硬化体的力学性质与其微观组构间存在紧密的联系,水泥硬化体微观组构的形成与发展是水泥水化硬化过程的结果。因此,开展对水泥水化硬化过程的研究,将对于了解水泥水化硬化微观组构的发展变化规律及其影响因素有着重要的意义。通过对硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥(以下简称复合水泥)进行水化热测试分析,并且结合扫描电镜(SEM)试验对水泥石的微观形貌进行了分析,重点研究了复合水泥的水化硬化机理,以探究硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥的水化协同效应。     

Q相-C2S-C4AF-C12A7系列水泥水化性能的研究

对在实验室内烧成的Q相-C2S—C4AF—C12A7水泥熟料水化性能进行研究，试验结果表明：Q相-C2S—C4AF—C12A7水泥具备早强性，各龄期的抗压强度高于52．5普通硅酸盐水泥。经XRD和DTA分析，它的水化物主要是CAH10和C2AH8晶体、AH3凝胶和C—S—H凝胶以及一定量的AFt相。     

磷铝酸盐水泥浆体护筋性能的研究

通过钢筋极化电位测试试验，钢筋锈蚀试验以及磷铝酸盐水泥浆体的抗渗性试验，探讨了磷铝酸盐水泥水化体系的护筋性能，并且与硫铝酸盐水泥浆体就相关性能进行了比较。结果证明，由于具有适宜的碱度环境，高抗渗性以及水泥水化后生成羟基磷灰石等特点，磷铝酸盐水泥浆体具有更为优越的护筋性能。     

石灰石对磷铝酸盐水泥水化性能的影响

研究了不同细度、不同掺量的石灰石对磷铝酸盐水泥(PALC)水化性能的影响，并与硅酸盐水泥进行比较，进一步分析了石灰石对磷铝酸盐水泥的作用机理。通过对试体强度的测试，以及利用XRD、SEM等多种测试手段对其水化行为进行分析，结果表明：一定细度和掺量的石灰石PALC的早期力学性能有一定的提高，对后期强度无不利影响；石灰石的细度、掺量与PALC的细度有一定的匹配关系。     

铝酸盐水泥对硅酸盐水泥性能及浆体结构的影响

研究了铝酸盐水泥(质量分数0.25以内)与硅酸盐水泥混合体系的凝结时间、力学性能和干燥收缩率,并采用量热仪、X射线衍射仪、环境扫描电镜探讨了这些物理力学性能产生差异的原因.研究表明,随着铝酸盐水泥掺量的增加,混合体系的凝结时间不断缩短,力学强度先略升(6%左右时达到最高)后大幅降低,干燥收缩不断增加.少量铝酸盐水泥的掺入,对硅酸盐水泥的水化影响不大,仅造成水化早期浆体钙矾石的生成量微增;但掺量超过一定值时,将显著延缓硅酸盐水泥的水化,浆体中钙矾石不断转化为单硫型水化硫铝酸钙,非稳态水化铝酸钙也逐步发生晶型转变,从而导致微结构明显劣化.     

石膏对铝酸盐水泥基混合体系早期水化的影响

采用量热仪、X射线衍射仪、环境扫描电子显微镜、压汞仪分析了无水石膏及α-半水石膏对铝酸盐水泥为主的铝酸盐-硅酸盐混合水泥体系早期水化放热、浆体微结构演变等水化进程的影响.结果表明:无论何种石膏掺入后,三元体系的早期水化均有所加速,且集中于钙矾石的生成及其向单硫型水化硫铝酸钙的转变——水化30min内,浆体中均生成了一定量长度为1μm左右的短粗钙矾石晶体,并伴随首个水化放热峰的产生;而随后的8h内,另产生两个水化放热峰:掺无水石膏时,第2个水化放热峰源自无水铝酸钙和无水石膏的溶解以及少量钙矾石晶体的生成,第3个水化放热峰源自钙矾石的增长及其向单硫型水化硫铝酸钙的转变;而掺α-半水石膏时,这两个水化放热峰均与钙矾石的生成及增长有关.相比而言,α-半水石膏因溶解速度较快,与无水铝酸钙等的溶解速度相匹配,所以水化早期生成更多的钙矾石晶体,所得硬化浆体的孔隙率更低.     

