低KH高铁硅酸盐水泥部分性能的研究

对掺复合矿化剂ＣａＦ２＋ＣａＳＯ４／ＢａＳＯ４的低ＫＨ（＜０．８７）高铁水泥及低ＫＨ高铝水泥的某些性能进行实验室研究。     

贝利特粉煤灰水泥研究

贝利特粉煤灰水泥是基于粉煤灰和石灰石,在较低温度（９５０℃）煅烧而成．在粉煤灰颗粒表面形成β－Ｃ２Ｓ和Ｃ１１Ａｌ７·ＣａＦ２矿物,进而得到高水硬性和火山灰性的贝利特粉煤灰混合材料．当与水泥熟料共同磨细后,该水泥抗压强度可达４２５＃水泥标准．     

磷对 C_3S-C_2S-C_4A_3-C_4AF-CaSO_4 系统矿物形成及其水泥性能影响的研究

研究了磷对Ｃ４Ａ３Ｓ单矿物及Ｃ３Ｓ－Ｃ２Ｓ－Ｃ４Ａ３Ｓ－Ｃ４ＡＦ－ＣａＳＯ４五元系统矿物形成及其水泥性能的影响。结果表明,少量的磷能改善系统的易烧性,降低烧成温度。当Ｐ２Ｏ５含量小于０．３％时,基本不影响Ｃ３Ｓ的形成,但降低水泥３ｄ强度,而７ｄ,２８ｄ强度增进幅度较大;磷阻碍Ｃ４Ａ３Ｓ单矿物的形成,当Ｐ２Ｏ５达０．５％以上时,系统的Ｃ４Ａ３Ｓ及Ｃ３Ｓ形成量明显减少,ｆ－ＣａＯ升高,水泥各龄期强度均显著降低。     

粉煤灰活化机理及胶凝材料的研究

对煤粉增钙燃烧过程中粉煤灰活化机理及活化粉煤灰的特性进行了实验研究，结果表明，通过增钙工艺，高钙煤粉在１２００～１４００℃温度下燃烧，形成含钙量较高的高钙玻璃体，使粉煤灰在高温下活化．活化粉煤灰中主要矿物为β－Ｃ２Ｓ，Ｃ４ＡＦ，Ｃ３Ａ，Ｃ５Ａ３，此外还有Ｃ（１２）Ａ７，Ｃ２Ｆ，ＣａＳＯ４，ＣａＯ及活性ＳｉＯ３等结晶矿物，当活化粉煤灰中ＣａＯ含量在２１％～２５％时，加入适量的强度激发剂并提高磨细度，就可将活化粉煤灰直接转换成３２５＃低能耗的粉煤灰水泥．     

B2O3—MgO—SiO2—CaO—Fe3O4系固结块的抗压强度和还原性

用五因子回归正交设计法对Ｂ２Ｏ３－ＭｇＯ－ＳｉＯ２－ＣａＯ－Ｆｅ３Ｏ４五元系的抗压强度、还原性同组分、温度的关系做了系统的研究，建立了抗压强度、还原率两指标同Ｂ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＳｉＯ２，ＣａＯ／ＳｉＯ２，ｔ因素的二次回归数学模型，Ｂ２Ｏ３对还原性影响不大，而对抗压强度影响显著，当Ｂ２Ｏ３含量为４－６％时，抗压强度最大，ＭｇＯ增加还原性降低，但对抗压强度影响不大，随着温度上升，抗压强度和还原性均降低     

粉煤灰活化机理及胶凝材料的研究

对煤粉增钙燃烧过程中粉煤灰活化机理及活化粉煤灰的特性进行了实验研究，结果表明，通过增钙工艺，高钙煤粉在１２００～１４００℃温度下燃烧，形成含钙量较高的高钙玻璃体，使粉煤灰在高温下活化。活化粉煤灰中主要矿物为β－Ｃ２Ｓ，Ｃ４ＡＦ，Ｃ３Ａ，Ｃ５Ａ３，此外还有Ｃ１２Ａ７，Ｃ２Ｆ，ＣａＳＯ４，ＣａＯ及活性ＳｉＯ３等结晶矿物，当活化粉煤灰中ＣａＯ含量在２１％～２５％时，加入适量的强度激发剂并提高磨细度，就可     

