贝利特-硫铝酸钡钙水泥水化机制

贝利特-硫铝酸钡钙水泥是一种新型胶凝材料,与贝利特水泥相比,该水泥的水化速度快,凝结时间短,需水量少,耐腐蚀性好.阐述硫铝酸钡钙矿物、贝利特水泥和贝利特-硫铝酸钡钙水泥的水化机制.结果表明:适当增加石膏掺量可使贝利特-硫铝酸钡钙水泥的水化速度加快,增加钙矾石(AFt)在水化早期的形成数量,有利于水泥早期强度的提高;贝利特-硫铝酸钡钙水泥的水化产物与硅酸盐水泥相同,但其钙矾石的含量增多,氢氧化钙的含量降低.该水泥早期水化速率低于硅酸盐水泥水化速率,水化放热量减少.     

矿渣对阿利特-硫铝酸钙水泥水化性能的影响

对比了矿渣对阿利特-硫铝酸盐水泥(AC$AC)和普通硅酸盐水泥(OPC)强度的影响,结合水化热、X线衍射(XRD)图谱和扫描电子显微镜(SEM)研究不同混合水泥的水化。结果表明:文中制备的阿利特-硫铝酸钙水泥对矿渣有较好的复合性。矿渣的掺入会降低水泥的1和3 d强度,对28 d强度影响不大。阿利特-硫铝酸钙水泥复合10%的矿渣能达到最好的性能(1、3和28 d强度分别为16.94、34.47和51.54 MPa)。其中1和3 d强度比同矿渣掺量的空白样和普通硅酸盐水泥样品高,甚至高于未掺矿渣的两种水泥的强度。矿渣的掺入会增加含硫铝酸盐矿物水泥样品的膨胀率。矿渣含量增加,加快三硫型水化硫铝酸钙(AFt)向单硫型水化硫铝酸钙(AFm)的转变。     

医疗垃圾焚烧灰电弧炉熔渣的水化特性

为考察医疗垃圾焚烧灰电弧炉熔渣用作水泥掺合料的可行性,研究了熔渣的掺入对普通硅酸盐水泥水化特性的影响.结果表明:熔渣具有潜在的活性,适量掺入熔渣能降低水泥浆体中Ca(OH)2含量,增加水化产物C-S-H的数量,改善水泥浆体微观结构;但若熔渣掺量过多,则水泥熟料相对较少,使熔渣的活性难以完全被激发,导致熔渣水泥强度降低;熔渣水泥早期(7 d)抗压强度较低,但后期强度增加明显,掺渣量10%的熔渣水泥60 d的抗压强度达到普通硅酸盐水泥的103%,熔渣的掺量宜控制在10%左右.     

石膏对阿利特-硫铝酸钡钙水泥水化程度及浆体组成的影响

利用前期合成的阿利特-硫铝酸钡钙水泥,应用XRD、SEM-EDS等研究了随石膏掺量的改变对新型胶凝材料阿利特-硫铝酸钡钙水泥水化程度及水化浆体组成的影响.研究结果表明:随石膏掺量增加,水化浆体的水化程度大致趋势是先增加后降低;阿利特-硫铝酸钡钙水泥最佳铝硫比为1.0/1.0,此时硬化浆体在标准稠度加水量下1d、3d和28d龄期的水化程度分别达到48.3%、57.6%和75.3%.XRD及SEM-EDS分析表明在最佳铝硫比1d、3d龄期时水化产物就已大量形成,结构致密.     

