海水环境下矿物掺合料对硫铝酸盐水泥的水化影响

研究了海水环境下掺入硅灰、粉煤灰、矿渣对硫铝酸盐水泥抗压强度、化学收缩和水化产物的影响规律.结果表明:当硅灰的掺量为2.5%时,水泥浆体的抗压强度比空白组高.矿渣掺量为10%的水泥浆体28 d抗压强度明显超过掺入硅灰和粉煤灰时的强度,60 d强度高于空白组.掺入2.5%硅灰后,水泥浆体的化学收缩增大;在水化早期,粉煤灰和矿渣的火山灰活性很低,导致水泥浆体的化学收缩降低.掺入10%硅灰加快了硫铝酸盐水泥3 d水化反应,钙矾石生成量增多,水泥浆体早期强度比掺其它掺合料有所提高,但体积过快膨胀会破坏其内部结构,对水泥浆体的强度发展不利.     

水泥基材料抗压强度与交流阻抗参数的关系研究

研究了标准养护条件下不同W/B(水胶比)水泥浆体的7 d和28 d抗压强度和交流阻抗响应,并对阻抗谱进行了解析.结果表明水泥浆体的强度随W/B的增大而减小,且呈良好的线性关系.不同W/B的水泥浆体试件的RCCP、RDP、Cmat和CDP与W/B均成良好的幂函数关系.采用RCCP和RDP表征的水泥浆体试件非连通孔和连通孔所占比例基本相同.且同一龄期不同W/B的水泥浆体抗压强度与各阻抗参数也有良好的幂函数关系.因此,可望采用交流阻抗参数预测不同W/B的水泥浆体抗压强度,从而为水泥浆体强度预测提供一种新的方法.     

水泥-硅灰/粉煤灰体系强度、收缩性能与微观结构研究

为研究硅灰及粉煤灰对不同养护龄期的水泥浆体强度及收缩性能的影响,以水胶比为0.29的水泥浆体为基体,设计制备了五种硅灰及粉煤灰掺量的复合水泥浆体,借助量热仪和压汞仪测试表征了不同复合水泥浆体的水化放热特性以及孔结构组成,分析了水化放热量、孔隙率等参数随硅灰和粉煤灰掺量增加的变化规律,建立了复合浆体抗压强度与孔结构以及水化特性与收缩应变之间的量化关系。结果表明,掺入粉煤灰会大幅降低水泥净浆早期抗压强度,但对减小自收缩应变和干缩应变极为有利。掺入硅灰能明显提高净浆3 d抗压强度,但当硅灰掺量超过10%(质量分数)后,净浆3 d自收缩应变及28 d干缩应变增加极为明显。掺入硅灰会使水泥水化诱导期开始和结束的时间提前,还会增加水化反应级数和各阶段的反应速率常数值,导致水泥-硅灰复合浆体的水化放热总量和放热速率相较于水泥-粉煤灰体系大幅增加。粉煤灰和硅灰的掺入均能有效细化水泥浆体内部孔结构,提高凝胶孔比例,大幅降低大孔比例。复合浆体的72 h水化放热总量和3 d自收缩应变呈现正相关关系,而孔隙率和抗压强度呈现明显的负相关关系。     

不同离子对水泥水化性能的影响

本文研究了不同离子对水泥水化历程、浆体力学性能和物理性能的影响.通过测定各拌合水成型得到的水泥硬化浆体的强度,探讨了水泥水化时不同掺杂离子对水泥浆体性能的影响规律,发现在拌合水中掺入A13+、Ba2+、Ca2+、Fe3+(以硝酸盐形式添加),水泥硬化浆体试样的抗压强度比普通拌合水成型试样的抗压强度显著提高,且呈现出一定的规律.     

固井水泥浆早期水化过程电导率研究

研究纯水泥浆在不同水灰比条件下的电导率与温度变化之间存在的规律,同时探究了电导率与浆体水化过程的联系.结果表明:当水灰比相同时,浆体的电导率峰值随着实验温度(4～30 ℃)的增大而逐渐减小;通过水泥浆滤液测试,得到了与水泥浆电导率相同的变化趋势,即先增大后减小;实验采用水化热分析和扫描电子显微镜(SEM)观察,进一步解释了电导率的变化与水泥浆体水化过程及浆体结构之间所存在的关系.     

