纳米SiO2对硅酸盐水泥性能影响实验研究

初步研究了粒径在纳米级的硅粉(纳米SiO2)的基本性质及纳米SiO2对浆体流动性、水泥凝结时闻、抗压与抗折强度的影响，并利用XRD、SEM等微观手段，分析了其对水泥性能影响的机理．结果表明，纳米SiO2具有良好的水泥适应性，能较好改善硅酸盐水泥的性能，其最佳掺量为胶凝材料总质量的5％～6％。     

石灰石硅酸盐水泥性能研究

本文研究了石灰石不同掺量尤其是在〉１０％的高掺量情况下对硅酸盐水泥力学性能的影响，并试验研究了这种水泥的其他性能，探讨了其水化机理，研究表明开发石灰石硅酸盐水泥具有一定的工业价值。     

纳米二氧化硅复合材料的研究进展

介绍了纳米SiO2的分散方法和原理，讨论了使用纳米SiO2改性聚合物的方法及近年来的研究进展。     

硅灰石掺量对白色硅酸盐水泥性能的影响

本文研究了硅灰石掺量对白色硅酸盐水泥标准稠度、凝结时间、水化各龄期强度等的影响，结果表明：随着硅灰石掺量的增加，水泥标准稠度略有增加，初凝时间延长约１小时，终凝时间延长０．５至１小时，均在国标规定的凝结时间范围内，水化各龄期抗折、抗压强度均随掺量的增加而降低，抗折强度的下降幅度大大小于同龄期抗压强度的下降幅度；当掺量小于１０％时，对白水泥的物理力学性能影响不大。     

纳米CaCO3对水泥基材料性能与结构的影响及机理

采用超声波分散方式将纳米CaCO_3掺入水泥基材料,研究了不同掺量纳米CaCO_3对水泥基材料性能与结构的影响,并利用X射线衍射和扫描电镜分析其影响机理.结果表明:掺入纳米CaCO_3后,水泥基材料流动度降低,浆体表观密度增大,抗折和抗压强度提高.纳米CaCO_3掺量为1.5%(质量分数)时,对水泥基材料的力学性能提高最为显著,纳米CaCO_3掺量过多则不利于强度发展.纳米CaCO_3的掺入会加速水泥的水化,早期使水化产物Ca(OH)_2等增加;纳米CaCO_3改善了界面结构和水泥石结构,使水泥基材料的结构变得更加均匀密实.结果显示纳米CaCO_3掺入后对水泥基材料的力学性能与结构有利.     

助磨剂对普通硅酸盐水泥性能的影响及作用机理

研究了助磨剂对普通硅酸盐水泥的流动性、颗粒分散度及其砂浆性能的影响并对作用机理进行了探讨。结果表明,助磨剂加强了水泥的流动性、提高了水泥细度、增加了细粉量、对勃氏比表面积无明显改变、增加了水泥3d、28d强度;助磨剂的作用机理是减小了粉碎阻力、防止团聚和糊磨、提高流动性而加强了料和球的作用频率和效率,从而提高了粉磨效率。     

纳米金属氧化物对水泥基材料力学性能的增强效应

为了区别6种纳米金属氧化物(Al2O3、CuO、ZrO2、MgO、Fe3O4和Fe2O3)对水泥基材料力学性能的贡献。通过等质量替代(2%和4%)水泥,制备水泥基材料,测试其力学性能。结果表明：纳米Al2O3、CuO、ZrO2、MgO、Fe3O4和Fe2O3均能提高水泥基材料的抗折强度和抗压强度,纳米ZrO2的增强作用最大,28d~90d时分别为34%~47%和28%~51%,纳米CuO的增强作用最小,28d~90d时分别为4%~9%和4%~10%。通过影响系数和增长速率的计算发现,6种金属氧化物对水泥基材料的促进作用主要集中在28d前,28d后的促进作用不明显。分析认为,6种纳米金属氧化物在水泥基材料中主要发挥填充作用,晶核作用和表面活性作用,达到促进水泥颗粒水化、提高其密实度和力学性能的目的。     

改性纳米二氧化硅对聚乙烯性能的影响

研究了改性纳米SiO2对聚乙烯(PE)热降解行为和燃烧行为的影响.实验证明,改性处理提高了纳米SiO2在PE中的分散性,进一步降低燃烧过程的热释放速率和质量损失速率,热释放速率峰值和质量损失速率峰值均有下降,对阻燃发挥了积极意义.     

