基于冲击弹性波的水泥水化趋势分析研究

水泥的水化过程是一个非常复杂的化学物理过程,水化反应进行的程度会直接影响混凝土结构的性能,一直是科研工作者研究的重点。水泥水化程度是指一定时间内水泥水化量与水泥完全水化量之比。采用基于冲击弹性波的方法对20世纪90年代的混凝土大坝芯样进行弹性波波速测试,并对芯样进行抗压试验,同时调研国内外相关资料,结果表明该混凝土经过长时间的水化反应导致其抗压强度与设计相比,都有很大的增长。因此,经过研究提出通过对混凝土芯样弹性波波速测试,可间接判断混凝土中水泥水化反应情况,为跟踪混凝土内水化反应提供了宏观手段。     

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。     

不同类型的石灰石掺入水泥中的作用研究

旨在研究采用不同类型的石灰石掺入水泥中对水泥强度及水化性能的影响,通过试验找出普遍的规律．运用XRD、SEM、EDXA等测试手段,对石灰石的作用进行机理性的分析研究．     

不同养护制度下混合水泥反应程度的研究

通过测试各混合水泥试样结合水量和掺合料反应程度．研究了不同养护制度对混合水泥水化程度的影响。研究结果表明，早期较高的养护温度可加快混合水泥的反应速率，提高其反应程度．但对后期标养条件下混合水泥反应程度的增长有影响；早期低温养护情况下混合水泥的水化受到抑制。其反应程度相当低，但后期标养条件下有一定增长。养护温度升高有利于混合水泥中掺合料反应程度的提高．但在后期长时间标养条件下，奇试样中掺合料反应程度趋于接近。     

基于对数正态分布的水泥恒温水化动力学模型

首先通过化学反应动力学原理推导出水泥恒温水化反应速率方程,得出利用水泥水化度α表达的水化反应速率方程;然后联合运用两种试验方法测定水泥恒温（20±1℃）养护水化的累计水化反应热,进而推导计算出水化反应速率随水化程度的变化曲线。最后根据曲线的发展变化规律选择合适的函数拟合计算,从而提出吻合度较高的对数正态分布密度Log-noemal模型,并计算出Log-noemal模型与测试结果的相关系数r高达0.937 3,得出Log-noemal模型比较适合评价水泥恒温水化动力学模型（反应速率的变化规律）。     

聚羧酸减水剂对水泥水化过程的影响

从水泥浆的液相电导率、pH值和水化程度三方面讨论了聚羧酸共聚物对水泥水化的影响.研究结果表明,共聚物对水泥的水化过程有缓凝作用.共聚物的掺量(即聚灰比)越大其缓凝作用越明显,且在其它配方相同时,侧链聚乙二醇(PEG)的分子量不同,对缓凝作用也有影响,掺入的PEG分子量越大缓凝作用越明显.此外,还利用傅里叶变换红外光谱法验证了聚羧酸共聚物与水泥水化产生的钙离子会发生配位反应,并分析了聚羧酸减水剂对水泥水化的影响机理.     

磷铝酸盐水泥早期水化过程研究

研究磷铝酸盐水泥早期水化过程,并探讨其水化机理.利用无电极电阻率测定仪(ERM)、交流阻抗谱测定仪(EIS)和水泥水化热测试仪(HHT)分析水化过程的电性能和水化放热率变化规律,并将3种测试手段相结合研究早期水化特性.研究结果表明:电性能和放热率变化可用来描述磷铝酸盐水泥早期水化进程,且可将水化进程分为溶解期、诱导期、加速期和减速期4个阶段;体系电阻率和放热量随水化程度增加而增大,其相应微分曲线变化反映了其特有的水化反应特征;而交流阻抗谱图主要表现为Nyquist图形和电阻的变化;磷铝酸盐水泥早期水化的电性能和放热率变化是其特有的水化产物和水化过程的体现.     

超早强磷酸镁水泥的实验研究

通过磷酸镁水泥原材料的制备及X-ray衍射,分析了MPC的水化机理和水化产物.同时在进行了力学性能测试的基础上,得出了影响磷酸镁水泥凝结因素、强度因素和通过改变原材料的配比进而提高水泥强度的结论.     

