C-S-H纳米晶核对矿物掺合料复合胶凝材料水化性能的影响研究

水泥中掺入大量矿物掺合料易造成其早期强度低、施工周期长等问题。本文研究了C-S-H晶核对含矿物掺合料的复合胶凝材料体系水化性能的影响规律;通过热力学计算阐述了C-S-H晶核降低水化产物成核势垒的机理,并通过离子溶出与沉积探讨大掺量矿物掺合料胶凝体系水化机理。结果表明：矿物掺合料复合胶凝材料体系水化能力较弱,这是由于Ca²⁺溶出受到制约,C₃S的水化反应缓慢;当加入晶核后,水泥中硅酸盐相溶解-结晶能力得到大幅提升,使得矿物掺合料水泥体系的水化反应活性接近纯水泥体系。研究表明,C-S-H晶核可解决大掺量矿物掺合料胶凝体系所带来的水化能力严重不足问题。     

Cr对水泥熟料矿物生成及水泥早期水化产物形成影响的研究

用化学试剂Cr(NO3)3代替工业废物中的Cr,对含Cr水泥熟料的矿物生成及水化进行了研究。研究结果表明,Cr可以提高熟料相中C2S的含量,在水泥水化初期促进了钙矾石的增长,同时有新的水化产物结晶相生成。     

水化热抑制剂对复合胶凝材料体系早期水化动力学的影响

本文研究了水化热抑制剂(TRI)对水泥-粉煤灰-矿渣复合胶凝材料早期水化过程。通过改变矿物掺合料在胶凝材料中的质量占比以及TRI的掺量,研究了胶凝材料的水化特性,并基于Krstulovic-Dabic水化动力学模型计算了反应速率常数、几何晶体生长指数等动力学参数。结果表明,矿物掺合料和TRI复合使用会延缓胶凝材料水化并降低最大放热速率;复合胶凝材料的水化过程均有结晶成核与晶体生长、相边界反应以及扩散3个阶段,Krstulovic-Dabic水化动力学模型能较好地模拟各复合胶凝材料的水化过程;矿物掺合料和TRI会影响复合胶凝材料水化产物的结晶成核以及晶体生长,并降低复合胶凝材料各阶段的水化速率。     

单矿物粘土对水泥砂浆性能及水泥水化的影响

研究了高岭土、伊利土和蒙脱土三种单矿物粘土对砂浆工作性能和强度的影响,并从水泥水化热和水化产物角度研究了三种单矿物粘土对水泥水化的影响.结果表明:蒙脱土对砂浆扩展度和强度影响最为显著,高岭土和伊利土在一定掺量内几乎没有影响;单矿物粘土对掺聚羧酸减水剂砂浆相关性能的影响较未掺聚羧酸减水剂砂浆更加明显;单矿物粘土不会改变水泥水化产物的种类,但是影响水泥水化放热速率和最大放热峰的出峰时间,即水泥水化进程.     

铁酸盐相为主的水泥熟料液相在水泥化学中的重要性（英文）

在水泥化学中,铁酸盐相是生产工业水泥熟料过程中的重要液相之一。通常认为铁酸盐相水化速率慢,在水泥水化和强度发展过程中发挥作用有限。本研究发现合成铁酸盐相的水化速率与铝酸盐相在铁酸盐相中的分子比率有关。铁酸盐相的水化速率是铝酸盐相水化速率的55.6%。此外,工业铁酸盐相的水化速率远高于合成铁酸盐相的水化速率。结合铝酸盐和铁酸盐相的水化速率,建立了用于测算铝酸盐和铁酸盐相共同反应的等效铝酸盐公式。     

环氧乳液改性水泥基材水化过程的硬化机理

极端环境和复杂荷载条件对混凝土结构的材料性能提出了更高的要求,聚合物通过改性水泥基材提高混凝土性能的方法已经得到了广泛应用。本研究为揭示环氧乳液改性水泥基材水化过程的硬化机理,通过等温放热试验分析环氧乳液对水泥水化放热过程的影响,结合原位XRD技术跟踪水泥主要矿物熟料和水化产物在水化反应早期的相含量发展。研究结果表明,环氧乳液对水泥水化的阻滞作用与环氧颗粒、水泥矿物熟料和水化产物之间的相互作用有关,并随着水化时间的延长,相互作用效果越明显。在水泥胶凝体系中,环氧乳液会减缓水化放热速率,降低水化放热峰值,减少累积放热量。环氧乳液通过抑制水泥矿物(C₃S、C₃A、石膏)的溶解和水化产物(钙矾石、氢氧化钙)的析出,延缓硅酸盐反应和铝酸盐反应;环氧乳液对水泥水化的影响随着其掺量的增加而增强。     