高温煅烧石膏硅酸盐水泥早期水化产物的研究

利用DTA、XRD、IR、化学结合水和Ca(OH)2生成量测定等方法,研究了煅烧石膏、二水石膏对硅酸盐水泥早期水化过程的影响。结果表明：在水化龄期相同时,掺煅烧石膏水泥浆体中水化产物同掺二水石膏相比,Ca(OH)2生成量大;在一天前无心生成;结合水量在一天前前者高于后者,而一天后则相反。指出了煅烧石膏提高水泥强度的机理在于：由于煅烧石膏的溶解速度较低,在水泥水化初期(1d前),存在于水泥中的铝酸盐相不能形成心,从而减缓了AFt对水泥水化的延缓作用,加速了整个熟料矿物相的水化,提高了水泥的强度。     

矿物掺合料对硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系凝结时间及强度的影响

目的研究硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复掺后的凝结时间及力学性能.方法分别测试不同硅酸盐水泥、矿物掺合料掺量下硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的凝结时间及胶砂强度,并利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜进行矿物组成和结构分析.结果硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的凝结时间随硅酸盐水泥掺量的增大先减小再增大,随掺合料掺量的增大先减小再增大.硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的强度随着硅酸盐水泥的增加先减小后增大,硅酸盐水泥掺量为10%时,3d抗压强度减小10.67%;随着掺合料的增大而降低,掺合料掺量为40%时,矿粉、粉煤灰3 d抗压强度分别减小44.5%和47.9%.结论两种水泥复掺会缩短凝结时间,降低强度,水化产物减少,结构疏松;粉煤灰和矿粉的掺入会延长凝结时间,减小强度,水化产物减少.     

矿渣-钢渣-脱硫石膏-水泥稳定粉土的强度及固化机理

采用矿渣、钢渣、脱硫石膏和普通硅酸盐水泥联合制备固化剂,对黄河冲积粉土进行改良固化,在提高工业废渣资源化利用的同时,以期解决黄河冲积粉土强度低、水稳性差等路基工程应用难题。首先,基于无侧限抗压强度试验、水稳性试验和干湿循环强度试验探究固化剂掺量和养护龄期对固化粉土强度的影响规律,确定固化剂的最优掺量;其次,针对最优固化剂掺量的固化粉土,开展不同龄期固化粉土的渗透性试验,同时结合核磁共振测试、矿物成分分析以及电镜扫描,揭示固化粉土的矿物成分及微观结构的演化规律。研究结果表明：矿渣-钢渣-脱硫石膏-水泥固化粉土的最优掺量为干燥粉土质量的10%;固化粉土的水化产物主要为水化硅酸钙凝胶(C-S-H)和钙矾石晶体(AFt);水化产物的粒间胶结和填充作用使土颗粒间形成致密结构,增强了固化粉土的力学强度、水稳性和抗渗性能。     

矿渣掺量对阿利特-硫铝酸钡钙水泥性能的影响

研究矿渣掺量对阿利特-硫铝酸钡钙水泥性能的影响,当质量分数掺量为10%时,阿利特-硫铝酸钡钙水泥3d、28d的强度分别达到44.5MPa和77.6MPa.采用XRD、SEM等方法研究阿利特-硫铝酸钡钙水泥水化产物的组成、结构和形貌,并对该水泥的水化机理进行探讨.结果表明:当矿渣掺量质量分数为10%时,促进了该水泥的水化,有利于水泥强度的提高.     

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.     

快硬早强磷渣基胶凝材料的制备及其微观结构研究

碱磷渣胶凝材料早期强度较低,不利于实现快速修补,通过在碱磷渣材料中掺入适量的石墨尾矿粉和普通硅酸盐水泥进行快硬早强磷渣基胶凝材料的研制.结果表明,掺入10%的普通硅酸盐水泥(占胶凝材料总质量的百分比,下同)和15%的石墨尾矿粉时,可有效提高碱磷渣胶凝材料的早期强度.当硅酸钠掺量为5%(以Na_2O计)时,所开发的快硬早强磷渣基胶凝材料胶砂试件的3d抗压强度27.3MPa、3d抗折强度4.1MPa,28d抗压强度56.8MPa、28d抗折强度8.3MPa,符合GB175-2007对普通硅酸盐水泥P.O42.5R的强度要求.运用XRD、SEM、综合热分析等微观测试技术研究了快硬早强磷渣基胶凝材料的水化硬化和微观结构.     