道路水泥性能及其水化动力学研究

应用恒温导热法等研究了道路水泥的水化动力学过程以及ＣａＯ、石膏对其水化过程和性能的影响。研究结果表明，与硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥相比，道路水泥由于其特有的矿物组成，尽管早期水化放热速率和水化放热量较低，但早期强度较高，而且具有初凝时间较长，初、终凝时间间隔较短、耐磨、抗干缩等性能，能较好地适应道路建筑工程需要。道路水泥在不同水化阶段具有不同的反应机理，所适用的动力学公式及动力学参数也不同，外掺ＣａＯ可使其水化减速期动力学过程得以改变，但掺入少量ＣａＯ对道路水泥的性能影响不大。     

轻烧氧化镁膨胀剂膨胀性能的温度敏感性及其机理分析

为了考察温度对轻烧氧化镁膨胀剂膨胀性能的影响,选取了2种典型煅烧活性的轻烧氧化镁,研究了氧化镁水化速率及掺加氧化镁浆体变形性能的温度敏感性,并从氧化镁水化动力学角度对其机理进行分析.试验结果表明:低活性轻烧氧化镁的水化及膨胀速率显著依赖反应温度,表现出较强的温度敏感性;轻烧氧化镁的水化过程同样可以划分为和硅酸盐水泥相近...     

粉煤灰-水泥浆体水化动力学模型

探讨了Dals提出的水化模型在密封及饱水养护条件下的适用性问题,分析了粉煤灰对水泥水化动力学影响的机理,提出了粉煤灰影响系数的概念,并根据试验结果得出影响系数的计算公式建立了粉煤灰-水泥体系水化动力学模型．     

聚羧酸系减水剂对水泥水化产物的影响

为了研究聚羧酸系减水剂与水泥水化产物间的作用机理,利用差示扫描量热仪研究了减水剂对水泥水化产物组成的影响;采用化学合成法制备出水化硅酸钙,在合成过程中分别掺入聚羧酸系或萘系减水剂,对合成的水化硅酸钙进行扫描电镜分析、核磁共振测试和傅里叶红外光谱分析.结果表明:与萘系减水剂相比,聚羧酸系减水剂促进了水泥的水化,使水泥石中水化硅酸钙凝胶及氢氧化钙的生成总量增大;聚羧酸系减水剂可以减小水化硅酸钙的颗粒尺寸,使其聚合度增大;减水剂能促使水化硅酸钙中的硅氧四面体聚合度增加,且聚羧酸系减水剂的增强效果优于萘系减水剂.     

氨基磺酸系减水剂对水泥水化过程影响的XRD实时分析

采用X射线衍射实时分析方法,研究了氨基磺酸系减水剂对水泥水化过程的影响,准确、实时体现了水化反应的动态过程.结果表明,氨基磺酸系减水剂对硅酸盐水泥初期水化产生抑制作用,这对新拌混凝土混合物的塑化和后期强度的增长是有利的.     

电镀行业污染土固化体无侧限抗压强度演化规律研究

电镀行业在生产过程中会对周边区域的土壤造成严重的重金属污染。以电镀行业重金属复合污染土壤为研究对象,选用水泥作为固化/稳定化胶凝材料对污染土进行固化稳定化处理,以污染土固化体的无侧限抗压强度(UCS)为目标,通过对固化材料配比的优化,在实验室中对不同养护龄期重金属污染土固化体的UCS进行了测试,并通过X射线衍射分析,探讨了重金属对固化体强度的影响及水泥对重金属的稳定化机理。结果表明：材料配比优化后的重金属污染土固化体在养护3天时的UCS即可满足EPA的推荐值;重金属离子会在养护初期(1天)对水泥的水化形成明显的阻滞作用,从而使固化体在养护初期的UCS显著降低;此外,重金属离子会使水泥的水化向次级反应进行,生成强度较低的钙钒石,并降低固化体在整个养护期内的UCS;水泥的水化反应对于重金属Pb的稳定化作用除了会使其转化氢氧化物的沉淀之外,还会使其转化为稳定的化合物。     

