复合水泥水化产物及过程的研究

用石灰石和矿渣生产复合水泥比单用矿渣或石灰石效果好,由于石灰石与矿渣的优势互补作用,改善了水泥的某些性能,用XRD和DTA分析其组成和结构,发现石灰石并非完全惰性,当粉磨到一定细度可以参与其中的反应,促使熟料水化加快、提高早期强度。主要的水化产物为氢氧化钙、水化硅酸钙、单硫型水化硫铝酸钙、水化碳铝酸钙。     

石灰石粉与活性矿物掺合料的协同效应

针对石灰石粉与不同活性矿物掺合料协同效应的问题,分析石灰石粉分别与粉煤灰、矿渣、硅灰复掺对水泥胶砂抗折、抗压强度的影响,并采用XRD微观测试方法分析其机理。试验结果表明:石灰石粉与活性掺合料协同作用有助于提高水泥胶砂强度,石灰石粉掺量为10%、活性掺合料掺量为20%时强度最大;微观测试分析发现粉煤灰、矿渣与硅灰能促进石粉的水化反应,其水化产物为碳铝酸钙(Ca_4Al_2O_6·CO_3·11H_2O);石粉可以更好地激发活性掺合料的活性,为水化产物提供成核基底。     

石灰石粉对高铝水泥性能的影响

研究了石灰石粉对高铝水泥胶砂试件强度及孔结构的影响,分析了石灰石粉在高铝水泥水化过程中的作用.结果表明:高铝水泥胶砂试件抗折强度和抗压强度均随石灰石粉掺量(质量分数,下同)的增加呈现先升高后降低的趋势,各龄期(1,3,7,28d)胶砂试件的抗折强度与抗压强度均在石灰石粉掺量为3%时达到最大值;适量石灰石粉掺入高铝水泥中可生成单碳型水化碳铝酸钙和氢氧化铝,提高胶砂试件的密实度和强度;高铝水泥胶砂试件28d总孔隙率、大孔孔隙率和小孔孔隙率均随石灰石粉掺量的增加呈现先减小后增大的趋势,当石灰石粉掺量为3%时,胶砂试件各孔隙率均最小.     

石灰石粉铝酸盐水泥复合体系的水化反应

石灰石粉具有水化活性,能与硅酸盐水泥中的C_3A、铝酸盐水泥中的CA、CA_2等铝酸盐矿物发生反应,水化产物为水化碳铝酸钙。利用微量热仪法、胶砂强度和X射线衍射(XRD),研究不同比例的石灰石粉铝酸盐水泥复合体系的水化反应,结果表明:石灰石粉会加快铝酸盐水泥的水化进程,水化过程诱导期缩短,放热速率峰值下降;复合体系中石灰石粉占比越高,早期水化反应速率越快,但水化反应放热量越低;相对而言,复合体系中石灰石粉掺量为20%时石灰石粉参与反应程度最高,且掺量为20%时石灰石粉对复合体系强度有显著贡献。随复合体系中石灰石粉比例增加,铝酸盐水泥水化产物越来越不明显;石灰石粉掺量为20%～40%时,水化碳铝酸钙XRD特征峰相对最明显,复合体系中石灰石粉与铝酸盐水泥存在一个最佳的比例范围。研究表明,石灰石粉与铝酸盐水泥间会发生明显的水化反应,石灰石粉与铝酸盐水泥复合有望制得一种新型胶凝材料。     

硫酸盐相容型聚羧酸减水剂的吸附-分散机理

利用等温吸附、XRD、DTA和化学分析研究了硫酸盐相容型聚羧酸减水剂(PCA)与水泥颗粒之间的相互作用机理。结果表明,聚羧酸减水剂能加速水泥水化初期钙矾石(AFt)和单硫型水化硫铝酸钙(AFm)的形成,并且当水泥中存在石灰石微粉时,还可加速早期单碳型水化硫铝酸钙的形成,从而降低了水泥颗粒对PCA的吸附。由于建立了静电斥力与空间位阻作用协同作用机制,PCA在获得高分散性的同时,使混凝土具有优异的坍落度经时保持性能。硫酸盐相容型聚羧酸减水剂与萘系高效减水剂相容,可共同使用。     

减水剂对C3A早期水化过程的作用

通过X射线衍射(XRD),总有机碳法(TOC)和化学分析,研究了聚羧酸减水剂(PCA)、萘系减水剂(PNS)和脂肪族减水剂(SAF)对铝酸三钙(C3A)早期水化过程的影响.研究发现:C3A对减水剂的吸附作用因减水剂品种不同而不同;3种水化体系中均形成了有机金属矿物相(OMP),且掺PNS体系生成的OMP的XRD特征衍射峰强度和宽度均大于掺PCA和SAF体系;PCA和PNS加速了C3A的水化进程,SAF抑制了C3A早期的溶解沉淀过程;PNS对水泥初期水化硫铝酸钙生成量的影响较小,而PCA和SAF促进了水泥水化初期单硫型水化硫铝酸钙的形成.减水剂对C3A早期水化过程的作用揭示了减水剂与水泥适应性的本质.     