脱硫石膏对赤泥-矿渣胶结充填料强度性能的影响

分别考察4种石膏(脱硫石膏、天然石膏、建筑石膏和分析纯石膏)对充填料试块的强度影响.研究结果表明:在养护7d和28 d时掺入脱硫石膏的试块强度最高;脱硫石膏掺量对充填料试块强度有很大影响:当脱硫石膏相对掺量(质量分数)逐渐增加时,充填料试块强度增加,当掺量为19％时,充填料试块强度最大,再增加掺量则强度下降;掺有脱硫石膏相比掺有分析纯石膏的充填料产生强度更高,是由于它的溶解速率以及“离子氛”所致;水化产物有大量钙钒石、C-S-H凝胶以及霞石等成分.     

磷铝酸盐与硅酸盐复合水泥的正交试验研究

以磷铝酸盐水泥和硅酸盐水泥熟料为原料,并掺入石膏和外加剂,磨制复合水泥,通过正交试验确定最佳配比。测定了复合水泥的力学性能,并利用XRD、SEM等测试手段对水化产物进行了分析,结果表明：复合水泥的水化产物与硅酸盐水泥基本相同,主要是C-S-H凝胶、Ca(OH）2和AFt,但复合水泥水化速率大于硅酸盐水泥,水化产物量变大,而且其形貌、晶粒度等发生了改变,使得复合水泥硬化体的整个显微结构紧密结合,从而赋予其高的强度。     

复掺不锈钢渣尾泥-矿渣对水泥水化性能的影响

探究不锈钢渣尾泥-矿渣对水泥水化性能的影响,既可解决废渣利用率低且污染环境问题,又能促进建材行业向绿色发展.首先研究了3种原材料的矿物组成和粒度组成,再将两种废渣复掺到水泥熟料中,发现当不锈钢渣尾泥掺量在10％ ～20％,矿渣掺量在10％ ～30％,两者任比例复掺到水泥熟料中,28 d抗压强度均超过了42.5 MPa.综合热分析定量发现两种废渣能相互激发活性,早期水化反应不明显,后期逐渐增强.微观分析发现试样水化产物主要是未水化的C2 S、C3 S和Ca(OH)2,少量的C-S-H凝胶和AFt晶体,并且后期Ca(OH)2的含量是影响强度的主要因素.     

矿渣-电炉还原渣全固废胶凝材料的水化机理

以我国台湾省的矿渣、电炉还原渣和脱硫石膏为主要原料制备矿渣-电炉还原渣-石膏体系胶凝材料,28 d的胶砂抗压强度达到39 MPa,可在某些场合作为普通水泥来使用。采用3种方法检测胶凝材料的安定性,其结果均符合国家标准;采用X线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、能量色散谱(EDS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重-差示扫描量热法(TG-DSC)和X线光电子能谱(XPS)分析胶凝材料的水化过程。研究结果表明:水化产物主要为钙矾石和C-S-H凝胶,水化产物的聚合度随龄期的增长而增加;在水化反应中,矿渣提供具有潜在水硬活性的硅氧四面体和铝氧四面体,电炉还原渣提供碱性氧化物,石膏提供硫酸根离子;三者协同作用形成的钙矾石类复盐和非晶态的C-S-H凝胶是材料强度的主要来源。     

硅酸盐水泥增强陶瓷模具石膏机理研究

研究了硅酸盐水泥(OPC)对陶瓷模具石膏凝结时间、机械强度及工作性能(吸水性、耐水性、耐溶蚀及耐磨性)的影响,采用XRD,DSC-TG和SEM-EDS测试技术对其作用机理进行深入分析.结果表明:OPC的掺入减少了相同流动度下拌合水量,促进了半水石膏的凝结硬化并使半水石膏硬化体后期强度显著增加,且耐水、耐溶蚀及耐磨性能大幅提高.XRD和SEM-EDS分析表明半水石膏-硅酸盐水泥复合体系主要水化产物有针棒状二水石膏(DH)晶体,细针尖状钙矾石(AFt)晶体及无定形C-S-H凝胶.DH与AFt晶体相互交织生长形成网状结构,C-S-H凝胶填充在晶间孔隙内并覆盖于DH晶体表面使晶胶结构更趋密实,结晶接触点减少,硬化体孔隙率降低、孔径细化,强度、耐水、耐溶蚀性能显著提高;DSC-TG分析得出石膏脱水温度由140℃升至150℃,表明密实的晶胶结构增强了石膏硬化体热稳定性能.     

