速凝剂与水泥的适应性及速凝剂的作用机理研究

利用XRD及SEM微观测试结果分析了速凝剂和水泥适应性问题的原因及速凝剂促凝机理.研究结果表明:(1)水泥中石膏形态和速凝剂中的NaAlO2含量对速凝剂的促凝效果具有决定性作用;(2)对于以铝氧熟料为主的高碱速凝剂而言,大量AFt的生成是促凝的主要原因.同时,NaOH的激发作用及Ca(OH)2晶体作为中间产物提高浆体早期的固相比例,使浆体失去可塑性,也有助于水泥浆体速凝.     

石膏掺量对高贝利特-硫铝酸盐水泥性能的影响

利用循环流化床(CFBC)固硫灰代替部分铝矾土、石膏等原料制备高贝利特-硫铝酸盐水泥,并采用XRD、SEM等方法研究了石膏掺量对该水泥凝结时间、抗压强度、水化产物和微观结构的影响。结果表明,利用固硫灰等原料制备的水泥熟料的矿物组成主要有C2S、C4A3S、铁相等;掺入石膏会缩短水泥的凝结时间,最佳石膏掺量为9%;水泥3d、28d净浆强度可以达到39.00MPa和82.59MPa;掺入适量石膏能促进C4A3S和C2S水化,掺量不足会使AFt向AFm转化,掺量过大反而会阻碍C4A3S的水化,进而影响水泥强度;不同石膏掺量下的水泥水化产物主要为AFt、AFm、C-S-H凝胶和铝胶等。     

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AFt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,提高了水泥的强度。     

三聚磷酸钠复合聚羧酸对C_3A-石膏水化历程影响

以C3A-石膏为主体,探讨了掺加聚羧酸和聚羧酸与三聚磷酸钠协同作用对其水化历程的影响。采用水化微量热仪测定试样水化放热速率;用XRD定性分析测试不同水化龄期、不同体系的水化程度;以FT-IR分析试样中基团的振动状态从而判断其存在形式,以SEM观察水化产物形貌。结果表明掺聚羧酸后水化第一放热峰提前2h,且水化12h即有大量AFt生成,但是对后期水化具有一定的延缓作用;复掺三聚磷酸钠与聚羧酸时抑制了AFt的生成并延缓了AFt向AFm的转变,第一、第二放热峰均延迟了8h左右;单掺和复掺对后期结构发展影响均不大。     

无碱无氯液体速凝剂的性能及其作用机理

对实验室制备的一种新型无碱无氯液体速凝剂进行了凝结时间、抗压强度等宏观性能的检测,并利用XRD、SEM等现代测试手段进行了微观机理分析.结果表明,当速凝剂掺量为4.0％～6.0％时,试样凝结时间、1d抗压强度及28 d抗压强度比均满足JC477-2005《喷射混凝土用速凝剂》标准的要求;同时,速凝剂掺量为4.0％～4.5％时,试样后期(28 d)强度基本不损失;速凝剂的掺入加快了水泥早期水化,消耗了大部分水泥水化生成的氢氧化钙,同时生成大量结晶程度良好的钙矾石晶体,促进早期强度的发展.     

超硫酸盐水泥与波特兰水泥混凝土显微结构与性能的比较研究

对比研究了超硫酸盐水泥(SSC)与矿渣硅酸盐水泥(PSC)以及普通硅酸盐水泥(OPC)混凝土在力学性能、水化热、微观结构性能的差异。采用XRD、SEM、TG-DSC、FTIR表征3种水泥混凝土的水化产物及显微结构,以抗压强度来评价三者力学性能。研究结果表明:在混凝土配合比相同条件下,SSC早期3d强度低于PSC和OPC,然而7d龄期后强度增长迅速且超越PSC,并在28d后达到40.5MPa与OPC持平;SSC的水化产物主要是AFt钙矾石和C-S-H凝胶,AFt和剩余的CaSO4.2H2O被紧紧包裹在凝胶中,形成均匀的致密结构,与波特兰水泥水化产物的显著区别是未含有Ca(OH)2,Ca(OH)2含量大小为OPC>PSC>SSC。3种水泥的水化放热量大小为OPC>PSC>SSC,且SSC是一种水化热相当低的水泥。     