脱硫灰/脱硫石膏作为水泥缓凝剂的水化行为

研究了脱硫灰和脱硫石膏对熟料、纯相C_3A和C_4AF水化放热特性及水化产物矿物组成的影响。结果表明:水化过程中,脱硫灰和石膏均会与水泥的矿物成分作用形成钙矾石等,对水泥起到缓凝作用;同时,由于脱硫灰中半水亚硫酸钙的溶解速率低于石膏,使得脱硫灰与纯相作用时间延缓,并生成类水化硫铝酸钙和水铝钙石等,是脱硫灰具有更强缓凝作用的原因。     

矿物掺合料对氯氧镁水泥早期水化行为的影响

研究了矿物改性氯氧镁水泥前期水化行为,绘制了各矿物掺合料氯氧镁水泥水化电阻率-时间曲线,测试终凝时间以及1 d抗弯与抗压强度。结果表明,矿物掺合料能够延缓氯氧镁水泥水化速度,并随着矿物掺合料掺量的提高,其水化速度逐渐变慢。同等掺量下硅灰延缓反应时间的作用最为明显,其次是石粉与粉煤灰。硅灰的掺入延缓氯氧镁水泥水化速度,大幅度提高其初终凝时间,降低早期强度,其掺量不宜超过20%。粉煤灰与石粉氯氧镁水泥初终凝时间均在规范要求以内,对早期抗弯拉强度与抗压强度影响幅度相对较小。添加粉煤灰与石粉试样晶体较掺硅灰试样结晶程度更高。     

高钙飞灰的组成和水化

含钙量高的煤粉在粉煤炉内燃烧时形成的高钙飞灰,具有较好的水硬活性,经简单处理即成为高钙飞灰水泥,这种水泥的小规模生产和使用,在我国已有十年。对于高钙飞灰的物相组成和水硬活性,利用X—衍射、显微镜、差热和扫描电镜等方法进行了综合研究。研究表明高钙飞灰主要是由高钙玻璃体及少量的结晶矿物β—C_2S、CaSO_4等组成,尚有相当数量的游离氧化钙,它的硬化体主要由高硫铝酸钙等晶体矿物嵌镶在水化硅酸钙胶体所组成。因而,高钙飞灰不同于一般飞灰,它本身具有较好的水硬活性。高钙飞灰中的游离氧化钙,形成时间很短,晶粒细小,常粘附于玻璃球表面,它的消解与水化物的形成互相促进。它对安定性没有不良影响,是高钙飞灰中一种重要活性组分。     

矿渣对煅烧含高结晶态SiO2水泥生料的影响

利用含砂废弃混凝土原料煅烧水泥熟料,不可避免地会由细骨料砂引入结晶度较高的结晶态SiO2,不仅影响生料易烧性,而且影响硅酸盐矿物的组成和形貌,降低熟料质量。以ISO标准砂为硅质原料配制高结晶态SiO2含量的生料,按不同比例掺入矿渣,煅烧至不同温度;利用化学分析、XRD、岩相分析、SEM等方法,研究矿渣对水泥生料易烧性、熟料矿物组成和显微结构、熟料水化强度发展及水化产物形貌的影响。结果表明,适量矿渣的掺入可显著改善高结晶态SiO2含量水泥生料的易烧性,促进熟料矿物形成和发育;矿渣掺量为3%时,熟料水化后强度最高;适量矿渣可使熟料水化早期产生较多的C-S-H凝胶和钙矾石,而后期水化产物中C-S-H凝胶更密实,提高水泥强度。     

羟基羧酸类缓凝剂对水泥水化的缓凝机理EI北大核心CSCD

采用水化微量热仪、电导率仪和X射线衍射仪研究了羟基羧酸类缓凝剂分子结构中羟基和羧基对水泥水化的影响,并对缓凝剂的吸附和络合能力进行了比较。结果表明：羟基羧羧类缓凝剂会延缓水泥矿物的溶解,过饱和溶液的形成及水化产物的生成,主要通过阻滞水化产物的结晶成核过程来推迟水化进程,不影响水化加速期的水化反应速率。吸附作用为影响水化的主要因素,随分子结构中羟基或羧基的增多,其吸附和络合能力均会增强。     

羟基羧酸类缓凝剂对水泥水化的缓凝机理

采用水化微量热仪、电导率仪和X射线衍射仪研究了羟基羧酸类缓凝剂分子结构中羟基和羧基对水泥水化的影响,并对缓凝剂的吸附和络合能力进行了比较。结果表明:羟基羧羧类缓凝剂会延缓水泥矿物的溶解,过饱和溶液的形成及水化产物的生成,主要通过阻滞水化产物的结晶成核过程来推迟水化进程,不影响水化加速期的水化反应速率。吸附作用为影响水化的主要因素,随分子结构中羟基或羧基的增多,其吸附和络合能力均会增强。     

掺粉煤灰水泥基材料水化过程的交流阻抗研究

水泥基材料是一种线性动态系统，而交流阻抗谱方法是一种灵敏的方法，可以用来对水化的长期过程进行监测。本文应用交流阻抗谱研究水泥基材料的水化过程和加入粉煤灰等矿物掺合料的水泥基材料的水化过程。     

