水泥水化热测试方法研究进展与趋势

水泥水化硬化过程中会释放出大量热量,由此产生的热应力是导致混凝土结构中产生裂缝的原因之一。目前,水泥水化热的测试方法主要分为溶解热法、直接法和等温量热法。本文在总结前人关于水泥水化热测试方法研究的基础上,介绍了国内外对水泥水化热测试的最新研究进展。     

等温传导量热法与溶解热法、直接法测定水泥水化热结果相关性分析

采用等温传导量热法、溶解热法和直接法分别测定了不同品种水泥的水化热,并就测试结果进行了对照分析。结果表明,针对不同品种水泥,等温传导量热法与溶解热法测得水泥水化热结果呈现良好的线性关系,与直接法线性关系不佳。就水化放热总量而言,等温传导量热法较其他两种方法测定的结果偏低,并且这一差值随水化龄期的不同而不同。     

不同水化热测试方法的精确度对比及其影响因素分析

为能更精确地表征水泥的水化热特性,本文基于水化热测试结果的重复性及再现性,对比分析了等温传导量热法、溶解热法及直接法三种水化热测试方法的精确度,并就不同测试方法的精确度影响因素进行了探究。结果表明：在三种水化热测试方法中,等温传导量热法的精确度最高,溶解热法次之,直接法最低。导致不同测试方法精确度差异的原因,与其测试工作原理、仪器结构设置、样品处置及水化热计算精确性等密切相关。     

水泥水化热测定方法标准修订简介

水泥水化热是中、低热水泥的一项重要技术指标,目前世界上美国、英国、欧洲和日本等大多数国家都采用溶解热法来测定,和直接法相比,该方法在国际上具有更好的通用性。为此,新标准在修订时,将水泥水化热测定方法（溶解热法）和水泥水化热试验方法（直接法）进行整合为一项标准（GB／T12959-2008《水泥水化热测定方法》）,该标准已于2008年8月1日实施。现将标准中修订的主要内容说明如下。     

溶解法测定水泥水化热试验的操作技巧

GB/T12959—1991《水泥水化热测定方法(溶解法)》规定了水泥的水化温度(20±1)℃,以便于测定水泥的恒温水化速度、水化热量尤其是长龄期水泥水化热量。其原理是:依据热化学的盖斯定律,即化学反应     

Excel在水泥水化热试验计算中的应用

我公司在2010年进行了中热水泥生产,水化热试验采用直接法。通过研究摸索,我们将试验过程与结果的复杂计算,利用Microsoft Office Excel办公软件,实现对水泥水化热试验全过程上机计算,形成了基于Excel的水泥水化热计算的软件系统。特别是在温度曲线总面积计算上,我们根据“温度曲线作图法”计算总面积的原理,在Excel里通过先分解再求和的办法来完成,速度快,结果准确度高,可避免作图法人为的误差。计算出每只热量计的常数后,保存在“热量计数据库”中,需用时按编号调用。建立“试验温度数据库”、“热量计数据库”和“水化热试验数据库”,可随时进行数据的查询与对数据库的管理。交互界面上,尽量让操作员感觉直观方便,设置按钮,添加“宏”代码,各功能界面间通过点动按钮切换,复杂的计算过程通过填加公式和编制“宏”代码完成。     

水泥水化热标准样品均匀性和稳定性研究

对水泥水化热标准样品的均匀性和稳定性进行了研究。通过一定的方式混合,采用F检验法进行初次均匀性检验,结果显示混合好的样品均匀性符合要求。通过初次均匀性检验的样品包装密封。随机挑选封装好的样品采用F检验法进行均匀性检验。通过改变不同的储存状态检验其短期稳定性,通过检验不同储存时间的样品检验其长期稳定性。结果表明,标准样品的均匀性和稳定性均符合要求。     

TAMAIR八通道等温量热仪测试条件对水泥水化热影响的试验研究

采用TAMAIR八通道等温量热仪研究了不同称样量、安瓿瓶材质、搅拌方式及参比材料等试验条件对P·O42.5水泥水化反应速率及放热量的影响,以确切评估各因素带来的误差,为正在使用或即将选择TAMAIR法的用户提供选择和相应的数据指导.     