生活垃圾焚烧底渣用作水泥混凝土掺和料研究

生活垃圾焚烧底渣有一定火山灰活性,有可能作为水泥混凝土掺和料使用.研究了底渣-硅酸盐水泥体系的物化性能、强度和水化,及该体系对减水剂的吸附规律.结果显示,随底渣掺量增加,该体系标准稠度需水量和凝结时间有所增加,水泥水化变慢,胶砂强度降低,对减水剂的吸附量显著增加.研究显示,底渣可用作水泥混凝土掺和料,但需注意底渣的掺入有可能降低减水剂效率.     

镁渣和矿渣对复合水泥性能的影响

掺加10%～40%镁渣制备了镁渣矿渣复合硅酸盐水泥,研究了镁渣对复合水泥物理性能的影响规律。结果表明:镁渣中主要矿物是β-C2S和γ-C2S,具有较好的火山灰活性。随着镁渣矿渣比(MS/BS)的增加,复合水泥凝结时间延长,强度逐渐下降,当MS/BS为0.67时,即镁渣掺量20%,矿渣掺量30%时复合水泥28d抗折强度达9.10MPa,抗压强度达42.53MPa,达到了国标42.5#复合硅酸盐水泥要求。     

粉煤灰/矿粉-水泥胶凝体系的水化放热性能

利用等温量热仪,研究粉煤灰/矿粉-水泥胶凝体系3 d内水化放热性能,借助X射线衍射仪与热分析仪分析不同胶凝体系的水化产物。结果表明:掺量质量分数为45%时,粉煤灰-水泥胶凝体系3 d的水化放热量为175.4J/g,矿粉-水泥胶凝体系为205.4 J/g;矿粉-水泥胶凝体系水化速率峰值出现时间为15.3 h,大于粉煤灰-水泥胶凝体系的10.22 h;双掺粉煤灰和矿粉等量取代质量分数为50%水泥时,随粉煤灰掺入比例的增大,水化放热量减小的程度增大,但粉煤灰或矿粉的掺入比例与水化热峰值及其出现时间关系不大;掺入粉煤灰和矿粉后,可以明显降低早期水化产物中钙钒石(AFt)和氢氧化钙(CH)的生成量。     

高强度矿渣胶凝材料改性的研究

研究矿渣的粉磨细度，激发剂的掺量，改性剂的种类与掺量对高强度矿渣胶凝材料的干燥收缩性能及其强度的影响。研究表明，掺加9－10％的Na2SiO2激发剂和10％左右的硅酸盐水泥，控制适当的粉磨细度，可以使高强度矿渣胶凝材料的干燥收缩率降低到与硅酸盐水泥相近的程度，并且强度提高，达到了综合改性的目的。其水化产物都是含有少量Na2O,MgO的铝硅酸钙凝胶。     

硬石膏代替石膏生产道路硅酸盐水泥工艺

探讨了石膏类型对道路硅酸盐水泥强度、凝结时间及水化热的影响,研究结果表明:SO3掺量达一定值后,其掺量的多少对水泥强度、凝结时间的影响已不明显,但从强度来看,以外掺SO3为1.5%左右为较佳.低温煅烧(700℃)所得的硬石膏制得的水泥比高温煅烧(1350℃)所得的硬石膏制得的水泥凝结时间短,强度高.二水石膏和硬石膏合掺能改善道路水泥的各项性能,一定范围内,随SO3掺量的增加,水泥的干缩率变小,耐磨性增强.掺二水石膏的水泥干缩率比掺硬石膏的水泥干缩率小,水化放热量稍低,半衰期减小.