硅酸二钙活性的研究

硅酸二钙（Ｃａ２ＳｉＯ４简写为Ｃ２Ｓ）是硅酸盐水泥的主要成份，对硅酸二钙进行掺杂改性。可以影响Ｃ２Ｓ的微观结构，水化活性，烧成速度等．用正电子湮没技术研究了掺Ｎａ２Ｏ和Ｐ２Ｏ５的Ｃ２Ｓ正电子寿命谱，结果表明掺杂能增加Ｃ２Ｓ的微结构缺陷，使Ｃ２Ｓ烧成速度加快，水化活性增大．用正电子湮没技术Ｘ射线衍射线宽效应和扫描电镜等手段研究了不同燃烧条件下，Ｃ２Ｓ的中间体ＣａＯ的活性及其变化规律．结果表明，在快速烧成条件下的新生态ＣａＯ晶粒尺寸小，缺陷浓度高，ＣａＯ与Ｃ２Ｓ的活性也较高在硅酸盐水泥生料中掺杂和采用快速烧成工艺，可以增大硅酸盐水泥的烧成反应速度，有重要的实用价值．     

Cr_2O_3,MgO对贝利特-硫铝酸钙水泥熟料矿物形成的影响

应用ＸＲＤ,ＥＤＡＸ等分析测试手段,研究了Ｃｒ２Ｏ３,ＭｇＯ对贝利特－硫铝酸钙水泥熟料矿物形成的影响。结果表明,适量的Ｃｒ２Ｏ３,ＭｇＯ能促进系统ｆ－ＣａＯ的吸收,降低烧成温度。Ｃｒ２Ｏ３,ＭｇＯ主要固溶在Ｃ２Ｓ,铁相及２Ｃ２Ｓ·ＣａＳＯ４中,并可使Ｃ２Ｓ稳定为α－Ｃ２Ｓ及α＇－Ｃ２Ｓ以及稳定２Ｃ２Ｓ·Ｃａ－ＳＯ４。当Ｃｒ２Ｏ３含量较高时,使ＭｇＯ在熟料矿物中的固溶量显著增加。     

萤石对含钡硫铝酸盐水泥性能的影响

利用正交实验的方法在 Ｃ２７５ Ｂ１２５ Ａ３ Ｓ生料中掺入不同量的 Ｃａ Ｆ２ ,以不同的烧成温度、保温时间进行烧成,并对烧成矿物各水化龄期抗压强度进行了比较。通过正交分析,发现外掺１４％ Ｃａ Ｆ２、烧成温度为１ ３５０℃、保温２ｈ 的条件下烧成的矿物各水化龄期强度最高。基于这一结果,利用含钡工业废渣为原料且掺入适量萤石烧制出了性能更为优异的含钡硫铝酸盐水泥,还应用 Ｘ Ｒ Ｄ, Ｓ Ｅ Ｍ 等测试手段对其形成及水化进行了初步探讨。     

F~-离子和Ti~(4+)离子在CaO-Al_2O_3-SiO_2系玻璃晶化时的作用

在ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２（ＣＡＳ）系玻璃中单独引入Ｆ－离子或Ｔｉ４＋离子,以及同时引入Ｆ－离子和Ｔｉ４＋离子,通过ＤＴＡ（差热分析）、ＸＲＤ（Ｘ－射线衍射）、Ｒａｍａｎ、ＸＰＳ（光电子能谱）和ＳＥＭ（扫描电镜）方法进行了研究。结果表明在ＣＡＳ系玻璃中一部分Ｆ－离子取代非桥氧离子处于玻璃网络内部,另一部分Ｆ－离子处于玻璃网络间隙,Ｆ－离子能促使ＣＡＳ系玻璃分相,在稍高于Ｔｇ的某一温度热处理时,ＣａＦ２晶体首先从玻璃中析出;Ｔｉ４＋离子对玻璃晶化影响不大,在稍高于Ｔｇ的某一温度热处理时,加Ｔｉ４＋离子和不加Ｔｉ４＋离子的玻璃首先析出的晶相均是钙长石（ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８）;在ＣＡＳ系玻璃中同时引入Ｆ－离和Ｔｉ４＋离子时,在稍高于Ｔｇ的某一温度热处理后首先析出的晶体是ＣａＦ２和钙长石（ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８）,Ｆ－离子和Ｔｉ４＋离子混合使用能更好地促进ＣＡＳ系玻璃的晶化。     

