铝酸盐水泥对硫氧镁水泥强度和耐水性的影响EI北大核心CSCD

为改善硫氧镁水泥(MOS)耐水性差的问题,引入了铝凝胶相(AH_(3)),研究了铝酸盐水泥(CAC)掺量对MOS凝结时间、抗压强度以及水化产物相组成的影响.结果表明:CAC可明显缩短MOS的凝结时间,并提升其抗压强度和耐水性;掺加CAC后,MOS水化产物中出现了新的水化相CAH10、镁钙矾石相(3CaO·Al_(2)O_(3)·3Mg(OH)_(2)·(30~32)H_(2)O)、AH_(3)和C_(3)AH_(6);掺加5%~15%CAC时,MOS中水化产物5·1·7相的含量增加,MgO、Mg(OH)_(2)含量减少;掺加10%CAC时,空气养护28 d后MOS的抗压强度提升了25.11%,5·1·7相的含量提升了36.85%;浸水养护28 d后,5·1·7相的含量提升了51.86%,耐水性最好,强度保留系数达到0.99;掺加CAC使体系中生成了3CaO·Al_(2)O·33Mg(OH)·(230~32)H_(2)O和AH_(3),促进了MgO的后期水化并消耗了体系中的Mg(OH)2,但是CAC掺量超过20%时会出现水榴石反应,大量CAH10转化为C_(3)AH_(6),导致强度严重倒缩.     

CaCO3和CaSO4·2H2O共同作用下Ca2+对C3A水化浆体固化氯离子性能的影响

采用平衡法研究了CaCO_3和CaSO_4·2H_2O共同存在时Ca~(2+)对C_3A水化浆体氯离子固化能力、生成产物和氯盐溶液pH值的影响.结果表明:C_3A水化浆体固化氯离子后生成含氯铝酸盐并释放OH~-,提高了氯盐溶液的pH值;CaCO_3和CaSO_4·2H_2O分别作用时均会降低C_3A水化浆体的氯离子固化能力和氯盐溶液pH值的提高程度,CaCO_3和CaSO_4·2H_2O共同作用时则会显著降低C_3A水化浆体的氯离子固化能力;C_3A水化浆体中含氯铝酸盐生成量和氯离子固化能力随氯盐溶液pH值的降低而减小,而Ca~(2+)会降低氯盐溶液pH值的提高程度,但能提高C_3A水化浆体的氯离子固化能力,CaCO_3或CaSO_4·2H_2O单独存在时都能使Ca~(2+)提高氯离子固化能力的效果更为显著,且CaCO_3比CaSO_4·2H_2O的作用更加明显,但CaCO_3和CaSO_4·2H_2O共同存在时会出现负协同作用;在CaCO_3和CaSO_4·2H_2O共同作用下,Ca~(2+)促进各水化产物与氯离子反应生成含氯铝酸盐的效果由小到大为:AFtC_3AH_6AFm碳铝酸钙水化物,同时改变了所生成含氯铝酸盐(固溶体)的物相结构.     

负温条件下硅酸盐-铝酸盐-磷酸盐水泥体系水化机理研究

为了研究在-10℃环境下硅酸盐-铝酸盐-磷酸盐水泥体系(SAP体系)的水化反应情况,通过凝结时间、XRD、TG、SEM等测试分析了SAP体系的水化产物和反应机理。结果表明：掺入铝酸盐水泥(CAC)和焦磷酸钠均有利于硅酸盐水泥(OPC)的早期凝结,但不利于其后期强度发展;SAP体系早期的主要水化产物为C-S-H凝胶和NO₂-AFm晶体,CAC掺量越多,7 d水化产物生成量越多,试件的抗压强度越高;7～28 d时,CAC掺量为10%的S₉A₁P体系中Ca(OH)₂晶体持续生成,试件28 d抗压强度达到32.4 MPa。     

污泥焚烧残渣的理化性能及其活性激发研究

对上海市典型污水厂不同周期污泥焚烧残渣的理化性能进行测试,采用机械球磨、化学激发剂对污泥焚烧残渣进行活性激发。结果表明,污泥焚烧残渣化学组分以SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、P_(2)O_(5)、CaO和Fe_(2)O_(3)为主,需水量大,活性较低。机械球磨使污泥焚烧残渣比表面积增大,水化反应面积增加,水化活性提升,最佳球磨时间为10min。采用Ca(OH)_(2)和CaSO_(4)·2H_(2)O能促使更多污泥焚烧残渣参与水化反应,有助于C-S-H、C-A-H和钙矾石等水化产物的生成。当Ca(OH)_(2)的掺量为1.0%时,其7d和28d强度活性指数最高,分别为71.9%、75.2%;当CaSO_(4)·2H_(2)O掺量为1.5%时,其7d和28d强度活性指数最高,分别为71.6%、72.9%。     