等温传导量热法测定水泥水化热的研究

概述了等温传导量热法(ICC法)测定水泥水化热方法标准的国内外发展现状,明确了ICC法测定水泥水化热的方法原理、试验材料、设备仪器和操作步骤.通过重复性和再现性试验,表明ICC法具有良好的重复性和再现性,其中重复性限为10J/g,再现性限为18J/g.通过比对ICC法与溶解热法得出,ICC法和溶解热法测定水泥水化热具有...     

GB/T 12959—2008《水泥水化热测定方法》中两种方法的联合应用

<正>1两种测定方法比较水泥水化热的测定GB/T 12959—2008中有两种试验方法:直接法(代用法,由GB/T2022—1980修编而成)与溶解热法(基准法,由GB/T12959—1991修编而成)。     

Influence of water activity on belite (β-C2S) hydration

The hydration of the two most reactive phases of ordinary Portland cement (OPC), tricalcium silicate (C₃S), and tricalcium aluminate (C₃A) is successfully halted when the activity of water () falls below critical thresholds of 0.70 and 0.45, respectively. It has been established that the reduction in relative humidity (RH) and  suppresses the hydration of all anhydrous phases in OPC, including less explored phases like dicalcium silicate, that is, belite (β-C₂S). However, the degree of suppression, that is, the critical threshold, for β-C₂S, standalone has yet to be established. This study utilizes isothermal microcalorimetry and X-ray diffraction techniques to elucidate the influence of on the hydration of -C₂S suspensions via incremental replacements of water with isopropanol (IPA). Experimentally, this study shows that with increasing IPA replacements, hydration is increasingly suppressed until eventually brought to a halt at a critical threshold of approximately 27.7% IPA on a weight basis (wt.%_IPA). From thermodynamic estimations, the exact critical threshold and solubility product constant of -C₂S () are established as 0.913 and 10^−12.68, respectively. This study enables enhanced understanding of β-C₂S reactivity and provides thermodynamic parameters during the hydration of β-C₂S-containing cementitious systems such as OPC-based and calcium aluminate-based systems.     

粉煤灰及矿渣对水泥浆体系早期水化热效应的控制研究

针对深水天然气水合物层固井对水泥浆体系低水化热、及现代生态文明建设对工业废料有效利用的双重要求,重点利用粉煤灰及矿渣对水泥浆体系水化热的控制效应制备了以常规波特兰水泥为主料、粉煤灰及矿渣为辅料的低水化热水泥浆体系。采用自研半绝热测试实验设备对水泥浆体系早期水化过程中温度进行了连续测量,以水泥浆体系最高温度(TMAX)及最大水化温升(TRISE)表征了粉煤灰及矿渣对水化热控制效应。实验结果表明,粉煤灰及矿渣均可大幅度降低水泥浆体系早期水化热。同时,后期力学性能测试结果显示复掺矿渣有助于水泥浆体系早期强度的发育;另外,结合文献报道复掺粉煤灰有利于水泥浆体系后期强度的发育,极大的改善了水泥石致密性及耐久性。因此,基于2∶1∶1 (水泥∶粉煤灰∶矿渣)的质量配比制备了低水化热水泥浆体系CFS1-1,综合性能研究表明该低水化热水泥浆体系CFS1-1低温条件下具备较好的工程应用性能,为深水天然气水合物层固井水泥浆体系的设计提供了一种可行的方案,同时也实现了粉煤灰及矿渣等工业废料的高效及合理利用。     

磷酸及磷酸盐类化合物对水泥水化动力学的影响

通过测定磷酸及磷酸盐类化合物对水泥浆体水化热、Zeta 电位和液相中离子浓度的影响,研究它们对水泥水化动力学的影响。结果表明：磷酸和磷酸盐类化合物明显延长了水泥水化诱导期,并降低了水泥水化加速期水化速率。与磷酸或单磷酸盐相比,聚磷酸盐类化合物更多地延长了水化诱导期时间;磷酸比磷酸盐类化合物更为显著地降低了水化最大放热速率;磷酸和磷酸盐类化合物均可降低水泥早期的溶解速率,同时改变了水泥颗粒表面的性质;磷酸和磷酸盐类化合物对水泥水化动力学的影响,与其在水泥表面形成包覆层影响了水泥溶解速率及成核速率有关。     

甲乙酮工艺水处理装置的改造与应用

根据引进的甲乙酮生产装置仲丁醇反应工艺水处理中出现的问题，对所得实验数据进行分析，最终确定工艺水处理改造方案，并取得了良好的效果，使工艺水处理应用技术得到进一步提高。     

