水泥基压电复合材料的制备及极化工艺研究

采用压制成型法，首次以快硬早强的硫铝酸盐水泥为基体制备了水泥基压电复合材料。详细阐述了水泥基压电复合材料的制备过程；通过实验确定了适宜的极化条件，分析讨论了极化过程中出现漏电流的原因，并提出了一些初步的解决途径。结果表明，对硫铝酸盐水泥基压电复合材料来说，适宜的极化工艺参数：极化电场强度为4kV／mm，极化时间为45min，极化温度应低于130℃。     

纳米C—S—H/PCE对硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥凝结硬化的影响

研究了纳米C—S—H/PCE对硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥凝结时间、早期水化历程及抗压强度的影响,采用XRD、TG、pH计和SEM等分析测试手段对早龄期水化产物和液相碱度等进行表征,探讨了纳米C—S—H/PCE对硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥的增强机理。结果表明：掺加纳米C—S—H/PCE能有效缩短硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥浆体初凝及终凝时间,当C—S—H掺量≥1.0%时,硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥的初、终凝时间差明显缩短。纳米C—S—H/PCE加快了硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥水化放热速率,提高了总的水化放热量,早期水化产物生成数量多,但对水泥水化产物类型没有影响,硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥体系8、12、16 h的抗压强度显著提高。     

B_2O_3和CaF_2对C_3S-C_(2.75)B_(1.25)A_3-C_2S-C_3A水泥熟料矿物体系力学性能影响

研究了B2O3和CaF2对C3S-C2.75B1.25A3S珚-C2S-C3A熟料矿物体系的组成、结构与力学性能的影响。研究结果表明:在该熟料体系中C3S,C2.75B1.25A3S珔,C2S和C3A的适宜含量分别为50%,10%,25%和15%,B2O3和CaF2的适宜掺量为2%和1.5%。在最佳组成和制备工艺条件下,合成的阿利特-硫铝酸钡钙水泥的1d,3d和28d抗压强度分别达到18MPa,48MPa和95MPa以上,展现了良好的早期力学性能。同时,掺加CaF2能有效降低熟料中游离氧化钙的含量,促进阿利特在低温条件下形成。利用SEM-EDS,XRD等测试手段对熟料的组成、结构及性能进行了分析。     

氧化锌对高胶凝性水泥熟料矿物形成及强度的影响

采用工业原料配料，对以硅酸三钙（C3S，C=CaO，S=SiO2）、硫铝酸钙（C4A3 S^-，C=CaO，A=Al2O3，S^-=SO4^2-）为主导矿物的含C4A3 S^-矿物硅酸盐水泥熟料的矿物形成及其强度进行了研究。借助X射线衍射和热重一差热分析研究了矿物形成过程；探讨了微量元素ZnO对熟料性能的影响及在熟料体系中的固溶情况。研究结果表明：生料中掺入ZnO可使C4A3 S^-和CaS等矿物通过低温反应形成，共存于同一熟料体系中，并可提高熟料的强度；过高的ZnO含量亦会降低C4A3 S^-矿物的分解温度。     

氧化铁对硫铝酸钙矿物形成的影响

借助化学分析方法、X射线衍射、差示扫描量热法等测试手段研究了Fe2O3对无水硫铝酸钙矿物(C4A3S)形成过程的影响.研究表明:掺杂Fe2O3可促进熟料中游离氧化钙(f-CaO)的吸收,增加液相量,改善C4A3-S矿物生料的易烧性;不掺杂Fe2O3的矿物生料,C4A3-S单矿物在850℃以下几乎不生成,在1 000℃开始大量生成,在1 300℃达到最高值;掺杂1?2O3的试样中C4A3S含量与不掺杂试样在同温度下达到最大值,但绝对含量有一定幅度的下降;掺杂3%及5?2O3的试样中C4A3S含量在1 350℃达到最大值,达到最大值的时间比原来延迟0.5h,并且绝对含量有较大幅度的下降;掺杂Fe2O3的试样在1 200℃至1400℃时,Fe3 和C4A3-S中的Al3 发生置换,使Fe3 固熔到C4A3-S中形成固熔体C4(A0.95F0.05)6O12(SO4).     