硅酸盐建材小词典:钙矾石

钙矾石是当代水泥、硅酸盐建材制品的重要研究项目之一,是硬化水泥浆体(简称水泥石)中的重要水化生成物。其分子式为3CaO·Al_2O_3·3CaSO_4·32H_2O,因含有3个分子的硫酸钙(CaSO_4),故又称三硫型水化硫铝酸钙,与硫酸钙不足时生成的单硫型水化硫铝酸钙(3CaO·Al_2O_3·CaSO_4·12H_2O)相区别。在自然界存在天然的钙矾石,因首先在西德的埃特林根(Ettringen)地方发现,故欧美的英文名称叫 Ettringite。在水泥的水化反应中,因熟料中所含的铝     

干法脱硫灰对C_3A/C_4AF水化的影响研究

通过电导率测试、XRD分析、水化放热速率测试等性能测试方法,研究CaSO_3·0.5H_2O/CaSO_4·2H_2O溶解速度变化规律、对C_3A、C_4AF水化的影响规律以及简单水泥体系条件下干法脱硫灰对水泥强度的影响规律。结果表明,CaSO_3·0.5H_2O在水中是一个缓慢溶解的过程,能延缓C_3A/C_4AF的水化反应;干法脱硫灰对水泥强度有激发作用,当掺量控制在7.62%时,能实现强度不损失,保持在40MPa。     

非晶态C_(12)A_7对干混砂浆性能的影响

研究非晶态C_(12)A_7取代部分普通硅酸盐水泥对干混砂浆凝结时间、流动性、力学性能、保水性和吸水率的影响,通过SEM对水化产物的形貌进行了表征。结果表明:当非晶态C_(12)A_7取代水泥量为6%时,干混砂浆的凝结时间为84 min,28 d抗压强度为47.1 MPa,吸水率为3.16%,保水率为96%。非晶态C_(12)A_7能够缩短砂浆的凝结时间,提高砂浆的抗压强度,降低砂浆的吸水率,使砂浆具有较好的保水性。     

AH3及水化程度对硫铝酸盐水泥强度的影响

将实验室烧成的硫铝酸钙矿物(C_4A_3S)与石膏(CSH2)、石灰(CH)复配制成硫铝酸盐水泥,研究其水化产物中铝凝胶相(AH3)及水化程度对水泥石强度的影响.用Rietveld全谱拟合方法对烧成的C_4A_3S进行了定量分析,用XRD和TG-DTG对其水化产物进行了定性、定量分析.结果表明:当AH3含量较高、钙矾石(AFt)含量较低时,AH3会填充在硫铝酸盐水泥浆体的空隙中,从而使其抗压强度升高;CSH2能促进C_4A_3S的水化,并且随着CSH2掺量的增加,硫铝酸盐水泥石抗压强度先升后降,当n(C_4A_3S)/n(CSH2)为3/4,即CSH2掺量为27.32%(质量分数)时,其抗压强度最大;另外,C_4A_3S水化程度与AH3含量的提高均有利于硫铝酸盐水泥石抗压强度的增大,当二者对抗压强度的影响达到平衡时,其抗压强度最大.     

掺Na_2HPO_4·12H_2O的磷酸铵镁水泥净浆性能研究

为改善磷酸铵镁水泥(MAPC)净浆性能,采用Na_2HPO_4·12H_2O取代部分NH_4H_2PO_4,与重烧氧化镁、硼砂、水制成含Na_2HPO_4·12H_2O的新型MAPC。通过测试pH值、水化温度、凝结时间、抗压强度,并对硬化体进行热重、XRD、SEM等微观分析发现,掺入适量的Na_2HPO_4·12H_2O可以降低浆体的初始温度、反应液最低温度及pH值,延长MAPC净浆的凝结时间,大幅提高MAPC净浆硬化体的早期抗压强度,对60 d抗压强度也有一定的改善作用,其中Na_2HPO_4·12H_2O掺量为15%时对抗压强度的改善作用最明显。     

