矿渣合成增强剂对水泥基材料性能的影响及其作用机理

研究了矿渣合成增强剂（SE）对水泥基材料性能的影响,并借助微量热仪、X射线衍射仪（XRD）、差示扫描量热热重分析（DSC TG）、扫描电镜（SEM）和红外测试仪（IR）等分析测试手段,对SE的矿物组成和化学结构,以及水泥水化产物和微观结构进行了分析,探讨了SE的增强机理.结果表明：掺入SE可增加水泥标准稠度的用水量,显著缩短水泥凝结时间,减小水泥净浆流动度;SE对水泥基材料早期、中期和后期强度均具有良好的增强效果;SE可显著加快水泥的水化反应速率,增加水泥浆体中钙矾石（AFt）、水化硅酸钙（C S H）等水化产物的含量,但减少了Ca(OH)2晶体含量;SE含有大量高化学活性的硅、铝水合物或溶胶粒子,可与Ca(OH)2发生火山灰反应,形成更多的C S H水化产物,有助于提高水泥硬化浆体的致密性和强度.     

热活化煤矸石水泥复合体系的水化反应程度分析

借助Ca(OH)2剩余量和化学结合水量的测定方法,对热活化煤矸石复合水泥体系的水化反应程度进行了分析,并采用差热分析法(Differential Themlal Analysis,DTA)对体系水化过程的热特性进行了追踪研究.结果表明:热活化煤矸石水泥体系中,以煅烧温度为750℃、保温时间为4h的煤矸石-水泥体系的水化...     

复合矿化剂作用下增钙煤矸石的活化效果研究

以江苏宜兴煤矸石为主要研究对象,掺入钙质材料后,在自配复合矿化剂作用下高温煅烧成活化煤矸石,采用X射线衍射(XRD)和红外吸收光谱(IR)对其结构特征进行了分析,并对其胶凝性能进行了试验.结果表明:在复合矿化剂作用下,于1 000～1 100℃下煅烧而成的活化煤矸石中有CA生成,在低活化条件(1 000℃,保温0.5,1.0h)下,有CS,Ca3Al10O18生成,活化温度升高至1 050℃并保温0.5h时,Ca3Al10O18消失,在此温度下延长保温时间至1.0h时,CS消失,[Ca4 (Al2O4)]3生成.各活化煤矸石的胶凝性能不同,其中以1 050℃下保温0.5h煅烧而成的活化煤矸石对水泥净浆抗压强度影响最大,将其以30％(质量分数)替代水泥后,体系28 d的净浆抗压强度可达70.16 MPa.     

化学激发剂对煤矸石及煤矸石水泥激发作用的比较研究

采用强度试验法研究了不同激发剂对于热激发煤矸石以及煤矸石水泥的激发作用。结果表明,随着Ca（OH）2掺量的增大,对热激发煤矸石以及煤矸石水泥的激发效果都出现先增后减的趋势,存在一最佳掺量。Na2SO4对热激发煤矸石以及煤矸石水泥的激发效果都随着激发剂掺量的增加而增大。Ca（OH）2和Na2SO4对煤矸石及煤矸石水泥具有相似的激发效果,显示出其与煤矸石水泥具有相容性。Na2SiO3对热激发煤矸石的激发,随其掺量的增大,出现先增后减的趋势,存在一最佳掺量。而对于煤矸石水泥,激发剂的掺入以及随着其掺量的增大,煤矸石水泥的强度显著降低,显示出NaSiO3与煤矸石水泥具有不相容性。     

氨基三亚甲基膦酸对水泥水化的影响

测试了掺氨基三亚甲基膦酸(ATMP)水泥净浆的凝结时间及抗压强度.利用水化热测试、X射线衍射分析、热重分析、扫描电镜分析、Zeta电位测试等手段研究了ATMP对水泥水化的影响,探讨了ATMP对水泥净浆的缓凝机理.结果表明:随着ATMP掺量(以占水泥质量分数计)的增加,水泥净浆凝结时间逐渐延长;掺ATMP水泥净浆3d抗压强度仅在ATMP掺量大于等于0.08%时低于空白样,而28d抗压强度在ATMP掺量0.10%范围内均高于空白样;在水化初期,ATMP促进了水泥中C_3A矿物的水化.ATMP与水泥净浆中的Ca~(2+)结合形成微溶性的Ca3.5(C_3H_7O_(10)NP_3)螯合物并包裹在未水化的水泥颗粒表面,抑制了C_3S矿物的水化和Ca(OH)_2的形成,导致水泥水化放热量和水化放热速率随ATMP的掺入而明显降低.     