混合材对MSWI制CSA水泥性能的影响

以城市垃圾焚烧飞灰(MSWI)为主要原料,在实验室成功烧制了硫铝酸钙(CSA)水泥熟料。研究了单掺或复掺不同种类、不同掺量的混合材后,CSA水泥的力学性能和水化性能。结果表明:石灰石粉(LI)/矿渣粉(SL)在CSA水泥中较为适用,而粉煤灰(FA)/MSWI的活性较差;单掺4种混合材均对CSA水泥早期强度产生不利影响;单掺LI/SL对后期强度发展有益;复掺混合材较单掺效果好,尤其是试样10%LI+10%SL、10%LI+10%MSWI和5%LI+15%SL。     

白云石粉在水泥基材料中的水化活性研究

研究了白云石粉在水泥基材料中的水化活性,分析了白云石粉掺量和细度的影响。研究表明,白云石粉掺量为0~30%时,白云石粉在水泥基材料中的强度贡献率大于零,提高了水泥基材料的比强度;随白云石粉掺量增加,水泥-白云石粉胶凝体系的强度及白云石粉在水泥基材料中的活性指数先增大后减小,白云石粉掺量为5%时均达到峰值。随白云石粉细度增大,水泥-白云石粉胶凝体系强度和比强度及白云石粉在水泥基材料中强度贡献率及活性指数均先增大后减小。白云石粉在水泥基材料中发生了去白云石化反应,阻止钙矾石向单硫型水化硫铝酸钙转化,并反应生成了水化碳铝酸钙(C3A·CaCO_3·11H_2O)。     

改性脂肪族减水剂对水泥铝酸盐水化相的影响

为研究木质素磺酸盐改性脂肪族高效减水剂(MSAF)与水泥的相互作用,通过XRD和SEM分析,评价了MSAF对水泥铝酸盐水化产物的影响.结果表明.:MSAF能够抑制C3A的水化进程,克服高效减水剂分子与铝酸盐水化产物之间的插层效应,改变掺石灰水泥的溶解-沉淀过程.与掺萘系减水剂相比,改性脂肪族减水剂通过控制C3A与方解石之间的反应,使得掺磨细石灰石粉的水泥水化体系在28 d时仍存在单硫型水化硫铝酸钙.因此,改性脂肪族减水剂与含磨细石灰石粉的水泥具有良好的适应性.     

用石灰石替代部分矿渣生产425R型普通硅酸盐水泥的研究

本文试验是用石灰石替代部分矿渣生产425R型普通硅酸盐水泥,通过加工处理以及引入矿物质,水泥的早期强度和后期强度均有所提高,同时发现石灰石和外加剂能加速热料和矿渣的水化,促进了钙矾石和水化硅酸钙的形成,提高了水泥的强度。     

保坍型聚羧酸减水剂的吸附-分散机理

分析了保坍型聚羧酸减水剂(PCA)的等温吸附特性,利用XRD研究了PCA在C3A水化产物中的插层行为,基于TGDSC定量了掺与不掺减水剂的水泥浆体中的钙矾石(AFt)和单硫型水化硫铝酸钙(AFm)。结果表明,PCA可在水化铝酸钙中插层,形成的有机金属矿物相在水泥水化体系中逐步转化为AFm,加之PCA促进了水泥水化初期AFt和AFm形成,使1 h吸附量降低。促进水化硫铝酸钙形成及提高溶液经时平衡浓度是保坍型聚羧酸减水剂的主要作用机制。     

水化硫铝酸盐水泥粉体对硫铝酸盐水泥自身水化进程的影响

制备并表征了水化硫铝酸盐水泥粉体材料(HCSAP),并结合水化热、化学收缩、XRD、TG、SEM等测试研究了HCSAP对硫铝酸盐水泥自身水化进程的影响.结果表明:在大水灰比条件下,硫铝酸盐水泥完全水化后主要生成钙矾石、水铝黄长石、单硫型水化硫铝酸钙及少量氢氧化铝.在硫铝酸盐水泥中混掺10％HCSAP,该改性浆体后期水化...     