低水胶比对复合胶凝体系水化特性和动力学影响研究

低水胶比复合胶凝体系的水化机理和水化行为较普通水胶比胶凝体系存在一定差异,该条件下传统的水化结论往往不再适用.以不同低水胶比水泥-粉煤灰-矿渣复合胶凝体系为研究对象,通过测试净浆试件7d水化热,结合水化动力学模型探明了低水胶比、矿物掺合料掺量对其水化行为和水化机理的影响,并通过透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)分析了低水胶比复合胶凝体系的水化产物差异.研究结果表明：水胶比为0.2、粉煤灰-矿渣复掺量小于50%时,复合胶凝体系早期和后期的放热速率无明显差异,此时复掺粉煤灰-矿渣对水泥水化存在一定促进作用,当水胶比增至0.25和0.3时,复掺粉煤灰-矿渣在10～17h抑制了水泥水化;当水胶比由0.3降低至0.2时,胶凝体系最大放热速率呈增大趋势,且水化过程由NG-I-D改变为NG-D,不再经历相边界反应;水化至28d时,水化硅酸钙(C-S-H)的形貌随着水胶比的降低,由纤维状向球状转变.     

垃圾焚烧飞灰胶凝活性初探

飞灰是生活垃圾焚烧后烟气除尘器收下的物质 ,其主要成分属CaO—SiO2 —Al2 O3 —Fe2 O3 体系 ,与目前常用的高炉矿渣、粉煤灰等辅助性胶凝材料非常接近 .通过实验 ,研究了飞灰的物理性质以及其掺入水泥后对硬化水泥浆体力学性能和水化机理等的影响 ,初步探讨了飞灰作为辅助性胶凝材料利用的可行性 .研究表明 ,飞灰的水化反应活性较低 ,飞灰的掺入在一定程度上延缓了水泥的水化过程 ,但其水化可以形成适量钙矾石 ,从而对强度发展较为有利     

陶泥的活性评价及其对混凝土抗压强度的影响

通过活性试验对陶泥进行活性测试及评价,并将陶泥作为混凝土辅助胶凝材料,探讨了陶泥对混凝土抗压强度的影响.试验结果表明,陶泥具有反应活性,作为混凝土辅助胶凝材料能与混凝土中水泥水化产物Ca(OH)2发生二次水化反应;陶泥混凝土抗压强度与基准混凝土抗压强度随龄期发展规律相似;随着陶泥取代水泥量(质量分数)的增加,混凝土各龄期抗压强度呈下降趋势;陶泥取代水泥量不超过30%,混凝土强度等级可达到设计强度等级C30或C40;取代量相同时,陶泥混凝土与粉煤灰混凝土各龄期抗压强度比较接近.     

水泥土早期固化的交流阻抗特征研究

基于水泥土的早期(48h)固化试验,通过测试不同固化时间下水泥土的交流阻抗参数(|Z|,Z′,Z″,θ),揭示了各参数随时间的变化规律。在对各参数变化机理解释的基础上,对水泥土固化过程划分了溶解期、诱导期和硬化期3个阶段。研究表明,水泥土的|Z|、Z′、Z″和θ随时间的变化可以较好地解释水泥土固化过程中离子的溶解、水泥的水化、水泥水化产物与土中活性物质的硬凝反应等复杂过程。     

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。     

活化煤矸石-水泥混合体系的水化过程

选取徐州地区活化煤矸石-水泥混合体,研究不同龄期的水化产物及水化反应热力学过程、水化反应动力学过程,以探明活化煤矸石对水泥的水化作用.结果表明,在活化煤矸石-水泥体系中,水化3 d时的氢氧化钙含量最多,而后随龄期增加而逐渐减少;除氢氧化钙外,水泥组成矿物和其他水化产物的成分及其随龄期的变化与纯水泥体系类似.煤矸石能够与水泥水化产物发生二次水化反应,并伴随二次放热现象,煤矸石的活性不同则二次放热峰时间、高度、总放热量均不同.激发剂能够提高煤矸石-水泥混合体系的水化速率及水化放热量,并能够促进二次水化反应,进而活化煤矸石-水泥体系.