原状粉煤灰对硅酸盐水泥物理性质的研究

本文借助实验阐述不同品种水泥掺入原料粉煤灰后其强度的变化以及掺入粉煤灰的临界量。     

潜伏酸法纳米二氧化硅的制备和表征及对聚乙烯复合物性能的影响

以硅酸钠为原料、己二酸二甲酯为酸潜伏剂,采用溶胶—凝胶法制得纳米二氧化硅(SiO2)粉体,运用红外光谱(FT-IR)、布鲁纳尔—埃梅特—泰勒(BET)比表面积、孔径分布和透射电镜(TEM)等对二氧化硅粉体进行表征。红外光谱表明二氧化硅表面硅羟基与己二酸二甲酯水解产物己二酸的羧基形成氢键。制得的二氧化硅粉体具有较大的比表面积[388～400(m2.g-1)],根据比表面积计算出一次粒径小于10 nm。透射电镜观察到二氧化硅粒子聚集使得二次颗粒尺寸在(80—100)nm之间。采用熔融共混法制备SiO2/低密度聚乙烯(LDPE)复合材料(SiO2/LDPE),研究纳米二氧化硅对LDPE的力学性能和热稳定性的影响。结果表明纳米二氧化硅的加入提高了LDPE的拉伸强度,含3%二氧化硅的复合物的拉伸强度从6.88 MPa提高到8.32 MPa。并且随着纳米粒子含量的增加其断裂伸长率降低,但高温热稳定性增强。     

复掺功能填料对水泥砂浆性能影响研究

通过四因素三水平正交试验,研究了在不同水胶比(W/C)下,复掺玄武岩纤维(BF)、纳米二氧化硅(NS)、氧化铝粉(Al₂O₃)3种功能材料对水泥砂浆物理与力学性能的影响。结果表明,掺0.1%BF的试样7 d、28 d的抗压强度分别提高了3.6%、8.26%,抗折强度分别提高了3%、10.8%;掺1.0%NS的试样7 d、28 d的抗压强度分别提高了5.8%、8.03%,抗折强度分别提高了6.3%、10.1%;掺5%Al₂O₃的试样7 d、28 d的抗压强度分别提高了15.2%、10.32%,抗折强度分别提高了19%、13.5%。抗压强度最优配比为W/C 0.35、Al₂O₃ 5%、BF 0.1%、NS 1.0%,为制备风机设备基础混凝土高性能抹面砂浆提供参考。     

磷渣对硅酸盐水泥凝结时间的影响及机理

重点研究了磷渣对硅酸盐水泥凝结时间的影响,以及几种常用外加剂硫酸钠、烧石膏和烧明矾石对磷渣水泥凝结时间的改善,并研究了一种以硫铝酸钙为主要矿物组成的合成外加剂的作用。结果表明磷渣的掺量与比表面积对磷渣硅酸盐水泥的缓凝作用非常大,硫酸钠和合成外加剂对磷渣的缓凝的改善效果最佳,烧石膏与烧明矾石的作用不显著。通过对磷渣的缓凝机理的研究,指出了磷渣中的PO4^3-溶出对水泥的缓凝作用。     

颜料对聚合物水泥砂浆性能的影响

向聚合物水泥砂浆中掺入氧化铁颜料制备彩色聚合物水泥砂浆,研究了不同颜料及其掺量的变化对聚合物水泥砂浆力学性能、工作性能和粘结强度的影响,并借助扫描电镜(SEM)表征了彩色聚合物水泥砂浆的微观组织形貌。结果表明：颜料会一定程度降低聚合物砂浆的抗折、抗压强度,且颜料掺量为5%时,对聚合物砂浆的抗折、抗压强度影响显著,随着颜料掺量的逐渐增加,聚合物砂浆的抗折、抗压强度呈现先增加后平缓的趋势;聚合物砂浆的流动度和粘结强度随颜料掺量的增加而减小;SEM测试结果表明颜料一方面会包裹水泥颗粒,阻碍水泥水化,降低彩色聚合物砂浆的抗折、抗压强度,但另一方面颜料能有效填充聚合物砂浆空隙,改善密实度,提高聚合物砂浆的抗折、抗压强度。     

纤维水泥浆体系防窜性能研究

针对固井过程中的气窜问题，对纤维水泥浆的防窜性能进行了实验研究。结果表明，纤维水泥浆的静胶凝强度提高速率比无纤维水泥的快，而且静胶凝强度达到一定值之后其抗压强度会迅速增大，有利于固井作业完成后水泥浆的快速凝结，防止气窜的发生；纤维水泥浆与无纤维水泥浆的稠化时间相差较小，且直角化性能理想；纤维长度为350-1400μm、掺量为0．12％～0．3％的纤维水泥浆体系具有较低的水泥浆防窜性能系数，可以有效地提高水泥浆的防窜性能。     