Na_2HPO_4·12H_2O对磷酸铵镁水泥净浆性能的影响

为了探究Na_2HPO_4·12H_2O对磷酸铵镁水泥净浆性能的影响,采用Na_2HPO_4·12H_2O、重烧氧化镁、磷酸二氢铵和硼砂配制而成磷酸铵镁水泥。研究发现,掺加适量的Na_2HPO_4·12H_2O后,MAPC净浆的初始温度和早期的水化反应速度明显降低,从而延长了MAPC净浆的凝结时间。此外,Na_2HPO_4·12H_2O还有效地改善了MAPC净浆的流动度和抗压强度。     

低温熟料对水泥水化的影响

低温熟料(LWC)以12CaO·7Al_2O_3(C_(12)A_7)和2CaO·SiO_2(C_2S)为胶凝性矿物成分,属于绿色水泥基材料。研究了低温熟料对硅酸盐水泥水化的影响,测试了水泥的凝结时间、早期化学收缩、力学性能和砂浆限制膨胀率,观察了掺低温熟料的水泥浆体微观形貌。结果表明,低温熟料促进了水泥水化硬化;10%低温熟料、75%P·Ⅱ硅酸盐水泥和15%粉煤灰构成的三元胶凝材料3 d、28 d抗压强度分别为31.0、68.2MPa,3 d、28 d抗折强度分别为6.3、9.5 MPa;复掺硬石膏,低温熟料提高了钙矾石生成量,可补偿水泥基材料的收缩。低温熟料可部分替代硅酸盐熟料生产通用硅酸盐水泥。     

掺钢渣粉尾矿高性能混凝土的制备

研究了钢渣粉掺量和养护方式对全固废混凝土抗压强度的影响,并通过SEM分析了掺钢渣胶凝材料水化产物微观形貌。研究结果表明,钢渣粉掺量对混凝土的抗压强度有较大影响,湿热养护能够有效激发钢渣的活性,提高胶凝材料早期强度。掺入20%钢渣粉,采用56℃湿热养护,可以制备出28d抗压强度达77.26MPa的混凝土。掺入钢渣粉对水化产物种类不会造成影响,在反应的中后期,体系中C-S-H凝胶和钙矾石的协同生成能够促进体系强度的增长。     

C_4A_3■含量和W/S比对硫铝酸钙水泥性能的影响

<正> 硫铝酸钙水泥的主要组分是硫铝酸钙C_4A_3S,因为它与水、石灰或石膏化合可以生成C_6AS_3H_(32)。C_4A_3S的水化曾被广泛的研究,它取决于钙矾石的形成速率和微结构。硫铝酸钙水泥可用作膨胀、自应力和高早强水泥。在前两种应用中,众所周知是利用了钙矾石的膨胀性能;而后者快速硬化的过程是由于无膨胀性钙矾石的瞬时形成。这种钙矾石因生长成较大的晶体,能在早期提供较高强度,它是由C_4A_3S和CS依据下式水化得到的:     

C11A7.CaCl2和3C2S.3CaSO4.CaF2的水化性能研究

本文合成了C_(11)1A_7·CaCl_2和3C_2S·3CaSO_4·CaF_2两种矿物,借助于XRD、SEM等测试手段,研究了这两种矿物及其以1:1掺合时的水化历程。结果表明,矿物3C_2S·3CaSO_4·CaF_2水化能力较弱,但与C_(11)A_7·CaCl_2共掺时,其水化活性可以大大地得到激发。     

掺玻璃粉水泥净浆水化性能

以废弃啤酒瓶制成玻璃粉,配制掺玻璃粉水泥净浆.测试掺玻璃粉水泥净浆抗压强度;采用X射线衍射分析、热重-差热分析、扫描电子显微镜分析及能谱分析技术研究掺玻璃粉水泥净浆水化产物的种类、含量、微观形貌及元素组成.结果表明:随着玻璃粉掺量(质量分数)的增加,水泥净浆抗压强度减小.掺玻璃粉水泥净浆水化产物主要有C-S-H凝胶、Ca(OH)2及少量钙矾石、水化铝酸钙等.由于玻璃粉的火山灰反应消耗Ca(OH)2,随着玻璃粉掺量的增加和龄期的延长,水泥净浆水化产物中Ca(OH)2含量(质量分数)逐渐减少.掺玻璃粉水泥净浆微观结构较为致密,其水化产物C-S-H凝胶形态与纯水泥净浆有所不同,多由不规则的短柱状及薄片状凝胶粒子交叉结合在一起形成网络结构,为低钙硅比(质量比)C-S-H凝胶.玻璃粉具有火山灰活性.     