复合使用高效减水剂与缓凝剂对水泥水化历程的影响

用直接测温法及X射线衍射技术,系统研究了萘系、氨基磺酸盐系及聚羧酸盐系3种高效减水剂,三聚磷酸钠及糖钙2种缓凝剂及复合使用高效减水剂与缓凝剂对水泥水化热、水化温峰、温峰出现时间及不同水化龄期Ca(OH)2和钙矾石(ettringaite,AFt)生成量等方面的影响.结果表明:单掺高效减水剂使水化温峰升高,温峰出现时间延迟,水化热及温峰时的Ca(OH)2生成量增加.单掺缓凝剂使水化温峰降低,温峰出现时间大幅度延迟,水化热及温峰时的Ca(OH)2生成量明显减少.复合使用高效减水剂与缓凝剂时,由于协同效应,使高效减水剂的分散作用及缓凝剂的缓凝作用同时得到加强.与单掺缓凝剂相比,复掺后水泥水化温峰出现的时间进一步延迟,水化温峰进一步降低,水化热及水化温峰时Ca(OH)2生成量进一步减少;但是,外加剂对AFt生成量影响不大.     

Isothermal Microcalorimetry to Investigate Non Specific Interactions in Biophysical Chemistry

Isothermal titration microcalorimetry (ITC) is mostly used to investigate the thermodynamics of “specific” host-guest interactions in biology as well as in supramolecular chemistry. The aim of this review is to demonstrate that ITC can also provide useful information about non-specific interactions, like electrostatic or hydrophobic interactions. More attention will be given in the use of ITC to investigate polyelectrolyte-polyelectrolyte (in particular DNA-polycation), polyelectrolyte-protein as well as protein-lipid interactions. We will emphasize that in most cases these “non specific” interactions, as their definition will indicate, are favoured or even driven by an increase in the entropy of the system. The origin of this entropy increase will be discussed for some particular systems. We will also show that in many cases entropy-enthalpy compensation phenomena occur.     

四元体系CaCl2-CaSO4-CaB6O10-H2O 308.15 K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了四元体系CaCl₂-CaSO₄-CaB₆O₁₀-H₂O在308.15 K下的稳定相平衡。测定了该体系的溶解度及平衡溶液的物化性质(包括折射率、密度和pH)。根据实验数据,分别绘制了该四元体系的干基图、水图以及相应的物化性质–组成图。研究结果表明：该体系在308.15 K时有1个共饱点(CaCl₂·4H₂O + CaSO₄·2H₂O + CaB₆O₁₀·5H₂O),3条单变量溶解度曲线,3个单盐结晶区,分别对应于CaCl₂·4H₂O、硬石膏(CaSO₄·2H₂O)和高硼钙石(CaB₆O₁₀·5H₂O)。其中,硬石膏CaSO₄·2H₂O结晶区最大、高硼钙石CaB₆O₁₀·5H₂O结晶区次之,而CaCl₂·4H₂O结晶区最小,表明硬石膏最易于结晶析出。此外,该四元体系在308.15 K下没有复盐和固溶体生成,属于简单水合物I型。平衡液相的物化性质随着CaCl₂浓度的增大呈规律性变化,并在共饱点处发生转折。其中,折射率和密度的变化规律相近,而pH的变化规律则与之相反。对该四元体系的稳定相平衡进行研究,将为综合开发利用油田卤水中的钙、硼等资源提供理论依据。     

On the Physical Meaning of the Isothermal Titration Calorimetry Measurements in Calorimeters with Full Cells

We have performed a detailed study of the thermodynamics of the titration process in an isothermal titration calorimeter with full cells. We show that the relationship between the enthalpy and the heat measured is better described in terms of the equation Δ H = W_inj + Q (where W_inj is the work necessary to carry out the titration) than in terms of ΔH = Q. Moreover, we show that the heat of interaction between two components is related to the partial enthalpy of interaction at infinite dilution of the titrant component, as well as to its partial volume of interaction at infinite dilution.     

振荡管最佳隔热位置

就有关因素对振荡管管壁轴向导热最佳热隔阻位置的影响进行了实验研究和理论分析 .提出了一种预测最佳隔热位置的有效方法