液体速凝剂对水泥早期水化的影响研究

通过凝结时间、早期抗压强度、水化热、水化产物形貌等研究了液体速凝剂对水泥早期水化反应历程的影响.结果表明,使用液体速凝剂的水泥浆体在水化的初始阶段形成了大量的水化铝酸钙晶体及针棒状的钙矾石,从而促进了水泥浆体的凝结.液体速凝剂增加了水泥早期产物中铝酸盐与硫酸盐的比例,加快了钙矾石(AFt)转化为单硫型硫铝酸钙(AFm)...     

不同掺量配比对复合硅酸盐水泥性能的影响

研究了粉煤灰、粒化高炉矿渣及石灰石的不同掺量对复合硅酸盐水泥的凝结时间及抗压强度的影响。结果表明：石灰石粉对水泥的负面影响较大,粉煤灰掺量增加有缓凝及削弱水泥早期强度的作用,而增加高炉矿渣掺量具有缓凝和提高水泥后期强度的效果。     

柠檬酸钠对普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复配体系的性能研究

本文通过水泥净浆、砂浆试验,研究了柠檬酸钠对普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复配体系净浆的凝结时间、砂浆流动度和拉伸粘结强度、水泥水化产物的影响。研究表明,柠檬酸钠通过抑制铝酸钙、硫铝酸钙的早期水化,延缓复配体系的凝结时间、改善砂浆流动性,柠檬酸钠掺量为1.2%时,初凝时间与终凝时间分别为106 min、118 min,砂浆的流动度达到最大值为157 mm;柠檬酸钠使水泥后期水化更充分,增加钙矾石的生成量,提高砂浆拉伸粘结强度,柠檬酸钠掺入量为1.0%时,砂浆拉伸粘结强度为0.54 MPa。     

碱激发矿渣-石灰石粉砂浆的性能研究

研究了不同掺量的石灰石粉对碱矿渣水泥砂浆流动性和力学性能的影响。结果表明,石灰石粉掺量在0~50%时,随着掺量的增加,砂浆的流动性增大;当石灰石粉掺量为20%时,砂浆3d、7d和28d抗压强度较基准组分别提高3.1%、4.5%、9.0%,28d抗折强度提高10.0%,即在碱矿渣水泥砂浆中掺入20%的石灰石粉对强度是最为有利的。SEM研究表明,水化早期石灰石粉只起到一定的填充作用,但随着水化龄期的延长,石灰石粉参与了水化,水化产物的数量增加,砂浆的密实性和强度提高。     

矿物掺合料对高铝水泥强度影响的研究

通过在高铝水泥中掺入不同掺量(5%、10%、15%、20%)的石灰石、石膏、粉煤灰、矿渣四种矿物掺合料,研究其对高铝水泥的强度影响及水化作用机理。结果表明,四种掺合料均能不同程度抑制高铝水泥后期强度倒缩;石灰石、石膏、粉煤灰、矿渣的最佳掺量分别为10%、15%、5%、5%。掺入10%的石灰石、15%的石膏时,高铝水泥的3d强度分别提高6.80%、4.25%,28d强度分别提高11.63%、8.80%;掺入5%的粉煤灰时,28d强度提高9.91%;矿渣的掺入不能提高高铝水泥各龄期强度。     

无（少）熟料高强矿渣水泥研究

采用水淬高炉矿渣、无水石膏和硅酸盐水泥熟料等传统原材料,掺加一种特制的Ｍ型外加剂,调整不同配比,研究了生产少熟料高强矿渣水泥的途径。借助ＳＥＭ等手段对水化过程和水化产物进行了分析,并对水化机理进行了探讨。结果表明,采用Ｍ型外加剂解决了碱矿渣水泥的快凝问题,并获得了较高的早期强度和后期强度,在不掺加硅酸盐水泥熟料的情况下制得了５２５#矿渣水泥。     

混合材对高阿利特水泥性能的影响

研究了矿渣、粉煤灰和烧页岩单掺及复掺对高阿利特水泥凝结时间、抗压强度、电阻率、水化产物组成及微观结构的影响.结果表明：掺加大量混合材后,高阿利特水泥仍具有较高的强度;电阻率发展能反映出混合材的掺加将减缓高阿利特水泥早期水化的发展;适当掺加混合材可优化水化产物组成,提高水化产物结构致密性.     

石灰石粉作为水泥混合材的试验研究

研究了人工砂副产物石灰石粉等量代替水泥熟料或粉煤灰或矿渣粉作为混合材对水泥胶砂强度和收缩性的影响.结果表明,在水泥生产中掺入15％～30％的石灰石粉作为混合材是完全可行的,且对水泥的强度和收缩性影响不大,与单掺粉煤灰相比,石灰石粉与粉煤灰复掺作为混合材的效果较好;而与单掺矿渣粉相比,石灰石粉与矿渣粉复掺作为混合材的效果较差.