热活化与机械力活化对煤矸石胶凝性的影响

用X射线衍射(XRD)、热分析(TG-DSC)、扫描电镜(SEM)等方法,研究了热活化、机械力活化及未活化煤矸石水泥的胶凝性能.结果表明,热活化能显著改善煤矸石的胶凝性,对热活化煤矸石再进行机械力活化能进一步提高其胶凝性;活化煤矸石可为熟料水化产物的形成提供成核基点从而加快熟料早期的水化;煤矸石水泥浆体中Ca(OH)_2含量由熟料析出Ca(OH)_2与煤矸石吸收Ca(OH)_2的能力竞争决定.此外,煅烧煤矸石中活性Al的存在,会增加水化产物中钙矾石(AFt)的含量.分析指出,热活化是煤矸石活化的必要条件,而机械力活化是其充分条件.     

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.     

纳米SiO2对硅酸盐水泥水化特性的影响

通过测试Ca(OH)2含量、化学结合水量和水化放热量,探讨了纳米SiO2对硅酸盐水泥水化特性的影响.结果表明:纳米SiO2的掺入降低了水泥水化生成物Ca(OH)2含量,增加了水泥水化的化学结合水量及水化放热量.     

湿排粉煤灰复合电石渣制备高活性矿物掺合料浆

为了有效利用湿排粉煤灰及电石渣等资源,用其二者制备高活性矿物掺合料浆。研究了湿排粉煤灰复合电石渣矿物掺合料浆的制备工艺及其所配制净浆试件各龄期强度与水化产物（XRD、SEM）的变化。结果表明：湿磨配浆过程中,湿排粉煤灰与电石渣（固含量）存在最佳质量比75∶25。高Ca(OH)2含量的电石渣及改性剂促进水泥水化所提供的碱性环境有利于激发粉煤灰颗粒的早期活性,促进了其二次水化反应的进行。     

化学激发剂对煤矸石及燥矸石水泥激发作用的比较研究

采用强度试验法研究了不同激发剂对于热激发煤矸石以及煤矸石水泥的激发作用.结果表明,随着Ca(OH)2掺量的增大,对热激发煤矸石以及煤矸石水泥的激发效果都出现先增后减的趋势,存在一最佳掺量.Na2SO4对热激发煤矸石以及煤矸石水泥的激发效果都随着激发剂掺量的增加而增大.Ca(OH)2和Na2SO4对煤矸石及煤矸石水泥具有相似的激发效果,显示出其与煤矸石水泥具有相容性.Na2SiO3对热激发煤矸石的激发,随其掺量的增大,出现先增后减的趋势,存在一最佳掺量.而对于煤矸石水泥,激发剂的掺入以及随着其掺量的增大,煤矸石水泥的强度显著降低,显示出Na2SiO3与煤矸石水泥具有不相容性.     

较大偏高岭土掺量下偏高岭土-水泥硬化浆体性能与微观结构

研究分析了较大偏高岭土(MK)掺量下偏高岭土-水泥(MK-OPC)硬化浆体的强度、化学结合水量、MK反应量、Ca(OH)2含量、微观形貌和孔径分布.结果表明:在50%MK掺量(质量分数)范围内,随着MK掺量增加,MK-OPC砂浆的强度增长速度加快;MK-OPC砂浆长期强度基本高于纯水泥砂浆.随着MK掺量增加,MK-OPC净浆的MK反应量增加、Ca(OH)2含量大幅减少、微观结构致密、孔结构细化.MK反应量和增强效应因子与d≤10nm孔体积增量均呈正比关系.     

建筑废弃物除尘粉的组分特性及其对水泥净浆力学性能的影响研究

为了明确建筑废弃物除尘粉的组分和工程特性,对除尘粉的粒度分布、化学和矿物组成、微观形貌进行了测试分析,并对掺加除尘粉后水泥净浆的抗压强度进行了测试。结果表明:除尘粉颗粒粒径小,比表面积大,粒径分布较均匀;除尘粉的化学组成和粉煤灰相近,但CaO含量较高,Al2O3和Fe2O3含量较低;掺加除尘粉后,水泥净浆的抗压强度呈下降趋势。在水化早期,掺加除尘粉对水泥净浆的抗压强度影响较大,但随着龄期的延长,除尘粉对水泥净浆抗压强度的影响逐渐减小。同时,随着龄期的延长,抗压强度增长速率随着除尘粉掺量的增加而增大。     

煤矸石细度和掺量对水泥性能的影响

研究了热活化煤矸石的细度和掺量对水泥浆体流动度、凝结时问，水泥硬化浆体抗压强度、化学结合水量和微观结构的影响．结果表明：提高热活化煤矸石的细度和掺量，水泥浆体的流动度降低，凝结时间延长；水泥浆体的抗压强度和化学结合水量随热活化煤矸石细度的提高而增大，随掺量的增加而减少．热活化煤矸石的细度和掺量对水泥硬化浆体的孔结构分布和形貌也有较明显的影响．     