C_3S含量变化对浆体强度及体积收缩的影响

为了研究硅酸三钙（C3S）含量对水泥浆体的抗压强度及线性收缩的影响,制备了不同C3S含量的水泥,并通过热质量损失法（TG）、扫描电镜（SEM）等方法分析了浆体中Ca（OH）2含量的变化规律和水化产物形貌,讨论了C3S含量对浆体基本性能的影响.结果表明：C3S质量分数为78.79%的水泥浆体水化过程中产生较多且晶粒尺寸较小的Ca（OH）2,其后期抗压强度出现倒缩.水化7 d时,C3S质量分数为67.33%的波特兰水泥抗压强度最大,28 d后C3S含量低的水泥的抗压强度可超过高C3S水泥浆体;加入质量分数为50%的粉煤灰后,熟料中C3S质量分数为67.33%的水泥浆体始终具有最高的强度.水泥浆体的线性收缩随着熟料中的C3S含量的增加而变大.从水泥硬化浆体的性能和节能方面考虑,熟料中C3S质量分数为67.33%较优.     

统计技术在出厂水泥强度控制中的应用

讨论了统计技术在出厂水泥强度控制中的应用,定量描述了出厂水泥28d抗压强度平均值、标准偏差与出厂水泥28d抗压强度合格率、出厂水泥富余强度合格率、出厂水泥超标号率之间的关系。定量描述了出厂水泥富余强度保证系数与出厂水泥富余强度合格率之间的关系。给出了若干使用概率统计方法计算出厂水泥28d抗压强度合格率、出厂水泥富余强度合格率、出厂水泥超标号率的公式。使用这些公式,可以提高出厂水泥强度控制的预见能力。     

磷铝酸盐与硅酸盐水泥浆体系及力学性能研究

磷铝酸盐水泥是一种新型的特种水泥,具有早强高强的优良特点。通过不同外加剂的筛选,最终优选了SR、G33S、微硅作为磷铝酸盐与硅酸盐水泥浆体系的外加剂,测试了不同温度下磷铝酸盐与硅酸盐水泥浆体系的抗压强度,结果发现3%~15%磷铝酸盐水泥可有效提高硅酸盐水泥的力学性能。最终得到的磷铝酸盐与硅酸盐固井水泥浆体系密度可调、稳定性好、失水量可控、强度优良。     

外掺氧化镁膨胀剂对水泥净浆流变特性及胶砂强度的影响

研究了氧化镁膨胀剂在不同掺量下对水泥浆体流变特性和胶砂强度的影响规律。研究结果表明:外掺氧化镁膨胀剂,会降低水泥浆体流动度,增大浆体的剪切粘度,提高浆体的屈服应力和塑性粘度;掺氧化镁膨胀剂胶砂3d龄期的抗压强度稍低于不掺氧化镁膨胀剂的胶砂,7d、28d时抗压强度高于不掺氧化镁膨胀剂的胶砂,当掺量为6%时,抗压强度较不掺氧化镁膨胀剂的胶砂增加了10%左右;3d、7d龄期时掺氧化镁膨胀剂组的胶砂抗折强度要低于不掺氧化镁膨胀剂组,而28d龄期抗折强度明显高于不掺氧化镁膨胀剂组。     

水泥-粉煤灰浆体吸水率与强度的相关性研究

通过对水泥-粉煤灰体系硬化浆体的吸水率、抗压强度的测定,研究了粉煤灰对水泥硬化浆体吸水率和强度的影响,以及水泥-粉煤灰浆体吸水率与强度的相关性。结果表明,水泥-粉煤灰浆体吸水率与强度之间具有一定的相关性。粉煤灰掺量越大．水泥浆体成分越多,成分之间的相互影响越复杂,吸水率与强度的相关性越差,对单纯组分的水泥浆体各项指标进行相关性的评价具有较好的效果。