粉煤灰对阿利特-硫铝酸盐水泥凝结时间及水化研究

通过在阿利特-硫铝酸盐水泥中添加粉煤灰,利用XRD、水化热和SEM来研究粉煤灰对该体系水化过程的影响.结果表明:粉煤灰对该体系有一定缓凝作用;并且随着掺量增加,作用越明显.粉煤灰主要影响水泥早期强度,对后期影响不大;当掺量≥30％时,对后期也有影响.火山灰反应在3d时不太明显,一般在28 d时较容易观察到.     

循环流化床灰渣作为水泥混合材的研究及性能改善

试验研究了掺CFB灰渣水泥性能随灰渣掺量的变化规律,并探讨了添加激发剂和机械粉磨处理灰渣对水泥性能的影响。结果表明,随CFB灰渣掺量的增加,水泥强度随之降低,而当灰渣在水泥中的掺量不大于30%时,水泥强度可达到42.5水泥级别,当其掺量不大于40%时,水泥强度仍可达到32.5水泥级别。激发剂A能有效提高水泥早期强度,而激发剂B对提高水泥后期强度的贡献较大,同时激发剂A使粉煤灰和炉渣的28 d反应程度分别提高4.1%和3.5%,并促进掺灰渣水泥的水化产物中C-S-H凝胶增多,提高产物结构致密度。机械粉磨处理后能有效提高粉煤灰的活性,水泥强度和粉煤灰反应程度与粉磨时间成正比关系,而粉煤灰需水量比随粉磨时间的延长而先下降后升高。     

基于再生微粉的复合胶凝体系水化特性研究

为了解基于再生微粉的复合胶凝材料的水化硬化机理，本文将再生微粉和粉煤灰单掺或与硅灰复掺以50%、60%、70%的取代率取代水泥制备水泥净浆试件，研究其抗压强度、水化放热速率、放热量及水化产物的变化规律。结果表明：随着取代率增加，胶凝材料抗压强度降低，取代率为50%时，胶凝材料力学性能最佳，其中复掺再生微粉和硅灰龄期为7d时，其抗压强度达到了29.1MPa;复掺再生微粉和硅灰的早期放热速率与复掺粉煤灰和硅灰基本一致，但加速了二次放热且放热量均低于纯水泥组；通过XRD试验可以发现，随着取代率增大，复掺再生微粉和硅灰的Ca(OH)₂衍射峰逐渐减弱，表明其促进了二次水化，也证明了再生微粉具有火山灰活性，且再生微粉的火山灰活性大于粉煤灰。该结果可为研发生态建筑材料提供理论支撑。     

粉煤灰水泥的护筋性探讨

在使用粉煤灰水泥时,常常担心粉煤灰水泥因二次水化反应消耗掉水泥水化产物中的Ca(OH)2,使粉煤灰水泥的护筋性欠佳.通过测试掺入粉煤灰的水泥水化28 d的pH值,可以看出即使是粉煤灰掺量在70%时,其水化28 d的pH值也大于11.5,不会导致粉煤灰水泥的碱度过低,影响其护筋性.采用浸烘循环法直接测试粉煤灰水泥在粉煤灰掺量为50%、60%时的护筋性,经过30次的循环,胶砂试件中钢筋的失重率与硅酸盐水泥处于同一水平.试验结果表明,粉煤灰水泥具有良好的护筋性.     

磨细循环流化床粉煤灰-石灰的水化特性

为直观准确分析循环流化床（CFB）粉煤灰的火山灰反应活性,本文通过设计CFB粉煤灰-石灰（8:2）二元体系,采用水化热、XRD和SEM-EDS等测试手段,探讨不同磨细CFB粉煤灰的水化特性及力学性能变化规律。结果表明：粉磨细化有利于CFB粉煤灰火山灰反应的进行,促进其水化产物生成、微结构的优化,从而提高其胶凝材料的力学性能,且粉磨细化程度越高,效果越明显。超细循环流化床粉煤灰具有较快的火山灰反应速率,水化产物以棒状钙钒石（AFt）、无定形C-S-H凝胶和Ca(OH)2等为主,浆体结构较为致密,其早、后期强度比未经磨细的CFB粉煤灰高出2.4 MPa、3.0 MPa,超细化处理的CFB粉煤灰表现出优异的火山灰活性及水化反应能力。     

水泥-粉煤灰浆体的水化反应进程

为考察粉煤灰对水泥水化进程的影响,系统研究了水泥粉煤灰浆体在不同养护龄期、水胶比、粉煤灰掺量下水泥和粉煤灰反应程度、非蒸发水数量、水化产物数量、孔结构和浆体力学性能.根据实验结果,建立了水泥粉煤灰浆体中水泥反应程度与有效水灰比间的定量关系,推导出水泥和粉煤灰反应程度与胶空比之间的计算公式,并通过研究胶空比与浆体抗压强度关系曲线和比较胶空比与实测孔隙率来验证该公式的正确性;另外,还对水泥粉煤灰浆体的非蒸发水量与水化产物数量间的关系进行了研究,结果表明二者呈线性相关,可用非蒸发水量反映水化产物数量.     