硅酸盐-硫铝酸盐水泥基护壁堵漏材料的研制

针对复杂地层钻探护壁堵漏技术难题,研制了一种硅酸盐-硫铝酸盐水泥基护壁堵漏材料。首先,分别对掺加外加剂的硅酸盐复合水泥、硫铝酸盐水泥的主要技术指标进行试验研究,在此基础上,按不同比例对两种不同系列的水泥进行复合,对复合浆液的流动度、可泵期、凝结时间以及强度等主要技术指标开展试验研究,并结合水化热与扫描电镜分析对其水化硬化过程进行探讨,揭示硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥的水化协同效应。研究成果表明,利用硅酸盐-硫铝酸盐水泥水化协同效应可为解决松散破碎、陡倾宽缝以及动水冲蚀等复杂地层的护壁堵漏技术难题提供新的思路和解决方案。     

硅酸盐-硫铝酸盐水泥基钻孔护壁堵漏材料的研制

针对复杂地层钻探护壁堵漏技术难题,研制了一种硅酸盐-硫铝酸盐水泥基护壁堵漏材料。首先,分别对掺加外加剂的硅酸盐复合水泥、硫铝酸盐水泥的主要技术指标进行试验研究;在此基础上,按不同比例对两种不同系列的水泥进行复合,对复合浆液的流动度、可泵期、凝结时间以及强度等主要技术指标开展试验研究;并结合水化热与扫描电镜分析对其水化硬化过程进行探讨,揭示硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥的水化协同效应。研究成果表明,利用硅酸盐-硫铝酸盐水泥水化协同效应可为解决松散破碎、陡倾宽缝以及动水冲蚀等复杂地层的护壁堵漏技术难题提供新的思路和解决方案。     

挤压成型纤维增强水泥砂浆板材的收缩性能

为了研究挤压成型纤维增强水泥板材的收缩性能,采用不同的纤维、水泥基材、纤维掺量和水灰质量比,探讨了各参数对板材收缩的影响。研究发现:采用低缩复合水泥作为基材的板材收缩要比普通硅酸盐水泥作为基材的板材收缩要小,约为后者的一半,甚至更低;同时采用低缩复合水泥后,板材收缩速率加快,在成型5~10 d左右即进入体积稳定期,而普通硅酸盐水泥板材收缩发展相对较慢,50 d龄期时收缩仍有发展趋势。纤维品种对板材的收缩性能影响不大;加入纤维后的板材收缩增大,且有随着纤维体积掺量增大整体收缩增大的趋势。     

半柔性路面混合料路用性能

半柔性路面是一种在开级配沥青混合料中填充水泥胶浆而形成的兼具沥青路面与水泥混凝土路面特点的复合路面。利用车辙试验来评价半柔性路面混合料的高温稳定性 ,用弯曲、劈裂试验和蠕变试验来评价半柔性路面混合料的低温和疲劳性能 ,用残留稳定度和冻融劈裂试验评价半柔性路面混合料的水稳定性 ,用残留稳定度试验来评价半柔性路面混合料的抗油蚀性能。结果表明 ,半柔性路面混合料具有优良的高温稳定性、耐疲劳性能和耐油蚀性能 ,具有较好的水稳定性和低温稳定性。在普通的水泥胶浆中掺加聚合物树脂 ,可明显改善半柔性路面混合料的低温抗裂性和水稳定性。     

掺复合胶凝材料混凝土的抗氯离子侵蚀性能

研究了矿粉、粉煤灰、硅灰等矿物外加剂对海工混凝土性能的影响,通过试验测定了掺复合胶凝材料的海工混凝土的电通量、氯离子表观扩散系数的变化规律,并对这种混凝土进行了恒电压钢筋锈蚀的试验,研究了矿物外加剂掺量与混凝土抗氯离子侵蚀性能的关系.研究结果表明,在硅酸盐水泥中掺加矿粉、粉煤灰、硅灰等矿物外加剂可以改善海工混凝土的综合性能.矿物外加剂的复合掺入比单独掺入对混凝土抗氯离子侵蚀性能的改善具有更加良好的效果.海工混凝土配制时应尽可能地采用复合多种矿物外加剂.     

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。     

海水侵蚀环境下混凝土耐久性的研究

采用普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥，分别配制了水灰比在0．45～0．60范围内的混凝土试件，采用加速腐蚀试验研究了在海水侵蚀后，其强度、重量损失随时间变化的规律及原因，并为试件损伤状态定量化解析提供了试验数据。结果表明，在相同的试验条件下，矿渣硅酸盐水泥混凝土耐久性优于普通硅酸盐水泥混凝土；混凝土试件的抗蚀系数为0．8时与美国ASTM标准规定的强度损失25％的界限值吻合较好。     

海水侵蚀环境下混凝土耐久性的研究

采用普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥,分别配制了水灰比在0.45～0.60范围内的混凝土试件,采用加速腐蚀试验研究了在海水侵蚀后,其强度、重量损失随时间变化的规律及原因,并为试件损伤状态定量化解析提供了试验数据。结果表明,在相同的试验条件下,矿渣硅酸盐水泥混凝土耐久性优于普通硅酸盐水泥混凝土;混凝土试件的抗蚀系数为0.8时与美国ASTM标准规定的强度损失25%的界限值吻合较好。