羟乙基甲基纤维素对水泥水化产物形成的影响

利用步进扫描X射线衍射和环境扫描电子显微分析方法研究了掺1%(质量分数)羟乙基甲基纤维素对水泥水化72 h内钙钒石、氢氧化钙以及C-S-H凝胶等主要水化产物的影响.结果表明:羟乙基甲基纤维素对钙钒石、氢氧化钙和C-S-H凝胶的生成具有显著影响,使它们的生成时间延迟约3 h;羟乙基甲基纤维素对钙矾石最大生成量没有影响,但可延缓钙矾石转变;羟乙基甲基纤维素降低了氢氧化钙和C-S-H凝胶的生成量,增强了Ca(OH)2晶体的择优取向,改变了C-S-H凝胶的尺寸.     

铜尾矿免烧墙体材料的研制

通过正交试验优化固化剂配比,并通过单因素试验探究固化剂掺量对铜尾矿免烧墙体材料抗压强度、软化系数和导热系数的影响。采用XRD、SEM分析材料的固化机理。结果表明,固化剂的最优配比为:钒铁渣、矿渣粉、熟石灰、脱硫石膏和石灰石粉用量分别为30%、40%、20%、4%和6%;最佳固化剂掺量为20%,材料7、28 d抗压强度分别大于17、22 MPa,软化系数分别为0.65和0.77,导热系数为0.8683 W/(m·K)。免烧材料的固化机理是:固化剂与铜尾矿反应生成Ca_6Al_2(SO_4)_3(OH)_(12)·26H_2O(钙矾石)及Ca_4Al_2O_7·13H_2O(水化铝酸钙);固化剂中C_2S的水化反应增加了材料内部结合力和密实度,从而使材料具有较高的强度和耐水性。     

Na_2HPO_4·12H_2O对磷酸镁水泥水化硬化特性的影响

研究了适量掺加Na_2HPO_4·12H_2O对新型磷酸镁水泥(MKPC)浆体水化硬化过程中的-pH值、体系温度、凝结时间、流动性以及强度发展等的影响.结果表明:Na_2HPO_4·12H_2O在MKPC浆体中的溶解和相变过程吸收了大量热量,从而降低了MKPC浆体的初始温度,延缓了浆体的温度上升速度,提高了MKPC浆体的pH值;上述因素导致MKPC浆体中KH_2PO_4和MgO的溶解度以及离子溶出速度降低,从而有效地控制了MKPC浆体的凝结时间和早期水化反应速度,改善了MKPC浆体的流动性;Na_2HPO_4·12H_2O还参与了系统的水化反应,使MKPC硬化体后期强度稳定增长.     

粉煤灰和矿渣用作高强度混凝土复合型外加剂

(1)粉煤灰。粉煤灰的活性来源主要来自细小的玻璃球体中所含较多的活性SiO_2和活性Al_2O_3。在混凝土中水泥水化生成CSH凝胶类的同时析出氢氧化钙Ca(OH)_2,在此碱性激发下活性SQ也成生CSH凝胶类,两者共同成为混凝土强度的基础。活性Al_2O_3在水泥水化中所含石膏CaSO_4·2H_2O等的硫酸盐激发下生成钙矾石类(3Cao·Al_2O_3·3CaSO_4·32H_2O类),使硬化水泥浆体(水泥石)更加致密。因     

利用河砂和石粉制备RPC的试验研究

对采用天然河砂作集料、石粉作微集料制备活性粉末混凝土(RPC)的可行性进行了研究。结果表明:利用天然河砂(0.15~0.60 mm)和石粉(小于0.043 mm)制备的RPC可满足客运专线桥梁人行横道挡板、盖板的力学性能要求;在水泥∶硅灰∶河砂∶石粉(质量)比例为1∶0.25∶1.2∶0.37,水胶比为0.22,减水剂掺量为0.95%,钢纤维体积掺量为2%条件下,蒸汽养护48 h,RPC抗压强度可达到165.1 M Pa,抗折强度达到28.6 M Pa。微观分析表明,在RPC体系中,水化产物相互交织在一起,孔径小,结构致密;主要的水化产物为C-S-H、Ca(OH)2、钙矾石,另外还有少量的没有水化的C3S和C2S;Ca(OH)2和钙矾石在低水灰比条件下,生长空间受限,晶体尺寸较小,分布在C-S-H凝胶之间,且Ca(OH)2数量少,C-S-H数量多。