磷渣硅酸盐水泥水化反应机理研究

通过Ｘ－ｒａｙ衍射分析和扫描电镜观察,结合不同龄期磷渣与矿渣反应量及结合水量的试验比较,分析了磷渣缓凝机理,Ｎａ２ＳＯ４的激发机理,提出了磷渣硅酸盐水泥的水化反应机理。由于Ｎａ２ＳＯ４加速了熟料矿物Ｃ３Ｓ和Ｃ３Ａ的水化,抵消了磷渣和ＣａＳＯ４·２Ｈ２Ｏ的缓凝作用,从而使磷渣硅酸盐水泥的水化反应加速。     

AFm阴离子类型对普通硅酸盐水泥水化产物钙矾石稳定性的影响

将碳酸钙、硝酸钙和氯化钠分别掺入到普通硅酸盐水泥中,采用XRD分析、热分析、净浆线性膨胀率及胶砂抗压强度测试,研究了它们对水泥水化及宏观性能的影响。结果显示,这3种组分所引入的阴离子会参与水泥水化,生成相应的AFm相,且能够增加钙矾石含量,从而提升净浆线性膨胀率,并在一定范围提升胶砂抗压强度。研究表明,CO₃^2-、NO₃^-或Cl^-都能够提高钙矾石稳定性,从而改善水泥性能,对钙矾石稳定性的提升能力顺序为Cl^->NO₃^->CO₃^2-,但Cl^-仅起早强作用,会抑制7 d之后龄期强度发展。     

影响硅酸盐水泥水化速度的因素

硅酸盐水泥的水化过程是非常复杂的,其影响因素很多。本文对影响因素诸如熟料单矿物的品体结构、石膏、微组分、水泥颗粒细度及其分布、温度、外加剂等进行了论述。     

低水灰比对硅酸盐水泥水化程度的影响

研究了低水灰比硅酸盐水泥的水化程度,并利用XRD和SEM分析了硬化水泥浆体的微观结构。结果表明在低水灰比条件下,水泥的水化程度较低,其硬化水泥浆体中存在较多的未水化水泥;同时由于自身的密实性增强和体系的低孔隙率,使水泥水化产物的结晶、生长情况也受到影响。     

火山灰硅酸盐水泥粒径对水化反应的影响

通过不同细度的筛网和调整磨粉时间获得不同细度的火山灰硅酸盐水泥,试验结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)技术从微观的角度研究了火山灰硅酸盐水泥的细度对火山灰硅酸盐水泥宏观性能、钙矾石晶体与C-H-S凝胶的影响.结果表明,随着火山灰硅酸盐水泥的细度从224.45 m²·kg^-1增加至576.88 m²·kg^-1,抗压强度与抗折强度提高,火山灰硅酸盐的水泥凝结时间下降,标准稠度用水量提高.结合XRD、SEM进行微观分析,利用SEM技术观察出水化产物为钙矾石晶体与C-H-S凝胶,通过XRD技术物相分析发现随着细度的增加钙矾石晶体峰值与Ca(OH)₂峰值逐步提升,得出不同细度的火山灰硅酸盐水泥水化产物随着水泥细度的增大而增多.     

低水灰比对硅酸盐水泥水化程度的影响

研究了低水灰比硅酸盐水泥的水化程度,并利用XRD和SEM分析了硬化水泥浆体的微观结构。结果表明在低水灰比条件下,水泥的水化程度较低,其硬化水泥浆体中存在较多的未水化水泥;同时由于自身的密实性增强和体系的低孔隙率,使水泥水化产物的结晶、生长情况也受到影响。     

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.     

普通硅酸盐水泥净浆稳定期水化反应的阻抗谱研究

利用交流阻抗谱法测定了不同水灰比普通硅酸盐水泥净浆稳定期水化反应,结果表明：1）水化8天时,不同水灰比样品的阻抗谱为准Randles线型,低频区高水灰比样品的阻抗谱偏离Randles线型小,高频区高水灰比样品的半圆弧直径大,表明水化产物形成的毛细网络未完全形成,造成电荷传递过程很难进行,高水灰比样品的结构变化小,结构相对稳定.2）水化16天时,各样品的阻抗谱为准Randles线型,偏离度相对于第8天时减小,高频半圆弧的直径增大,表明水泥浆体的结构变化减小,结构更加趋于稳定,此时水化反应缓慢地进行.     

外加剂对磷铝酸盐与硅酸盐复合水泥水化的影响

研究了外加剂对磷铝酸盐与硅酸盐熟料复合水泥早期水化行为的影响规律。通过测定净浆试体抗压强度，以及采用显微电泳仪测量Zeta电位、分光光度计测量硬化浆体在水溶液中的Ca^2 、[A1O4]^5-离子溶出浓度，分析外加剂对磷铝酸盐与硅酸盐熟料复合水泥的早期水化行为的影响规律。研究结果表明：随着外加剂掺量的增加，试体强度、(电位、Ca^2 、[AlO4]^5-离子溶出浓度的变化规律均为：先下降，而后上升达到最大值，之后又开始下降。说明以上三者之间有很好的相关性，通过测试ξ电位、Ca^2 、[A1O4]^5-离子溶出浓度可以预测水泥试体的早期强度。     

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.     