氧化锌对阿利特和硫铝酸钙的形成及共存温度范围的影响

借助差热分析、X射线衍射及化学分析等,研究了ZrO对含硫铝酸钙的硅酸盐水泥熟料中阿利特和硫铝酸钙矿物形成及共存温度范围的影响.结果表明:在生料中掺入1%(质量分数)ZnO,可降低阿利特的形成温度,并促进低温下硫铝酸钙矿物的形成;1 300℃时阿利特生成的质量分数达59.23%,较未掺ZnO样品提高14.76%;掺入ZnO后,扩大了硫铝酸钙与阿利特矿物的共存温度范围,达50℃.     

Effect of barium oxide on the formation and coexistence of tricalcium silicate and calcium sulphoaluminate

Formation and coexistence of tricalcium silicate (C₃S) and calcium sulphoaluminate (C₄A₃ ) minerals in Portland cement clinker containing calcium sulphoaluminate were investigated. The f-CaO content, mineral composite and formation of mineral in the clinker were analyzed respectively by chemical analysis, differential scanning calorimetry(DSC) and X-ray diffraction. The results show that, adding a suitable amount of BaO can improve the burnability of raw meal and promote the f-CaO absorption. Tricalcium silicate and calcium sulphoaluminate minerals can form and coexist in clinkers at 1 234–1 317 °C by the addition of BaO to the raw meal. A suitable amount of BaO expanded the coexistence temperature of two minerals by 58 °. Funded by the National Basic Research Program of China (No. 2009CB623100), National Eleven Five-Year Scientific and Technical Support Plans (No. 2006BAF02A24), the Natural Science Fund for Colleges and Universities in Jiangsu Province(No. 08KJB430006), the Open Fund for the Key Laboratory of Inorganical and Composite Materials in Jiangsu Province(No. wjjqfhxc1200801) and the Innovation Fund of Doctoral Dissertation of Nanjing University of Technology (No. BSCX200705)     

快硬硫铝酸盐水泥浆体-矾土集料界面的微结构

用XRD层析技术、SEM/EDAX和DTA等手段测定了矾土集料-硬化硫铝酸盐水泥浆体界面区的组成、微结构及形貌,同时用XRD线宽法测定了界面区中AFt晶体尺寸及其分布。研究发现,在矾土界面区中,AFt主要以胶体形态富集,C(?)H_2以晶体形态富集,界面区的厚度为70μm左右。为此,提出了矾土集料界面区微结构的形成机理。     

早强微膨胀泵送C50钢管混凝土的研制

将硼酸、葡萄糖酸钠和聚羧酸盐减水剂按一定比例复合,研制出一种用于硫铝酸盐水泥的新型缓凝减水剂M,实验表明,该外加剂对硫铝酸盐水泥具有较强的缓凝及减水作用。采用该外加剂和42.5级快硬硫铝酸盐水泥,配制出具有良好工作性的C50早强微膨胀钢管混凝土:初始坍落度为24 cm,3 h后仍达18 cm以上,不离析、不泌水,满足泵送施工要求;其3 d抗压强度达50 MPa以上6、0 d自由膨胀率3.41×10-4,能有效解决钢管混凝土中普遍存在的脱粘问题。     

含钡或锶的硫铝酸盐装饰水泥

研究了几种常用着色剂以含Ｃａ或Ｓｒ的硫铝酸盐产矿物的着色情况，发现Ｃｒ２Ｏ３着色效果较好。对于白色单矿物，其Ｆｅ２Ｏ３的最大允许含量依次为；３ＣＡ．ＳｒＳＯ４〉３ＣＡ．ＢａＳＯ４〉３ＣＡ．ＣａＳＯ４．３ＣＡ．ＳｒＳＯ４浆体固化后几乎不起霜；３ＣＡ．ＢａＳＯ４浆体发现在水化早期起霜。