基于HYMOSTRUC3D的固井水泥石孔隙结构演变及力学强度发展规律

固井水泥石微结构发育规律是固井工艺设计和固井质量评价的重要参考依据.以HYMOSTRUC3D软件为基础,建立了水泥水化模型,获取了CH[CH表示Ca(OH)2晶体]含量和抗压强度,并对实验结果进行了对比,模拟结果与实验结果的偏差基本都在10％以内.然后,基于水泥水化模型获取了不同水灰比(W/C,W/C=0.4、0.44、0.5、0.6、0.8、1.0、2.0)和水化龄期对固井水泥浆水化过程中C3S(3CaO·SiO2),C2S(2CaO·SiO2),C3A(3CaO·Al2O2),C4AF(4CaO·Al2O3·Fe2O3),C-S-H(Ca5Si6O16(OH)·4H2O)CH、孔隙率、孔径分布、抗压强度和三维结构等的影响.同时,采用Ryshkewitch方程、Schiller方程和二次线性方程重点讨论了抗压强度与孔隙率的关系.结果表明:在水泥水化过程中,随水化反应的进行,水泥石孔隙率逐渐减小,抗压强度增大;随水灰比增大,粗孔含量增加,细孔占比减小,孔隙率增大,孔径分布变宽,抗压强度减小.采用Ryshkewitch方程、Schiller方程和二次线性方程拟合抗压强度与总孔隙率和毛细孔隙率的相关系数都达到0.92以上,分别为0.96、0.92、0.95和0.98、0.97、0.98;毛细孔隙率是固井水泥石强度发展的主要影响因素.     

不同粉磨工艺水泥的颗粒、矿物组成分布及性能

研究了采用不同粉磨工艺制备的水泥的颗粒分布及矿物组成分布对水泥与混凝土物理性能的影响．研究结果表明：水泥颗粒分布与粉磨设备条件及工艺参数密切相关,选用高效选粉机,增大循环负荷及控制适当的比表面积,可获得较窄的颗粒分布;由于C3S易磨性较好,易富集于水泥细颗粒中,通过提高水泥颗粒的集中程度及适当增大比表面积,可有效地把熟料中的C3S富集于30μm以下的水泥颗粒中;当水泥熟料质量、混合材质量、水泥比表面积控制水平较接近,水泥颗粒分布集中(主要集中在5～30μm范围)时,水泥的标准稠度需水量较大,凝结时间较长,1d强度较低,但3d,28d抗压强度较高,在混凝土中则表现为新拌混凝土泌水较严重,1d抗压强度偏低,3d．28d抗压强度增幅较大．     

纤维增强磷酸钾镁水泥砂浆力学性能研究

研究了PVA纤维、PP纤维、玻璃纤维三种纤维在不同的w_(S/C)下对磷酸钾镁水泥砂浆力学性能的影响.结果表明:三种纤维都能在一定程度上增强磷酸钾镁水泥砂浆的力学性能,对磷酸钾镁水泥砂浆早期力学性能的影响比较大,后期力学性能的影响会有所降低.其中,PVA的增强效果最为明显,PP纤维次之,玻璃纤维增强效果最弱.同时得出,在同种纤维条件下,w_(S/C)不是磷酸钾镁水泥砂浆抗折强度的主要影响因素,但是其抗压强度均随着w_(S/C)的增大而增大.     

石膏对不同窑型水泥性能的影响

通过对水泥物理性能和泌水性的测定,研究了二水石膏对不同窑型水泥性能的影响.研究结果表明,二水石膏对不同窑型水泥的凝结时间的影响类似,对立窑熟料的敏感性要大于回转窑熟料.当二水石膏掺量达到一定量后,石膏的缓凝作用开始表现出来,水泥的凝结时间正常,随着二水石膏掺量的增加,三种水泥泌水性呈增大趋势.石膏掺入量在 3%~4%可以获得较高的 3天和28天抗压强度,在合适的二水石膏掺入量下,混合水泥的泌水性和抗压强度均明显高于加权值,略低于回转窑水泥.     