钢渣粉煤灰复合水泥的研究

以钢渣、粉煤灰、水泥熟料为主要原料,并掺入少量激发剂,制备高混合材掺量高强复合水泥.研究钢渣细度、水泥的复合组分比例及激发剂对钢渣粉煤灰复合水泥性能的影响,并通过SEM、XRD分析激发剂对复合水泥水化性能的影响.结果表明:钢渣比表面积在310m2/kg以上时,钢渣具有较好的活性.激发剂可进一步增大钢渣、粉煤灰的水化活性,加快复合水泥的水化速度,从而提高水泥的力学性能,缩短水泥的凝结时间,但激发剂对复合水泥水化产物种类影响不大.     

低掺量下无机盐早强剂的早强效果

采用抗压强度测试及微量热、原位XRD法研究了硫氰酸钠、亚硝酸钙、硫代硫酸钠、硝酸钙4种无机盐早强剂在低掺量下的早强效果及对水泥水化的影响.结果表明:4种无机盐中硫氰酸钠在0.05%～0.5%掺量范围内促进水泥早期水化的作用最强,主要加速了硅酸三钙的水化进程,早强效果也最佳.亚硝酸钙对水泥水化的影响随掺量发生变化,当掺量低于0.3%时,未对水泥水化产生促进作用,早期强度反而有所下降,提高掺量后开始促进早期水化,具有一定的早强效果.硫代硫酸钠及硝酸钙在掺量低于0.5%情况下对水泥水化的促进作用较弱,早强效果较差.     

氯化钠对粉煤灰水泥性能与水化程度的影响

探讨氯化钠对粉煤灰水泥不同阶段性能与水化程度的影响.结果表明:掺入适量的氯化钠可以不同程度地提高粉煤灰水泥不同龄期的水化程度与抗压强度而缩短其凝结时间;当氯化钠掺量一定时,随着粉磨时间的延长,粉煤灰水泥不同龄期的水化程度与抗压强度均有不同程度的提高但增幅下降.随着氯化钠掺量的增加,粉煤灰水泥不同龄期的水化程度与抗压强度均先增加后下降,但其凝结时间却先缩短后增加;当氯化钠掺量为2%,粉磨时间为15min时各龄期的水化程度与抗压强度均达到最大值,而粉煤灰水泥的凝结时间最短.粉煤灰水泥水化3d的水化程度与抗压强度的增幅最大,而水化28d的相应增幅最小.     

氯化钠对粉煤灰水泥性能与水化程度的影响

探讨氯化钠对粉煤灰水泥不同阶段性能与水化程度的影响. 结果表明： 掺入适量的氯化钠可以不同程度地提高粉煤灰水泥不同龄期的水化程度与抗压强度而缩短其凝结时间; 当氯化钠掺量一定时, 随着粉磨时间的延长, 粉煤灰水泥不同龄期的水化程度与抗压强度均有不同程度的提高但增幅下降. 随着氯化钠掺量的增加, 粉煤灰水泥不同龄期的水化程度与抗压强度均先增加后下降, 但其凝结时间却先缩短后增加; 当氯化钠掺量为2%, 粉磨时间为15min时各龄期的水化程度与抗压强度均达到最大值, 而粉煤灰水泥的凝结时间最短. 粉煤灰水泥水化3d的水化程度与抗压强度的增幅最大, 而水化28d的相应增幅最小.     

高活性阿利特硫铝酸盐水泥及其水化反应

利用青海省当地原材料制备阿利特硫铝酸盐水泥熟料.该熟料结合了硅酸盐熟料和硫铝酸盐熟料的优点,具有碱性与硫酸根离子的双重激发作用,能很好地激发矿渣、粉煤灰等活性矿物材料.在此基础上,提出了高活性阿利特硫铝酸盐水泥方案.通过微观结构分析,探讨其水化反应的机理与过程,并阐明了复合胶凝体系的优势互补作用的原理.实验证明,高活性阿利特硫铝酸盐水泥,能充分发挥熟料自身独特的矿物组成特性和活性矿物材料的火山灰效应,使硬化浆体中Ca(OH)2含量降低,并因此而获得较为适宜的晶/胶比,使其后期强度明显提高.     

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.     

改性油页岩渣-粉煤灰二元复掺的水化特征

中国油页岩储量大,化学成分中硅铝含量虽然极高但火山灰活性却很低,作为掺合料替代水泥掺量局限于20%以下。为提高油页岩渣活性和掺量,以600℃煅烧2 h为活化基础,辅以高钙粉煤灰提供水硬性,复合掺量设置为30%,结合X射线衍射(X-rays diffraction, XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)、能谱仪(energy dispersive spectrometer, EDS)与傅里叶红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer, FTIR)的检测手段,探究复掺体系水化过程中水化产物的种类、形貌以及硅铝比。结果表明,改性油页岩渣活性源于脱油、脱水、脱羟基增大比表面积以及破坏油页岩渣中高岭土晶体从而产生的无定形铝硅酸盐物质;7 d活性指数达到97.4%,28 d活性指数达到85.8%;水化过程中改性油页岩渣先参与二次水化反应,Ca(OH)₂充足的前提下粉煤灰接着发生三次水化反应,若Ca(OH)₂不充足,粉煤灰以内核的角色参与二次水化反应;...     

