亚硝酸钙对硫铝酸盐水泥水化硬化过程的影响

利用维卡仪、水化热、XRD和DTG等测试手段,研究亚硝酸钙(Ca(NO2)2)对硫铝酸盐水泥(SAC)初凝时间和终凝时间、力学性能、水化放热速率及水化产物的影响.结果表明:当亚硝酸钙的质量掺量为1. 2%时,可显著缩短初凝时间和终凝时间,加快硫铝酸盐水泥的凝结;明显提高硫铝酸盐水泥早期的抗压强度,对后期抗压强度的提高幅度较小,标准养护条件下1 d和28 d抗压强度分别提高25. 0%和6. 1%;使水化第一、第二放热峰值分别提高35. 9%和34. 3%,并增加水化放热量;亚硝酸钙的溶解改善硫铝酸盐水泥浆体系统的水化环境,有利于水化产物钙矾石(AFt)的结晶,从而促进水化并提高抗压强度.     

原位监测水泥基材料早期电阻率的变化过程

为了考察辅助性胶凝材料和细骨料对水泥水化的影响,利用新型无电极电阻率仪原位连续监测水泥基材料早期的微结构演变进程,系统分析了水胶比、硅灰掺量、矿渣掺量、粉煤灰掺量、细骨料体积分数和骨料粒级对水泥基材料电阻率的影响.试验结果表明:在水化3 000 min内,根据水泥基材料电阻率的发展曲线,可将水泥水化过程分为溶解期、诱导期、加速期和减速期4个阶段;电阻率的发展速率随水胶比的增加而显著下降;在水胶比相同的情况下,砂浆电阻率高于净浆电阻率;掺加矿物掺合料致使后期电阻率的变化速率降低,掺加硅灰则导致水化加速期提前;在早期水化过程中,硅灰的活性最高,矿渣的活性次之,粉煤灰的活性最低;细骨料的体积分数和骨料粒级越大,砂浆的电阻率越大.     

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.     

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.     

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。     

减缩剂对水泥浆体结构演变的影响

通过研究减缩剂对于水泥水化过程中水化热、电阻率、干燥收缩、可逆收缩的影响,分析了减缩剂对于水泥浆体结构发展演变过程的作用.试验结果表明:减缩剂能够显著地降低水溶液以及模拟孔溶液的表面张力;在水化反应初期,减缩剂降低了水泥的水化放热速率,随着水化的进行,水化放热总量逐渐增加,3天以后,总水化热有一定的增加;减缩剂能够显著降低水泥净浆的干燥收缩,其减缩能力随着龄期的发展逐渐降低;减缩剂增加了可逆收缩在总的干燥收缩中所占的比例,表明水化产物的形态发生了变化.减缩剂不仅通过降低孔溶液的表面张力的形式降低水泥浆体的干燥收缩,而且通过影响水泥水化的进程以及改变水化产物的状态来减少水泥浆体的收缩.     

水泥早龄水化电阻成像研究

利用电阻率成像技术(EIT),对水灰比为0.3、0.32、0.35水泥净浆,及掺氯化钙或硫酸锌的0.32水灰比浆体的前6 h水化过程进行监测,测得的EIT阻抗差分图像能较好反映水泥的水化进程。由EIT测得的阻抗-时间微分曲线可知,水泥净浆及掺硫酸锌的水泥浆体的早期水化可分为下降、稳定和上升三个阶段;掺氯化钙的水泥浆体则只有稳定和上升两个阶段。     