普通硅酸盐水泥及碱激发水泥固定铬渣的毒性浸出比较

为了比较普通硅酸盐水泥、掺加矿渣的硅酸盐水泥和碱激发水泥3种胶凝材料对铬渣的稳定固定化效果,采用硫酸硝酸法、TCLP毒性浸出法以及半动态浸出法对固定化试件总铬和六价铬的浸出规律进行实验研究.结果表明,铬渣的掺入对普通硅酸盐水泥水化反应产生负面影响,当铬渣掺量从20%增加到45%时,试件抗压强度由50.4 MPa下降到25.8 MPa;浸出液中总铬和六价铬的浓度随着铬渣掺量的增加而增加.用矿渣代替部分普通硅酸盐水泥,能够提高对铬渣中铬的固定效果,当矿渣掺量为45%时,固定效果最佳.碱矿渣水泥对低掺量的铬渣有较好的固定效果,但当铬渣掺量超过35%时,浸出液中铬的浓度大幅度增加.     

普通硅酸盐水泥对石膏制品吸水性及力学性能的影响

研究了石膏中掺入普通硅酸盐水泥后的吸水性及力学性能，结果表明，掺加质量分数为6％～8％的普通硅酸盐水泥对石膏的吸水性能具有明显的改善作用，同时对强度有一定贡献。     

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。     

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。     

水热条件对硅酸盐水泥的水化及其干缩性能的影响

通过强度试验、干缩测定、MIP、TG-DSC、NMR分析,研究了不同水热条件下硅酸盐水泥的早期（3 d）水化及其干缩性能。结果表明：约2 d时间的水养护温度由20℃提高到60℃,水泥的早期（3 d）水化程度显著提高,C-S-H凝胶数量显著增多,同时C-S-H凝胶的硅酸盐聚合度提高,C-S-H的表面积减小,致密度提高;水泥的3 d强度显著提高,但28 d强度明显下降;水泥的干缩显著减小。养护温度提高减小干缩的原因是由于干燥前C-S-H凝胶的化学结构等发生变化而使水泥的不可逆干缩显著减小。     

普通硅酸盐水泥净浆初凝期水化反应的阻抗谱研究

用交流阻抗谱法测定了不同水灰比普通硅酸盐水泥净浆水化反应的阻抗谱,实验结果表明：（1）不同水灰比样品复阻抗实部曲线具有相同的变化趋势,即随着水化反应的进行,复阻抗实部曲线均呈现出减小→增大→减小→增大的变化规律;（2）特征点的出现时间随水灰比的增大依次延后,特征点的时间间隔均随水灰比的增大而变大;（3）在硬化期,低水灰比水泥净浆阻抗谱实部曲线有较大的增长斜率;（4）阻抗谱实部和阻抗谱虚部曲线的变化趋势相反,并且在同一次实验测量中,阻抗谱实部和虚部曲线特征点并不对应同一测量时间．     

简述2008年硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥规范的更新

作为重要建筑材料的水泥,水泥的生产不断增加,为了更好的发挥水泥的性能,水泥的规范也在不断更新。     

葡萄糖酸钠与高效减水剂复合使用对水泥水化历程的影响

本文系统地研究了葡萄糖酸钠、萘系、氨基磺酸盐系和聚羧酸盐系高效减水剂，以及葡萄糖酸钠与高效减水剂复合使用对水泥凝结时间、水泥水化热、水化温峰、温峰出现时间的影响。结果表明：葡萄糖酸钠与萘系、聚羧酸高效减水剂复合使用时，水泥的凝结时间、温峰出现时间延长，温峰及水化热增大；葡萄糖酸钠与氨基磺酸盐高效减水剂复合使用时，水泥水化温峰出现时间进一步延长，温峰及水化热降低。     

复合铝酸盐型速凝剂对硅酸盐水泥水化行为的分析

本文着重讨论了复合铝酸盐型速凝剂对硅酸盐水泥的速凝机理,由于水泥—速凝剂—水体系中Al_2(SO_4)_3等电介质的介离,在NaAlO_2存在的条件下,急速与该体系中的Al_2O_3,Ca(OH)_2等化学组分反应,生成微细针柱状的钙矾石及中间产物次生石膏,这些新生结晶体在水泥颗粒间“搭桥”并交叉连生成网络而呈现速凝。同时,本文也分析讨论了复合铝酸盐型速凝剂对水泥石强度等方面的影响。     

硅酸盐水泥水化产物体积分数定量计算

为了研究硬化水泥浆体微观结构与其宏观性能之间的定量关系,基于Jennings-Tennis(J-T)模型提出了2种C-S-H的划分,给出了硅酸盐水泥水化各产物体积分数计算公式;采用水灰质量比为0.23,0.35和0.53的硬化水泥浆体对公式进行验证并与Powers模型计算结果进行比较.结果表明:水灰质量比为0.23,0...