利用造纸厂白泥及粉煤灰烧制普通硅酸盐水泥研究

利用造纸厂碱回收白泥代替石灰石 ,以粉煤灰代替粘土 ,并引入铁质校正原料及复合矿化剂 ,在1350～1400℃的条件下 ,可烧制普通425 #硅酸盐水泥     

铝酸盐水泥提高陶瓷模具石膏性能及机理

为提高陶瓷模具石膏使用性能,研究了铝酸盐水泥(AC)对模具石膏凝结硬化、强度、耐水及耐溶蚀性能的影响.采用X射线衍射、扫描电镜和差热分析研究了AC作用机理.结果表明:掺入AC可减少拌合水用量,从而延缓了石膏凝结硬化速率;AC掺入使石膏3 d干抗折强度显著增强,且无后期强度倒缩现象;硬化体耐水、耐溶蚀及耐磨损性能大幅提高,吸水率略有下降,6%为最佳AC掺量.机理分析表明:石膏、铝酸盐水泥复合水化形成由针棒状二水石膏、钙矾石晶体及无定形铝胶构成的网状结构,细针状钙矾石穿插于石膏晶隙间,增强了晶间桥接作用及网状结构稳定性,铝胶紧密填充于晶隙内形成密实的晶胶结构,同时覆盖在石膏表面减少了结晶接触点,使结晶稳定性增强,有效提高了模具石膏综合性能;稳定的水化产物及密实的晶胶结构进一步增强了石膏热稳定性能.     

通用硅酸盐水泥生产的碳足迹研究

从产品碳足迹的角度出发,应用排放系数法,依据国家现行水泥标准及相关能耗标准研究通用硅酸盐水泥的碳排放量.结果表明,通用硅酸盐水泥中,掺混合材料的硅酸盐水泥品种碳排放量较小.混合材料掺量越多,碳排放量越少.各品种水泥生产的碳排放次序大小为：P.Ⅰ＞P.Ⅱ＞P.O＞（P.P,P.F）＞（P.S.A,P.C）＞P.S.B.水泥生产各部分碳排放中,碳酸盐矿物分解产生的碳排放量占总排放量的比例最大,燃料燃烧产生的碳排放次之,电力消耗引起的碳排放最小.减少水泥生产碳排放的措施有：同等条件下优先使用掺混合材料的通用硅酸盐水泥品种;发展长寿命的水泥混凝土工程;在有条件的地方尽量使用无熟料水泥或少熟料水泥;发展新型低碳胶凝材料,如石膏胶凝材料、镁质胶凝材料等.     

快速制备纳米SiO2的研究

采用溶胶-凝胶技术，利用正硅酸乙酯的水解和缩合反应，用NH4Cl作为阳离子表面活性剂，在短时间内制备了纳米SiO2粉末。研究了pH值、水与正硅酸乙酯的体积比、溶胶凝胶温度和焙烧温度对纳米二氧化硅制备时间及其粒径的影响，并用粒度分析仪对SiO2粉体颗粒进行了表征。结果表明，采用此方法制得的SiO2粉体颗粒平均粒径为67．5nm，较理想的反应条件为水与正硅酸乙酯的体积比为10，反应温度为60℃。     

增塑剂砂浆性能的研究

通过增塑剂砂浆与水泥混合砂浆的对比研究得出,增塑剂砂浆的强度较水泥混合砂浆有所提高,砂浆的和易性得到了改善,砂浆的密度有所降低,增塑剂砂浆存放一定时间仍能保持良好的流动性和保水性,另外,增塑剂对中砂、人工砂和特细砂都是适应的。     

水溶液对砼土剪切强度力学效应的实验研究

利用室内土工直剪实验设备 ,在常温常压下 ,对不同水化学溶液、作用不同时间后的砼块进行了剪切实验 ,结果表明 :①水—砼块相互作用之力学效应包括物理和化学两方面 ,其表现为水化学作用后砼块剪切面上的剪切强度增大或减小 ;②水—砼块化学作用之剪切强度力学效应具有显著的时间效应 ;③水—砼块相互作用前后砼块剪切面上的抗剪强度及因水化学作用而导致剪切面上的抗剪强度的增量均较好地满足摩尔—库仑强度准则 ;文中最后从摩尔—库仑定律出发 ,推导并给出了水砼 (岩土体 )化学作用对砼 (岩土体 )正、负力学效应的判别公式