粉煤灰对铁铝酸盐水泥水化过程的影响

通过测试流动度、凝结时间、水化热、电阻率、抗压强度、pH值以及水化产物等研究了不同掺量粉煤灰对铁铝酸盐水泥水化过程的影响。结果表明,掺入粉煤灰提高了水泥浆体的流动度,并缩短了凝结时间。铁铝酸盐水泥的早期水化速率较快,表现为早期水化放热较快,电阻率快速增长。掺入粉煤灰使得试件抗压强度降低,掺入30%粉煤灰的试件在3、28 d时的抗压强度较空白组相应值分别下降了40.4%、50.7%。在90 d龄期内,孔溶液的pH值呈现出先升高后降低的趋势,空白组试件的pH值在水化3 h时为11.09,在水化48 h时升至11.59,而后逐渐降低,在水化90 d时降至10.87。掺入粉煤灰可提高孔溶液的pH值。铁铝酸盐水泥的主要水化产物为钙矾石,而粉煤灰由于水化环境碱度不足未能发挥火山灰效应。     

矿物掺合料对混凝土电阻率的影响

采用无电极电阻率测定仪测定混凝土的电阻率,分析了混凝土电阻率与其水化过程的关系及矿物掺合料对混凝土电阻率的影响.试验结果表明,根据混凝土的电阻率发展特征,混凝土的水化过程可分为四个阶段:溶解期、凝结期、硬化前期和硬化的减速期;掺入矿物掺合料降低混凝土的电阻率变化速率,其影响程度与矿物掺合料的品种和掺量有关.     

高贝利特硫铝酸盐水泥水化过程的电化学阻抗谱

利用电化学阻抗谱法研究高贝利特硫铝酸盐水泥水化过程,得到不同水灰比下(0.6、0.8、1.0)的电化学阻抗谱曲线,并提出一种考虑弥散效应和水泥/电极界面扩散过程的等效电路模型,分析水泥水化过程中电化学阻抗参数和分形维数的变化规律.研究表明:不同水灰比下,高贝利特硫铝酸盐水泥的电化学阻抗谱具有相同的变化趋势.在整个水化过程中,随着龄期的增加和水灰比的减小,阻抗参数值和孔体积的分形维数增大,水泥的总孔隙率减小,结构变得密实;孔表面的分形维数则随着龄期的增加和水灰比的减小而减小.     

碱激发钢渣矿渣胶凝材料凝结硬化性能研究

通过对胶凝材料强度、水化热的测定和对水化产物种类及表观形貌的分析,探讨了缓凝剂和钢渣掺量对碱激发钢渣矿渣胶凝材料性能的影响,并对其水化特性进行了研究.结果表明:钢渣掺量为40%、矿渣掺量为60%时,外掺6%水玻璃激发剂和1%的K缓凝剂,所制得的胶凝材料的凝结时间和强度可以达到42.5R普通硅酸盐水泥的技术要求;碱激发钢渣矿渣胶凝材料的放热特性与碱激发矿渣胶凝材料类似,具有放热量小的特点;钢渣与矿渣组合有利于胶凝体系水化进程的发展,两者具有相互促进的作用.     

钢渣-水泥复合胶凝材料的水化放热和动力学研究

通过测定钢渣掺量（质量分数）分别为0、20%、30%、40%的水泥基复合胶凝材料的水化放热速率,根据Krstulovi?-Dabi?动力学模型得到几何晶体生长指数n、反应速率常数K、各阶段转换时的水化度α,进而研究钢渣掺量对钢渣水泥复合胶凝材料水化放热与动力学的影响。结果表明：随着钢渣掺量的增加,各阶段水化放热速率变化趋势不同,钢渣掺量30%和40%时,出现第3放热峰,水化放热量随着钢渣掺量的增加而降低;钢渣掺量0、20%、30%时,水化历程由结晶成核与晶体生长(NG)到相边界反应(I)再到扩散过程(D);钢渣掺量40%时,模拟曲线偏离实际水化速率曲线,水化过程不符合Krstulovi?-Dabi?动力学模型;钢渣掺量0~30%范围内KNG、KI、KD均随着钢渣掺量的增加而降低;相对于钢渣掺量20%试样而言,纯水泥与钢渣掺量30%试样的I过程水化度范围较大;钢渣掺量0~30%的试样,水化12h已经成型,然而相同条件下,钢渣掺量40%的试样仍然不能硬化成型。为避免水化速率过低,钢渣最大掺量应为30%。     