氢氧化钾-硅酸钠溶液对碱矿渣水泥水化行为的影响

固定水灰比为0.35,研究了氢氧化钾-水玻璃复合碱组分作用下碱矿渣水泥的凝结时间和抗压强度的变化规律。通过水化放热实验研究了4%碱当量不同模数的复合碱组分作用下碱矿渣水泥的水化动力学过程。结果表明：以氢氧化钾-水玻璃复合作为碱组分的碱矿渣水泥,低水玻璃模数条件下,溶液中氢氧根离子浓度高,矿渣溶解速度快,水化放热增长迅速,凝结时间短,强度高;高模数条件下,溶液粘度高,氢氧根离子浓度低,凝结时间长,强度较低;对比而言,溶液模数为1.5时,碱矿渣水泥的综合性能最佳。     

水泥稳定碎石基层无侧限抗压强度试验研究

水泥稳定碎石基层的水泥用量和力学特性,直接影响沥青混凝土路面的使用寿命。本文结合湖北宜昌太平溪镇陈坛公路改建工程,探讨了不同级配及不同水泥掺量对水泥稳定碎石基层的重型击实指标和无侧限抗压强度指标的影响。研究结果表明:施工现场提供的碎石和黄砂经过合成级配之后,掺入4%、6%和8%的水泥稳定强度能够达到路用要求。同一级配下,掺入水泥的量越多,混合料的最佳含水率、最大干密度及无侧限抗压强度指标均越大;随着掺入水泥量的增加,最佳含水率增大趋势先快后慢,最大干密度和无侧限抗压强度增加的趋势先慢后快。同一水泥掺量下,混合料中碎石的含量越大,最佳含水率越小,最大干密度越大,无侧限抗压强度越大。综合考虑级配和水泥掺量对无侧限抗压强度指标的影响,工程实际选用碎石∶黄砂=60∶40,水泥掺量6%为施工指标。     

原料粒度对磷酸镁水泥水化硬化特性的影响

研究了原料粒度对新型磷酸镁水泥(MPC)水化硬化过程的影响规律.首先,以一定量不同粒度的烧结氧化镁粉(MgO)和磷酸二氢钾(KH2PO4)搭配并掺入不同量的缓凝剂硼砂(Na2B4O7.10H2O)配制MPC.然后,测试MPC浆体3h内半绝热温升曲线、凝结时间和MPC硬化体的强度,并分析硬化体的物相组成和微观结构形貌.结果表明:MgO粉和KH2PO4的粒度对MPC水化硬化特性有显著影响,随着MgO粉和KH2PO4的颗粒粒径减小,早期水化反应速率加快,凝结时间缩短;但对于抗压强度并非颗粒越小其值越大,在最佳MgO粉和KH2PO4粒度范围内,MPC硬化体抗压强度最高.同样,对一定粒度MgO粉和KH2PO搭配的MPC浆体,在硼砂适量时,MPC硬化体才能具有适宜的凝结时间、水化反应速度和较高的抗压强度.     

硫酸铵和硫酸钠溶液侵蚀下水泥土力学性质试验研究

为研究硫酸铵和硫酸钠溶液侵蚀下水泥土的力学性质,将制备的水泥土试块置于不同浓度的硫酸铵和硫酸钠溶液中进行长期(150 d)浸泡,通过无侧限抗压强度试验,得到无侧限抗压强度随侵蚀溶液浓度和侵蚀时间的变化规律,分析硫酸铵和硫酸钠溶液侵蚀对水泥土力学性质的影响。研究结果表明:硫酸铵和硫酸钠溶液对水泥土均具有侵蚀作用,浓度越大,侵蚀越显著;浸泡时间越久,侵蚀越明显;在侵蚀早期,硫酸钠浓度在一定范围内对水泥土的抗压强度增长有利,在短期内硫酸钠溶液可以提高水泥土试块无侧限抗压强度;在相同SO_4~(2-)浓度下,硫酸铵溶液侵蚀下的水泥土抗压强度要低于硫酸钠溶液侵蚀下的抗压强度,铵盐会对水泥土的力学性质产生影响;硫酸盐对水泥土的侵蚀作用要远大于铵盐对水泥土侵蚀作用。