速凝水泥浆体的速凝原因及机理探讨

本文从物理和化学角度讨论速凝水泥浆体的速凝原因及机理。速凝剂加水形成的OH-使水泥水化诱导期不再出现,活性水泥矿物激烈水化形成的大量水化物胶结未反应矿物和集料,这是速凝的主因。也可把速凝看成是混凝土中游离水消耗至某种程度的结果,物理耗水(润湿、蒸发等)与化学耗水同样重要。快速水化放热升温是速凝的重要原因。AFt相是常用速凝剂作用下形成的速凝快硬主相。合理选用活性矿物、促凝化合物、稠化剂、润湿分散剂和超塑化剂可配出优质水泥速凝剂。     

贝利特的活化途径及高贝利特水泥

文章论述了贝利特水泥活化的结晶化学基础又提高贝利特活性、生产高贝利特水泥的主要技术途径。认为熟料急冷、化学活化和水热合成可大幅度提高贝利特的水化反应活性，结合对水泥熟料矿物组成的合理设计，利用含有各种微量元素的工业废渣尾矿，技之以能激发贝利特水化活性的外加剂的使用，有可能生产高性能的高贝利特水泥。从保护资源、保护生态环境，提高泥凝土工程的耐久性的观点看，生产高贝利特水泥具有广阔前景。     

3℃下不同矿物掺合料的水泥水化程度试验研究

通过试验,研究3 ℃下水灰比为0.31的水泥净浆水化程度以及添加不同矿物掺合料的水泥水化程度,研究矿物掺合料对水泥水化的影响和添加了不同矿物掺合料的水泥水化规律,为定量化研究水泥水化提供参考依据.对试验原材料性能进行了测试,分别进行了不同矿物掺合料以及不同配合比的水泥浆体水化热测定和水化程度计算.试验结果表明:在3 ℃下用粉煤灰、矿粉等量取代部分水泥,胶凝材料的水化程度比普通硅酸盐水泥的水化程度低,但降低的幅度不完全与掺量成比例关系,粉煤灰降低水化程度的值比矿粉要高.同时拟合出了3 ℃下添加矿物掺合料的水泥水化规律曲线函数,通过对比试验数据,函数曲线与3 ℃下添加矿物掺合料的水泥水化规律有较高的相符程度.     

水泥矿物体系诱导期的水化进程及机理的研究进展

硅酸三钙(C₃S)体系及铝酸三钙-二水石膏(C₃A-CH₂) 体系作为主要的硅酸盐水泥矿物相,对水泥新拌阶段及后续性能发展阶段有尤为重要的影响。而水泥在诱导期内的水化进程很大程度上决定了其后续性能的发展。鉴于此,本文回顾了水泥水化的热力学原理,重点综述了目前关于水泥水化诱导期开始及结束时作为主要矿物体系的C₃S体系和C₃A-CH₂体系的水化进程及机理的研究进展,以及不同矿物体系诱导期的成因。但限于目前的研究手段,对于水泥水化诱导期内各种矿物体系的相互作用和相互影响仍未完全厘清,还需要进一步的探索。     

水泥石脱水相结构特征及其再水化能力

将水泥石在不同温度进行低温煅烧,得到不同的脱水相物质,通过热重-差示扫描热分析、X射线衍射、红外光谱及29Si核磁共振等对水泥石在400,650℃及900℃的脱水相结构特征及其再水化性能、再水化产物的结构特征进行研究.结果表明:在400℃,由水化硅酸钙(C-S-H)凝胶脱水生成了无定形相,在650℃生成了不完全结晶的β-硅酸二钙(C2S),而900℃脱水相中存在结晶程度高的β-C2S.在再水化过程中,400℃和650℃脱水相水化生成了C-S-H凝胶,并且650℃脱水相的水化活性和水化产物聚合程度更高;900℃脱水相的水化活性极低,水化前后矿物结构特征几乎没有发生变化.     

掺煅烧石膏水泥早期水化过程的研究

利用DTA，XRD，IR测定水泥水化浆体的化学结合水和Ca(OH)2的生成量，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1d前无钙钒石（AFt)生成，结合水量在1d前，前者高于后者，而1d后则相反。指出了煅烧石膏加快水泥水化产物形成的机理在于：由于它的溶解度较低，在水泥水化初期（1d前），存在于水泥中的铝酸盐相不能形成AFt，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。     

风冷高炉渣与水淬高炉渣的水化性能研究

分析了风冷高炉渣和水淬高炉渣的矿物组成和玻璃体含量。在此基础上,对比研究了风冷高炉渣复合体系水泥和水淬高炉渣复合体系水泥的净浆强度、水化产物的矿物相组成和微观形貌。结果表明,风冷高炉渣的主要组成为玻璃体和α'L-C2S,玻璃体含量为83.34%;水淬高炉渣的主要组成为玻璃体,玻璃体含量为96.79%。水化28d时,风冷高炉渣复合体系水泥与水淬高炉渣复合体系水泥相比,净浆抗压强度接近,水化产物的主要矿物相组成无明显差别。