早龄期水泥浆体的化学收缩与电阻率研究

研究了水灰比分别为0.3,0.4和0.5的硅酸盐水泥浆体在3d龄期内的化学收缩与电阻率的变化规律,并根据非蒸发水含量计算了水泥的水化度,讨论了化学收缩与水化度之间的关系以及电阻率与水化度之间的关系.化学收缩采用ASTM C1608—07规定的膨胀测定法进行测试,电阻率采用无接触电阻率法进行测试.结果表明：水泥浆体的化学收缩与水泥的水化度之间具有较好的线性关系;对于不同水灰比的水泥浆体,当龄期在12h以上时,化学收缩与电阻率之间存在较好的线性关系,可以根据电阻率计算水泥的水化度和化学收缩.     

环境温度下蔗糖类缓凝剂对浆体性能的影响

针对环境温度对缓凝剂作用的影响,采用自动高效水化热测定仪及无电极电阻率测试仪,在线测试不同温度下,新拌水泥净浆的凝结时间、水化历程及电阻率变化.通过原子吸收及XRD进行机理分析,获得蔗糖类缓凝剂在环境温度下的适应性及其作用机制,为解决实际工程问题提供理论基础.试验结果表明,蔗糖凝结时间的临界值随着环境温度的升高而降低,但在一定掺量下,蔗糖在高温下缓凝效果比低温下强;对于一定掺量的蔗糖,高温更能延缓水化放热峰的出现及浆体结构的形成.     

混凝土水化放热模型的实验分析和计算

大体积混凝土因早期水化热引起的温度场 会导致开裂, 影响结构安全和正常使用, 其中混凝土热学参数的准确性会直接影响混凝土温度场计算的准确性. 从胶凝材料水化反应机理出发, 基于化学反应动力学原理及不同矿物组成的水泥水化热实验数据, 提出了一种考虑粉煤灰掺入和温度影响的混凝土水化放热模型. 该模型可以准确地反映混凝土水化放热量及温升随龄期的变化, 且与实测值吻合良好.     

纳米SiO2对硅酸盐水泥水化放热特性的影响

以硅灰为对比,利用微量热仪研究了纳米SiO2对硅酸盐水泥24 h内水化历程、水化放热特性的影响.研究结果表明:掺入纳米SiO2的水泥试样24 h内水化历程也可划分为类似于纯硅酸盐水泥水化的5个阶段;纳米SiO2的掺入,促使诱导期、加速期和减速期的出现提前,缩短了诱导期持续的时间;提高了水化开始时的放热速率,使第二放热峰的出现提前,增大了水化放热量.     

聚羧酸减水剂对水泥水化历程的影响

通过测定掺聚羧酸减水剂水泥浆体的凝结时间、化学收缩、初期水化放热、抗压强度,同时利用XRD分析,对减水剂作用下水泥水化进行了研究.结果表明:聚羧酸减水剂在具有较好分散性的同时具有较强的缓凝作用,有效抑制初期水化,而不影响后期水化.随掺量的增加缓凝时间增长、化学收缩减小,第一放热温峰增强,第二放热温峰延迟和消弱;随掺量增加,水化1d的CH特征衍射峰明显降低,28d的CH特征衍射峰增强,当掺量为w(减水剂)=1.5%时,3d强度降低10%～30%,7d强度降低5%～15%,而28d强度无明显降低.     

H2O2催化氧化预处理柳江源水的试验研究

利用静态批量试验研究H2O2在FeSO4、FeCl3和水合MnO2三种催化剂的作用下对柳江源水预处理的效果,同时探讨FeSO4和FeCl3这两种催化剂的混凝作用是否可以代替PAC,试验结果表明H2O2催化氧化预处理对柳江源水中的浊度、UV254和TOC的去除有较好的效果;FeSO4和FeCl3这两种催化剂有一定的混凝作用,但不能代替PAC的混凝效果。