处置利用垃圾焚烧飞灰共研制硫铝酸盐水泥

以垃圾焚烧飞灰作为主要原料,在实验室电炉内研制成功了硫铝酸盐水泥熟料,并采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光分析(XRF)等手段对该熟料的适宜烧成制度、力学性能、水化进程和微观结构等进行了研究.结果表明,该水泥熟料的适宜烧成温度范围为1 200～1 300 ℃,较佳保温时间为120 min.掺加垃圾灰的熟料中氯离子质量分数虽达到1.08%,但氯离子多以固定氯的形式存在,氯离子浸出量不超过总氯质量分数的6.30%.采用该熟料配制的水泥具有较高的早期抗压强度,后期抗压强度也能稳定增长.     

粉煤灰对水泥稳定碎石抗冲刷性能的改善

针对水泥稳定碎石基层在使用过程容易发生冲刷破坏问题,通过冲刷试验研究了不同粉煤灰掺量对水泥粉煤灰稳定碎石混合料抗冲刷性能的影响规律,分析粉煤灰对水泥稳定碎石抗冲刷性能的改善。结果表明:掺加一定量的粉煤灰可以明显改善水泥稳定碎石混合料的抗冲刷性能,最佳掺量为10%;在最佳掺量时,水泥水化形成的Ca(OH)2与掺加的粉煤灰可以充分反应,生成的大量凝胶可以使结构整体变得更加致密,增强水泥稳定碎石颗粒与颗粒之间的粘聚力,使水泥稳定碎石整体强度增大,进而提高混合料的抗冲刷能力。     

提高粉煤灰低密度水泥体系早期强度的研究

针对粉煤灰低密度混合材水泥的早强问题展开研究,用实验方法分析探讨了粉煤灰低密度混合材水泥在水化反应过程中的作用机理,开发出了一种高效的能够适用于低温低密度体系的早强剂DY,使得粉煤灰低密度水泥早期强度得到显著的提高。粉煤灰混合材低密度水泥在低温下早期强度的提高,主要通过水泥与粉煤灰之间的相互作用来实现。正反两方面的实验结果表明,水化反应使早期释放更多的Ca²⁺和OH^-,引发了粉煤灰的火山灰反应,从而促进了粉煤灰混合材水泥早期强度的发展。该产品有望在低压井、易漏井、长封固段井等复杂条件下使用。粉煤灰混合材水泥能够满足复杂井固井作业的要求,并且具有可观的经济、环保效益。     

陶瓷抛光砖粉制备蒸压硅酸盐制品研究

研究利用陶瓷抛光砖粉制备蒸压硅酸盐制品，并与粉煤灰对比。试验采用了IR、XRD、SEM以及EDS等测试方法研究其水热特性、水化产物的组成和形貌，并测试其强度。研究结果表明：陶瓷抛光砖粉在蒸压条件下有较高的火山灰活性；在相同配比条件下，抛光砖粉中参与反应的活性SiO2远比粉煤灰多，生成较低Ca/Si的水化产物，其蒸压制品强度高于粉煤灰；当石灰∶抛光砖粉＝1∶3时其蒸压制品强度较高。利用陶瓷抛光砖粉制备蒸压硅酸盐制品有广阔应用前景。     

辅助胶凝材料改善砼微观结构的研究

以掺加复合掺合料制成的高性能细石混凝土和普通硅酸盐水泥制成的细石混凝土作为研究对象,在混凝土试样平整断面上先镀碳膜,再镀金属膜,通过扫描电镜的手段,研究了细石混凝土中的Ca(OH)2和C-S-H的形貌特征.结果表明,掺加粉煤灰后,明显取向生长的六角板状Ca(OH)2晶体数减少,C-S-H的生成量增多,混凝土内部的孔洞减少,密实性提高.说明粉煤灰的二次水化能够有效地与Ca(OH)2反应,有效改善其界面结构;矿粉也能与Ca(OH)2反应,使混凝土内部生成更多的C-S-H填充孔洞,生成有利于混凝土过渡层的大量水化物;复合掺加矿粉与粉煤灰优于单掺粉煤灰或矿粉,有效地改善了混凝土的微观结构.     

粉煤灰对混凝土热膨胀系数的影响

为了探讨了粉煤灰对混凝土热膨胀系数的影响,采用颗粒表面密封法和压汞法研究了不同品种的固相颗粒、孔隙率和龄期对水泥石热膨胀系数的影响,并采用扫描电镜和能谱分析验证了表面密封法的可靠性.实验结果表明:不同品种的固相颗粒对水泥石热膨胀系数的影响大小依次为Ca(OH)2、粉煤灰、水泥熟料、CSH凝胶;水泥石的总孔隙率随龄期的增长而减小;混凝土热膨胀系数随水化龄期的增长而升高,随粉煤灰掺量的增加先升高后降低;粉煤灰对混凝土的热膨胀系数有明显影响.