水性渗透型无机防水剂微观分析和作用机理研究

采用不同水性渗透型无机防水剂用量的水泥净浆试件,用X射线衍射分别测量水泥石7d、100d龄期的微观孔结构及化学组成变化。结果表明:随水性渗透型无机防水剂用量增加,水泥净浆的总孔隙量降低,而400nm范围内的孔隙中,1~50nm孔隙的体积比例逐渐增加;7d龄期时,Ca(OH)2和Ca2SiO4晶体的特征衍射峰的相对强度随防水剂用量增加逐渐降低,100d龄期时,两种晶体衍射峰相对强度降低幅度增大。     

50℃养护下超细粉煤灰水泥复合胶凝材料的性能研究

采用化学结合水量测试、压汞测孔法、扫描电镜观测以及力学性能测试等方法,系统研究了50℃养护条件下超细粉煤灰-水泥复合胶凝材料的水化程度、微观结构以及力学性能,结果表明:与普通粉煤灰相比,超细粉煤灰在机械研磨和50℃高温养护的共同作用下活性大大提高,复合胶凝材料的水化速度更快,孔径分布更细化,抗压、抗折强度更高;超细粉煤灰掺量为25％时,复合胶凝材料在整个龄期的化学结合水量和孔结构密实度均高于纯水泥净浆,3d时的抗压强度和抗折强度已高于纯水泥砂浆近1倍,并且龄期越长,对强度的提高作用越明显;超细粉煤灰掺量为50％时,体系中细集料较多,造成颗粒级配分布不合理,并且缺少充足Ca(OH)2的碱性激发,对于水泥水化程度、孔结构密实度和强度的改善作用与掺量为25％时相比有所降低,但7d时的抗折强度仍达到了纯水泥砂浆的1.67倍.     

湿排粉煤灰机械活化效应及其机理研究

研究了机械活化对湿排粉煤灰的粒度分布、所制净浆试件各龄期的强度及其水化产物的微观分析（XRD、SEM）的影响.结果表明：机械活化后,湿排粉煤灰粒度分布趋向优化.所制净浆试件各龄期强度随活化时间的延长而增大,且早期强度增幅较大,而后期强度增幅趋小.湿排粉煤灰中的10～20μm区间的颗粒对水泥净浆的抗压强度影响最大.     

从水泥灰浆的化学和微结构的演变到自收缩变形为形成

由同一类型普通波特兰水泥（OPC），以不同的水灰比（W／C），配制的一组素水泥灰浆，在不同的常温下养护，从混合到数月不同的时间段，进行了微观和宏观试验研究。测量了化学收缩、体积和一维自收缩变形，并且分析了水化过程（水泥的水化度a，Ca（OH）2含量等）和材料微结构特性间的关系。研究了在早期（〈24小时），10～50℃之间，水灰比（W／C）0．25～0．60范围内，养护温度的影响。     

蔗糖对水泥水化过程影响机理研究

研究了不同掺量蔗糖对水泥凝结时间、水泥砂浆强度发展、化学结合水量、液相离子浓度、AFt含量以及浆体矿物组成的影响.结果表明,蔗糖能促进AFt的生成,当蔗糖掺量较小(0.045%,质量分数,下同)时,对Ca(OH)2和C-S-H的抑制作用较弱,液相中Ca2 ,OH-浓度的降低不明显,AFt的溶度积大,AFt以细小的凝胶状存在,在水泥颗粒的表面形成不易被打破的保护膜,延缓了水泥凝结,但当保护膜被打破,水泥的水化进程会得以恢复,强度继续发展;当蔗糖掺量较大(0.48%)时,液相中Ca2 ,OH-浓度降低,AFt的溶度积小,AFt以结晶完好的针棒状出现,并在水化产物间穿插和搭接,起到了明显的促凝作用,使得C2S,C3S难以正常水化并提供C-S-H,因而阻碍了水泥砂浆的强度发展.提出了2个阈值的假说,蔗糖掺量在0.01%时即可促进AFt的生成,蔗糖掺量在0.20%时明显抑制硅酸钙的水化.     

超细粉煤灰对混凝土强度及水化产物的影响

对超细粉煤灰掺量为0~30%之间的混凝土抗压强度、硬化浆体水化产物中化学结合水和Ca(OH)_2量的变化情况进行了分析。结果表明,超细粉煤灰掺入后能够充分发挥填充效应和火山灰活性,消耗水泥水化产物中的Ca(OH)_2,降低水化产物中Ca(OH)_2含量,且随水化龄期的延长,参与水化程度提高,能够提高混凝土的后期强度。     

阿利尼特水泥早期水化产物的研究

利用DTA,XRD,SEM等方法,研究了一种以Alinite C11A7·CaCl2为矿物组成的新型的阿利尼特水泥的早期水化产物.结果表明,该水泥的主要早期水化产物为C S H凝胶和Ca(OH)2,另外还有少量的C3A·CaCl2·H10和C3AH6.在水化早期(7d前),有较多的C S H凝胶和Ca(OH)2生成,从而使该水泥具有凝结快、早期强度高的特点.