速凝剂和钢纤维对喷射混凝土性能的影响

速凝剂作为一种外加剂,能够有效地减少水泥的凝结时间,降低喷射混凝土的回弹率.通过试验比较,速凝剂能够提高混凝土早期的强度,1 d试验结果表明,加入速凝剂的试件比未加速凝剂的抗压强度、抗折和抗拉强度分别提高了6.8%,19.4%和71.1%;但速凝剂会使得混凝土终期强度降低,影响其使用,28 d试验结果显示,加入速凝剂的试件比未加入速凝剂的抗压强度、抗折强度和抗拉强度分别降低了15.4%,3.8%和20.2%.试件中掺入钢纤维,则可以很好地提高混凝土的强度,28d试验结果显示,掺速凝剂混凝土试件中加入钢纤维后,其抗压、抗折和抗拉强度分别提高了10.3%,9.6%和33.5%.故加入钢纤维不但可以降低速凝剂对混凝土的影响,而且还可以增强混凝土的抗渗性.     

RSD速凝剂增强作用机理分析

RSD是一种性能优良的喷射混凝土速凝剂，在试验室中掺加RSD后的混凝土强度对比测试表明，该速凝刑不仅能显著提高水泥胶砂的早期强度，而且不降低水泥胶砂的后期强度，并能提高水泥胶砂的耐久性能．通过扫描电镜对掺加RSD逮凝剂的水泥浆进行了观察，分析了水泥石各龄期的水化产物．分析结果表明，RSD速凝剂在水泥浆早期水化过程中能加速C3S的水化和钙矾石的生成，RSD促使C—S—H（Ⅰ）凝胶向C—S—H（Ⅲ）和C—S—H（Ⅳ）转化，增强水泥石的强度．最后对RSD速凝剂的增强作用进行了机理分析．     

冶金渣制备生态型人工鱼礁混凝土的试验研究

通过正交试验研究了矿渣钢渣熟料石膏体系胶凝材料的强度。胶凝材料正交试验表明：矿渣：钢渣的复合比为7∶1,矿渣和钢渣的比表面积分别为480 m 2·kg -1和550 m 2·kg -1,并与10%的水泥熟料和10%的脱硫石膏复合的胶凝材料具有较高的强度。以优化后的胶凝材料代替水泥,并以热闷法稳定化的钢渣颗粒为骨料,可以制备出抗压强度达到65 MPa以上的人工鱼礁混凝土。利用XRD和SEM方法分析胶凝材料的水化过程,结果表明,水化反应主要生成AFt相和C-S-H凝胶,钢渣、水泥熟料和脱硫石膏的协同作用对矿渣的火山灰活性反应具有重要促进作用。     

铝酸钠液体速凝剂性能及作用机理

目的研究不同物质的量比铝酸钠液体速凝剂对水泥性能的影响规律,探讨其促凝机理及存在最佳掺量的原因．方法测试了不同物质的量比的铝酸钠液体速凝剂对水泥的凝结时间和强度,利用差热分析,X-射线衍射和扫面电镜手段分析其作用机理．结果物质的量比为1．2时．铝酸钠液体速凝剂放置1d便产生大量的沉淀．增大物质的量比时,稳定性也增加．不同物质的量比的铝酸钠液体速凝剂均存在最佳掺量,其凝结时间和强度都符合JC477—2005标准．结论铝酸钠液体速凝剂并不是靠生成大量钙矾石相互搭接实现速凝,而是促进各水泥矿物的反应形成大量的凝胶,并有一定量的板状晶体氢氧化钙和柱状晶体钙矾石（AFt）分布在其中．当掺量过大时,形成大量的六方片状晶体水铝石和单硫型水化硫铝酸钙（AFm）,C—S—H凝胶和柱状钙矾石相对较少,导致结构不密实,速凝效果减弱．